Arbeitsgruppe Archäometallurgie
Arbeitsgruppe Archäometallurgie
Veröffentlichungen - Volltexte
KEESMANN, I., KRONZ, A. und MEYER, K.E. (1998) : Archäometallurgische Untersuchungen auf der iberischen Halbinsel - Ergebnisse einer Geländebegehung im Umland des hispano-römischen Munizipiums Munigua (Castillo de Mulva, Prov. Sevilla). In: R. Rolle und K. Schmidt (Hrsg.), Archäologische Studien in Kontaktzonen der Antiken Welt, Veröffentlichungen der Joachim Jungius-Gesellschaft der Wissenschaften 87, 1998, 629-644 (Festschrift Hans Georg Niemeyer).
HEZARKHANI, Z. und KEESMANN, I. (1996) : Archäometallurgische Untersuchungen im Gebiet von Saghand-Posht-e-Badam (Zentraliran). Metalla (Forschungsberichte des Deutschen Bergbau-Museums, Bochum) 3.2, 101-125.
Mines et Métallurgie chez les Éduens.
Naturwissenschaftliche Untersuchungen zur antiken Kupfer- und Silberverhüttung in Südwestspanien.
Investigaciones cientificas de la metalurgia de El Malagón y Los Millares, en el Sureste de España.
Naturwissenschaftliche Untersuchungen zur frühen Technologie von Kupfer und Kupfer-Arsen-Bronze.
Archäometallurgische Untersuchungen im Gebiet von Saghand-Posht-e-Badam (Zentraliran)
Fayalitische Schmelzen und die Effektivität des metallurgischen Verfahrens
Räumliche Darstellung von Analysendaten. Das Programm "Analysen-Tetraeder".
Chemische und mineralogische Untersuchung von Eisenschlacken aus der hallstattzeitlichen Siedlung von Niedererlbach.
I. Keesmann
Abildungen:
metallisches Eisen mit phosphorreichem Einschluß
Archäometallurgische Untersuchungen an Material der Ausgrabung 1984 am "Steinbühl" bei Nörten-Hardenberg, Ldkr. Northeim.
I. Keesmann und A. Heege
Abbildungen:
Flüssig-flüssig-Entmischung.
Mines et Métallurgie chez les Éduens.
Avec cet ouvrage, un grand pas est
fait dans la connaissance de la métallurgie du fer en Gaule. Il témoigne
du renouveau des études sur la sidérurgie ancienne de France.
L'étude ne concerne pas des sites isolés, mais l'ensemble d'une
zone de production du fer de 400 km2 dans le Morvan du Nord: 140 sites miniers,
200 ateliers de réduction, 100 habitats. Elle est le fruit de dix années
de collaboration pluridisciplinaire entre une équipe archéologique
et des laboratoires français et allemand.
Prospections aériennes et au sol ont permis de rassembler et de traiter
une documentation importante précisément cartographiée
et richement illustrée, qui débouche sur des conclusions archéologiques
neuves à beaucoup d'égards.
La fouille de neuf bas-fourneaux
antiques et médiévaux enrichit la connaissance de ce type de structure
encore peu connu en France. Le corpus de 220 analyses chimiques et minéralogiques
de scories, « parois » et minerais associés fait l'objet d'un
traitement archéométallurgique selon des méthodes spécialement
développées a Mayence pour ce programme; il permet de plus
d'etablir des corrélations entre scories et minerais et ainsi de relier
mines et ateliers et de suivre l'évolution des techniques entre l'Antiquité
et le Moyen-Age.
Les auteurs etudient l'organisation générale d'un « district
» sidérurgique, de son fonctionnement socio-économique et
de son statut juridique au sein de la grande Cite éduenne, puis dans
le cadre des défrichements médiévaux du Morvan. Il pose
des problèmes et propose des méthodes et des résultats
archéométallurgiques et historiques qui sont confrontés
aux apports de la recherche européenne sur des districts comparables.
A cet égard, il represente une contribution utile a l'étude d'une
des activités les plus répandues, mais encore les plus mal connues
sur le territoire français pour l'epoque romaine et pour la période
médiévale avant l'utilisation de l'énergie hydraulique.
Michel MANGIN, professeur d'Archéologie
à l'Université de Besançon.
Ingo KEESMANN, professeur de Minéralogie a l'Université de Mayence
(Institut für Geowissenschaften)
Wolfram BIRKE, docteur en minéralogie de l'Université de Mayence.
