علم الصخور الخزفية

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

علم الصخور الخزفية (أو علم الصخور الخزفية) هو تقنية أثرية علمية مخبرية تفحص التركيب المعدني والبنية المجهرية للخزف والمواد غير العضوية الأخرى تحت المجهر الضوئي المستقطب من أجل تفسير جوانب أصل وتقنية القطع الأثرية. [ 1 ]

تتضمن عملية دراسة الصخور الخزفية تحضيرًا دقيقًا للعينات. تُطحن مقاطع صغيرة من المادة الخزفية بعناية حتى يصل سمكها إلى حوالي 0.03  مم، ثم تُثبّت على شرائح زجاجية. تسمح هذه المقاطع الرقيقة بفحص البنية الداخلية للخزف، وتُسهّل تحديد الأطوار المعدنية، والبنى البلورية، والخصائص النسيجية. تستند منهجية دراسة الصخور الخزفية إلى مبادئ من مجالات متنوعة، تشمل علم المعادن البصري ، ودراسة المقاطع الرقيقة ، ودراسة مورفولوجيا التربة الدقيقة.

طُرق

على الرغم من وجود العديد من الأساليب العلمية التي يمكن اعتمادها لمساعدة العلماء على تحديد التركيب العنصري للسيراميك، إلا أن الطرق الأربع الأكثر شيوعًا هي كالتالي:

LA-ICP-MS (الاستئصال بالليزر - البلازما المقترنة حثيًا - مطياف الكتلة)

توضيح لكيفية عمل تقنية LA-ICP-MS

تتضمن إحدى الطرق المستخدمة بشكل متزايد استخدام تقنية LA-ICP-MS. [ 2 ] في هذه التقنية، يُركز شعاع ليزر على سطح العينة، مما يؤدي إلى تبخيرها وتكوين بلازما عالية الحرارة. ثم تُدخل هذه البلازما إلى مصدر بلازما مقترنة حثيًا (ICP)، حيث يحدث تأين وإثارة إضافيان. بعد ذلك، تُحلل الأيونات الناتجة باستخدام مطياف الكتلة (MS). [ 3 ]

تقنية التألق بالأشعة السينية (XRF)

يُعدّ التحليل الطيفي للأشعة السينية (XRF ) تقنية شائعة ومفيدة للحصول على بيانات نوعية وكمية عن عينات السيراميك. ومن خلال تحليل التغيرات في الأشعة السينية الثانوية (المتألقة)، يستطيع العلماء تحديد العناصر المختلفة في السيراميك بدقة عالية. [ 4 ]

تحليل لوحة الإلكترون (EPMA)

يُحدد التحليل المجهري الإلكتروني ذو المجس الدقيق (EPMA) التركيب العنصري عن طريق قذف العينة بحزمة إلكترونية، مما يؤدي إلى انبعاث أشعة سينية مميزة. تُكشف هذه الأشعة السينية وتُحلل لتحديد العناصر. وبفضل دقته العالية، يُستخدم EPMA على نطاق واسع في علوم المواد والجيولوجيا وغيرها من المجالات. فهو يُساعد على فهم خصائص المواد ودراسة التفاصيل على المستوى الذري. ومن خلال مقارنة الأشعة السينية المكتشفة بمعايير معروفة، يُحدد EPMA كمية العناصر الموجودة في العينة. [ 5 ]

SEM-EDS (المجهر الإلكتروني الماسح / مطيافية تشتت الطاقة)

تجمع تقنية SEM-EDS بين المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ومطيافية تشتت طاقة الأشعة السينية (EDS) لتحليل سطح السيراميك وتركيبه العنصري. يقوم المجهر الإلكتروني الماسح بمسح العينة باستخدام حزمة إلكترونية لإنشاء صور عالية الدقة لبنية سطحها. في الوقت نفسه، تكشف مطيافية تشتت طاقة الأشعة السينية عن الأشعة السينية المميزة المنبعثة من العينة، مما يوفر معلومات حول تركيبها العنصري. تُستخدم تقنية SEM-EDS على نطاق واسع في علوم المواد والجيولوجيا لدراسة الخصائص المجهرية، وتحديد المواد، وتحليل التباينات العنصرية. إنها أداة فعالة لفهم خصائص السطح والتركيب العنصري في مجموعة واسعة من العينات. [ 6 ]

