Enez Kazısından Çıkartılan Bazı Arkeolojik Seramik ve Killerin FTIR, Mikro-Raman, EDXRF, XRD ve Kemometrik Yöntemler ile Analizi

Abstract

Potteries are the most abundant findings among the archeological artifacts. These findings, whose main raw material is clay, give important information about the civilization, culture, technology and trade of that period. Clay minerals undergo chemical and structural changes during the firing; e.g. during thermal treatment the structural collapse due to loss of structural hydroxyls, transformation to different mineral structures due to reaction with calcite in the structure and phase changes. For this reason, investigation of the mineral structures of the ancient potteries gives information about the firing temperature and firing conditions. Since XRD provides information mineral phases only in crystalline state, in combination to XRD the FTIR and Raman spectroscopic investigations and the determination of elemental contents by EDXRF allow us to determine the firing- temperature and -conditions in more detail. In this study, pottery fragments belonging to 4th-6th century BC, excavated in Enez- Turkey, were analyzed by different analytical techniques, in comparison with those of the local clays unearthed during the excavations. The firing temperatures and firing conditions were estimated. The XRD analysis of the raw clay found in the excavation area showed that it contained montmorillonite, illite and muscovite. The comparative FTIR and micro-Raman spectroscopic, EDXRF and XRD analyzes of the terracotta remains allowed to determine the chemical and mineralogical contents of the ceramic fragments. Moreover, chemometric techniques were applied on FTIR results in order to determine similarities and dissimilarities between archaeological findings and to reveal the distinct groups. Principal component analysis and cluster analysis techniques were used.Arkeolojik kazılarda en çok bulunan buluntular çanak çömlek ve seramiklerdir. Ana ham maddesi kil olan bu buluntular, ait oldukları dönemin medeniyeti, kültürü, teknolojisi ve o dönemde yapılan ticaret hakkında önemli bilgiler verir. Kil mineralleri, pişirilme sırasında kimyasal ve yapısal değişikliklere uğrar; örneğin yapısal hidroksil iyonlarının kaybedilmesi nedeniyle yapıda çöküntü oluşumu, ısısal işlem sırasında yapıdaki kalsit ile tepkime nedeniyle farklı mineral yapılarına dönüşüm ve faz değişimi gibi. Bu değişimler nedeniyle seramiklerin mineral yapısının incelenmesi, pişirilme sıcaklığı ve pişirilme koşulları hakkında bilgi verir. XRD sadece kristal yapılar hakkında bilgi verdiğinden, bunun yanı sıra FTIR ve Raman spektroskopik incelemeler ve EDXRF ile element içeriklerinin tayini, pişirilme sıcaklığı ve pişirilme koşullarını daha detaylı saptamamıza olanak verir. Bu çalışmada, Enez arkeolojik kazısından elde edilen ve MÖ 4 ile 6 inci yüzyıl arasında olduğu tahmin edilen, pişmiş toprak kalıntıları ile kazı sırasında bulunan bir kil yatağından çıkartılan ham kil karşılaştırmalı olarak farklı analitik teknikler ile incelenmiş, pişirilme sıcaklığı ve pişirilme koşulları saptanmıştır. Kazı alanında bulunan ham kilin XRD analizi montmorillonit, illit ve muskovit minerallerini içerdiğini göstermiştir. Pişmiş toprak kalıntılarının karşılaştırmalı olarak FTIR ve mikro-Raman spektroskopik, EDXRF ve XRD analizleri, seramik parçalarının kimyasal ve mineralojik içeriklerinin saptanmasına olanak vermiştir. Ayrıca arkeolojik buluntuların benzerliğini-farklılığını saptamak ve gruplamak için FTIR sonuçları üzerine kemometrik teknikler uygulanmıştır. Temel bileşen analizi ve küme analizi teknikleri kullanılmıştır.