Alain PLOQUIN, directeur de Recherches au CNRS, géologue et responsable
du Programme «Artémise-Paléométallurgie» au C.R.P.G.
de Vandoeuvre-lès-Nancy.
Avec la collalboralion de René Goguey, chargé de recherches d'archéologie
aérienne et de nombreux chercheurs bénévoles.
Abbildungen:
Gallo-römisches Erzfeld von Thoste.
Naturwissenschaftliche Untersuchungen zur antiken Kupfer- und Silberverhüttung in Südwestspanien.
Ingo Keesmann
Abbildungen:
Cuadernos de Prehistoria de la Universidad de Granada Nr. 16-17, Seiten 247-302, 1991-92.
Investigaciones cientificas de la metalurgia de El Malagón y Los Millares, en el Sureste de España.
Ingo Keesmann *, Auxilio Moreno Onorato
**, Andreas Kronz *.
En colaboración con Peter Maier * y Zahra Hezarkhani-Zolgharnian *.
* Arbeitsgruppe Archäometallurgie,
Institut für Geowissenschaften, Universität Mainz, D-55099 Mainz
** Facultad de Filosofia y Letras, Departamento de Prehistoria y Arqueologia,
Universitad de Granada Cartuja, E-18071 Granada
Resumen
El objetivo de este trabajo consiste fundamentalmente en la determinación
del estadio tecnológico de la producción metalurgica de las sociedades
calcolíticas del Sureste peninsular. Para ello se han realizado una serie
de analisis químicos y de difracción de Rayos X sobre diversos restos
arqueometalurgicos (menas, escorias, ceramica) que completan la información
obtenida sobre los resultados proporcionados por los de los objetos manufacturados
procedentes de los yacimientos de Los Millares y El Malagón. Todo este
conjunto material esta implicado en las diferentes fases del proceso metalúrgico
(cantería/minería. calcinación, reducción, fundición
y manufactura).
Palabras clave
arqueometalurgia, Edad del Cobre, Sureste peninsular, menas, ceramica, analisis
microscópicos, analisis macroscópicos, aleación Cu-As.
Errata.
Die Veröffentlichung erfolgte leider mit sehr großer Verspätung
erst 1997/98. Eine Fahnenkorrektur war nicht möglich. Die wörtliche
spanische Übersetzung des naturwissenschaftlichen Teiles enthält einige
Fehler, die den Sinn teilweise verfälschen. Mehrere Bildunterschriften
wurden bei der redaktionellen Bearbeitung vertauscht. In der Datei Abbildungen
finden sie die Darstellungen in Farbe und mit den korrekten Bildunterschriften.
Der Text der Abbildung 4 (System Cu-Fe-O-S-As) wurde vom Autor überarbeitet
(IK).
Abbildungen der Originalarbeit 1,2,3,4,5,6,7 sowie Bildtafeln I, II,III,IV, V.
Los Millares (Provinz Almeria, Süd-Spanien): Naturwissenschaftliche Untersuchungen zur frühen Technologie von Kupfer und Kupfer-Arsen-Bronze.
I. KEESMANN * und A. MORENO ONORATO
**
Arbeitsgruppe Archäometallurgie,
Institut für Geowissenschaften, Universität Mainz, D-55099 Mainz
** Facultad de Filosofia y Letras, Departamento de Prehistoria y Arqueologia,
Universitad de Granada Cartuja, E-18071 Granada
Zusammenfassung
Vergleichende archäometallurgische Untersuchungen zur Arsen-Kupfer-Technologie in Südspanien (Los Millares, El Malagón und Fernando Lopez) liefern ein weitgehend vollständiges Bild der wesentlichen Elemente dieser Metallurgiekette. Es ist, obwohl mit einfachen Mitteln als Tiegelverfahren in kleinem Maßstab durchgeführt, bereits im Chalkolithikum ein hochentwickeltes Verfahren: Komplex zusammengesetzte polymetallische Erze wurden in einem gezielt mehrstufig durchgeführten metallurgischen Prozeß zu einem geeigneten Werkstoff und zu metallischen Objekten verarbeitet.