التاريخ والاستخدامات

يُستخدم علم دراسة الصخور الخزفية في البحوث الأثرية الأكاديمية والتجارية لمعالجة مجموعة من القضايا. ومن الأهداف الشائعة تتبع حركة الفخار والتجارة المرتبطة به من خلال تحديد مصدره . ويعتمد مبدأ تحديد المصدر باستخدام علم دراسة الصخور الخزفية على حقيقة أن "الشوائب المعدنية والصخرية داخل العجينة تعكس جيولوجيا منطقة المنشأ للخزف" [ 7 ] ، وأن الخزافين لم ينقلوا المواد الخام الخزفية لمسافات طويلة. [ 8 ]

ومن الأمور بالغة الأهمية طبيعة إنتاج الخزف القديم ودلالته على معارف ومهارات وهوية وتقاليد الخزافين. فالخزف، بوصفه مادة اصطناعية ، يُعدّ "مؤشراً دقيقاً لعملية اتخاذ القرارات البشرية وتفاعل المواد". [ 9 ] ومن خلال دراسة الأدلة المجهرية لعمليات مثل تحضير عجينة الطين وتشكيلها وحرقها، يستطيع علماء دراسة الخزف إعادة بناء الخطوات المتبعة في إنتاج القطع الأثرية الخزفية.

نشأ علم دراسة الصخور الخزفية في جنوب غرب الولايات المتحدة الأمريكية على يد آنا أو. شيبارد [ 10 ] ، ولكنه تطور بشكل رئيسي في العالم القديم خلال النصف الثاني من القرن العشرين. ومن الدراسات المبكرة الأخرى أعمال ديفيد بيكوك وطلابه في المملكة المتحدة [ 11 ].

لا يزال علم دراسة الصخور الخزفية يُستخدم في تفسير الخزف البريطاني [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ، ويُستخدم بكثرة في دراسة منطقة بحر إيجة في عصور ما قبل التاريخ. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] أما في الولايات المتحدة الأمريكية، فإن هذا النهج أقل شيوعًا، على الرغم من وجود إسهامات مهمة في مجال علم دراسة الصخور الكمي . [ 18 ] وتشمل المحاولات الأخرى لتوسيع نطاق علم دراسة الصخور الخزفية استخدام تحليل الصور الآلي ، [ 19 ] والتحليل الأحفوري للحفريات المجهرية داخل الشرائح الرقيقة من الخزف، [ 20 ] والتصنيف الإحصائي المدمج للبيانات الصخرية والكيميائية من القطع الأثرية. [ 21 ]

أمثلة على علم الصخور الخزفية في المستوطنات الأثرية:

ثقافة الفخار الخطي

استُخدمت دراسة علم الصخور الخزفية على نطاق واسع في دراسة ثقافة الفخار الخطي (LBK)، وهي ثقافة أوروبية من العصر الحجري الحديث تعود إلى الفترة ما بين 5550 و4500 قبل الميلاد. وقد مكّن التحليل الصخري علماء الآثار من تصنيف خزف ثقافة الفخار الخطي وتحديد التسلسل الزمني له. كما مكّنهم من تحديد مصادر المواد الخام، وفهم طرق التجارة، وتحليل أساليب الإنتاج المختلفة. ومن خلال فحص التركيب المعدني والبنية المجهرية لفخار ثقافة الفخار الخطي، حدد الباحثون المصادر الجيولوجية للمواد الخام، وكشفوا عن استراتيجيات التوريد وشبكات التبادل. بالإضافة إلى ذلك، قدم التحليل الصخري رؤى ثاقبة حول صناعة الفخار، بما في ذلك اختيار الطين، وتقنيات التشكيل، ومعالجات الأسطح، وطرق الحرق ، مما ساهم في فهمنا للتطورات التكنولوجية والممارسات الثقافية. وبفضل علم الصخور الخزفية، أصبح بإمكان علماء الآثار الآن فهم المزيد عن هذه الثقافة، حتى مع محدودية المواد المتاحة. في الواقع، سلطت دراسة الصخور الخزفية الضوء على تصنيف LBK، وتسلسلها الزمني، ومصادر المواد الخام، وشبكات التجارة، والابتكارات التكنولوجية ضمن السياق الأوسع لأوروبا في العصر الحجري الحديث. [ 22 ]