Abbildungen:
Archäometallurgische Untersuchungen im Gebiet von Saghand-Posht-e-Badam (Zentraliran)
Die zahlreichen Oberflächenfunde metallurgischer Abfälle im iranischen Hochland weisen darauf hin, daß dieses Gebiet in der metallurgischen Entwicklung eine hervorragende Rolle gespielt haben muß. Andererseits gibt es bisher nur sehr wenige archäometallurgische Untersuchungen in diesem Gebiet. Einzelne Untersuchungen weisen auf die mögliche Bedeutung der Kupfervorkommen von Anarak für die früheste Metallurgie hin (Berthoud 1979, siehe auch Müller-Karpe 1991). Im Gebiet um Kerman hat die Kupfertechnologie eine mindestens sechtausendjährige Geschichte (Tal-i-Iblis, Smith et al. 1967). Die Expeditionen von Wertime (Wertime 1967, Wertime 1968) und die darauf beruhenden Arbeiten brachten etwas Licht (Pleiner 1967, Tylecote 1970). Detailierte Untersuchungen zur alten Metall-Technologie in dieser Region stehen aber bisher noch aus.
1990, 1992 (Keesmann et al. 1993) und 1995 fanden im Rahmen der Arbeitsgruppe Archäometallurgie der Universität Mainz Forschungsreisen in die Gebiete von Saghand, Posht-e-Badam, Farrokhi-Chupanan und Chupanan-Anarak-Talmessi statt. Dieser Bereich wurde arbeitstechnisch in drei geographische Gebiete untergliedert . Eine erste, zusammenfassende Darstellung archäometallurgischer Ergebnisse aus den Regionen Farrokhi-Chupanan und Anarak-Talmessi legten Bagherzadeh et al. vor (Bagherzadeh et al. 1994). Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf Untersuchungen an Material unserer Expeditionen von 1990 und 1992 in die Umgebung von Saghand und Posht-e-Badam. Das Arbeitsgelände befindet sich am südwestlichen Rand der Großen Salzwüste und umfaßt eine Fläche von ca. 170 km X 120 km. Es handelt sich um einen zentralen Bereich entlang der vermutlich sehr alten Straße von Yazd in Richtung Tabas, den die Expeditionen von Wertime aussparten. An vielen Stellen kommen jedoch metallurgische Abfälle unbekannten Alters vor. Ziel der Untersuchung war eine Bestandsaufnahme und Charakterisierung der zugehörigen Metall-Technologien.
Abbildungen:
Kupferschlacke in der Kavir
System CaO-FeO-Fe2O3-SiO2
System Cu-Fe-O-S unter Hochtemperaturbedingungen
A. KRONZ und I. KEESMANN
Zusammenfassung
Unsere chemischen und mineralogischen Untersuchungen zur vor- und frühneuzeitlichen Eisentechnologie im Diezhölztal (Lahn-Dill-Gebiet, Hessen) haben zahlreiche neue Erkenntnisse zum Verständnis des Rennfeuerverfahrens geliefert, die hier vorgestellt werden, ohne dabei auf Details einzugehen. Durch Vergleich mit Material aus anderen Regionen (Saarland, Siegerland, Lahntal) und vergleichenden Untersuchungen von Buntmetallschlacken ebenfalls auf Fayalitbasis werden die speziellen Eigenschaften "fayalitischer Schmelzen" und der daraus entstehenden Produkte (Schlacke, Eisen) dargestellt. Ein Vergleich des Rennfeuerprozesses mit einem Hochofenverfahren aus Literaturangaben erlaubt Aussagen zur Effektivität. Daneben wird versucht, für das vorneuzeitliche Rennfeuerverfahren des Diezhölztals eine Massenbilanz zu errechnen.
Der Prozeß läßt sich folgendermaßen charakterisieren: In relativ engen Öfen von max 40-45 cm Innendurchmesser wird Roteisestein von der Typlokalität Lahn-Dill verhüttet. Das Erz ist überwiegend nur aus Hämatit (Fe2O3) zusammengesetzt. Die Pauschalchemie der Erze entspricht nicht der Zusammensetzung der untersuchten Schacken. Besonders die chemischen Elemente K, Ca, Ti, Al, Zr sind in den Schlacken höher angereichert, als es ihre alleinige Herkunft aus dem Erz erklären könnte. Neben der Anreicherung einiger Elemente aus der zur Verhüttung eingesetzten Holzkohle, insbesondere hohe Gehalte von K, Na, Ca, P, Rb (?), Sr (?) in der Asche, kann die Beteiligung der aus den anstehenden Lehmen hergestellten Ofenwand an der Schmelzbildung als gesichert angesehen werden. Diese liefert überwiegend Si, K, Ti, Zr und besonders Al. Sowohl die pauschalchemische Analyse als auch die Phasenparagenese und das Gefüge zeigen, daß die Schlacken weitgehend bei den in diesen Mehrkomponentensystemen niedrigst möglichen Schmelztemperaturen erstarrt sein müssen, d. h. eutektisch oder nahezu eutektisch. Diese "idealen Zusammensetzungen" können die mittelalterlichen Waldschmiede schwerlich durch nur durch Mischen von Erz und Zuschlägen eingestellt haben, da dies eine exakte Kenntnis der chemischen Zusammensetzung der einzelnen Komponenten erfordert hätte. Vielmehr verhalten sich die Schmelzen weitgehend "selbsteinstellend", indem gerade soviel Ofenwand im System gelöst wird, wie dies bei der durch den Schmelzer vorgegebenen Maximaltemperatur möglich ist. Spezielle Zuschläge sind also nicht erforderlich. Fayalitische Schmelzen bilden sich bereits bei Temperaturen weit unter 1100°C. Die Schmelztemperaturen lagen auch im mittelalterlichen Rennfeuer im Diezhölztal sicher nicht über 1100°C und variierten maximal um ± 50 °C. Bei höheren Temperaturen würden die Schlacken einen erheblich größeren Streubereich in ihrer chemischen Zusammensetzung zeigen.
Eine niedrigschmelzende Schlacke im Rennprozeß besteht zu ca. 60 Gew.-% aus FeO. Nur reichhaltigere Erze können in diesem Verfahren eingesetzt werden. Eine Konsequenz der Schlackenzusammensetzung, verbunden mit der niedrigen Arbeitstemperatur, ist die geringe Löslichkeit des entstehenden Eisens für Kohlenstoff und Phosphor. Der hohe Eisenoxidgehalt in der die Eisenluppe umgebenden Schmelze steuert wesentlich die chemische Zusammensetzung des Eisens (Schürmann 1958). Die notwendigen hohen FeO-Gehalte in der Schlacke sind also keineswegs ein Maß für die "Primitivität" des Verfahrens, sondern bezeugen eine ausgereifte Technologie, um in einem einzigen Verfahrensschritt ein zumindest in seiner chemischen Pauschalzusammensetzung durchaus brauchbares Produkt zu erzielen. Dieses bedurfte im wesentlichen nur noch mechanischer Reinigung, Homogenisierung und formgebender Weiterverarbeitung (Schmieden). Aus den gleichen Gründen waren schließlich auch die ersten Frischverfahren (Herstellung von schmiedbarem Eisen aus kohlenstoffreichem Roheisen) an die Bildung von Wüstit-Fayalit-Schlacken gebunden. Sie enthalten bis zu 90 Gew.-% FeO.
Abbildungen:
Kristallisationsabfolge 1 (102 K)
Kristallisationsabfolge 1, Ausschnitt (111 K)
Kristallisationsabfolge 2 (87 K)
Kristallisationsabfolge 2, Ausschnitt (84 K)
Der Inhalt dieser Veröffentlichung ist Bestandteil der Dissertation von A. Kronz (1997) "Phasenbeziehungen und Kristallisationsmechanismen in fayalitischen Schmelzsystemen - Untersuchungen an Eisen- und Buntmetallschlacken".
Räumliche Darstellung von Mehrkomponenten-Systemen im Tetraeder.
I. Keesmann und C. Schmitz
Zusammenfassung.
Die Darstellung von Mehrkomponenten-Systemen verlangt graphische Formen, die von der Anzahl der Variablen abhängen. Drei unabhängige Variablen können als Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks dargestellt werden, für Systeme mit vier Variablen bieten sich räumliche Grafiken an. Vier Dreiecksdarstellungen werden ohne Projektionsfehler durch ein einziges Tetraeder ersetzt. Das Programm Analysen-Tetraeder Ÿbernimmt die Berechnung und grafische Darstellung analytischer Daten im Tetraeder. Es arbeitet auf Mac- und PC-Rechnern. Spatial representation of multi component systems by tetrahedrons.
Abstract
The visualization of multi component systems demands graphical illustrations according to the number of components. Three independent variables can be represented by the corners of an equilateral triangle. Four variables should be illustrated by 3D constructions. Four triangular graphs can be replaced by only one tetrahedron and without any projection errors. Analysen-Tetraeder overcomes the difficulties of the calculation of data positions and of understanding the spatial distribution of analytical data in tetrahedral graphs. It works on Mac and PC platforms.