بافلوبيتري

استُخدمت دراسة الصخور الخزفية أيضًا في المواقع المغمورة تحت الماء، حيث تُعدّ عمليات التنقيب وتحليل البقايا أكثر صعوبة. فعلى سبيل المثال، في مدينة بافلوبتري الغارقة (حوالي 3500 - 1500 قبل الميلاد)، استخدم العلماء علم دراسة الصخور لفحص التركيب المعدني والبنية المجهرية للفخار المغمور، مما مكّن علماء الآثار من فهم طرق التجارة، وأساليب الإنتاج، ومختلف الممارسات الثقافية الأخرى التي اعتمدها سكان بافلوبتري. ومن خلال هذا التحليل، تمكّن الباحثون من ربط بافلوبتري بالتجارة في جزيرة كريت المينوية. [ 23 ]

سلالتي تانغ وسونغ

تم التنقيب عن مواد من عهد أسرتي تانغ وسونغ (حوالي 618-1279 ميلادي) وتحليلها باستخدام علم دراسة الصخور الخزفية، مما كشف عن معلومات غزيرة حول الروابط التجارية، بالإضافة إلى العناصر الأسلوبية. تشتهر أسرة تانغ في شنغهاي بفخارها ثلاثي الألوان وألوانه الزاهية. بعد تحليل بقايا هذه القطع الأثرية، تمكن العلماء من تتبع التجارة عبر الزمن، واتضح لهم أن التجارة البحرية لم تزدهر إلا في مراحل لاحقة من تاريخها.

خزف أسرة تانغ (حوالي 607-918 م)

كانت مدينة تشينغلونغ، قلب السلالة، تتمتع باقتصاد بحري مزدهر، ولها روابط واسعة مع الجزر المجاورة. في الواقع، من خلال تحليل الفخار من تشينغلونغ والمناطق المحيطة بها، اكتشف علماء الآثار أن سلالتي تانغ وسونغ كانتا تربطهما علاقات تجارية مع الفرس والعرب والهنود الهندوس والماليزيين والبنغاليين والسنهاليين والخمير والتشام واليهود والمسيحيين النسطوريين في الشرق الأدنى - وهي شبكة تجارية واسعة تساعد في تفسير التنوع الكبير في الألوان والمواد المستخدمة في صناعة الخزف. [ 24 ]

استخدامات أخرى

يمكن تطبيق علم دراسة الصخور الأثرية باستخدام الشرائح الرقيقة على مجموعة متنوعة من أنواع القطع الأثرية الأخرى بالإضافة إلى الخزف؛ وتشمل هذه القطع الجص ، والملاط ، والطوب اللبن ، والأدوات الحجرية . [ 25 ] كما استُخدمت هذه التقنية لدراسة مصدر وتكنولوجيا رسائل تل العمارنة ، [ 26 ] بالإضافة إلى الألواح المسمارية من محفوظات حاتوسا [ 27 ] وجنوب بلاد الشام . [ 28 ]

تُنشر الأبحاث الأكاديمية في مجال علم الصخور الخزفية عادةً في مجلات مثل "علم الآثار" و "مجلة العلوم الأثرية" و "علم الآثار الجيولوجي" ، بالإضافة إلى المجلدات المحررة. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] كما تُعرض الأبحاث في علم الصخور في الندوة الدولية لعلم الآثار، والاجتماع الأوروبي حول الخزف القديم، واجتماعات مجموعة علم الصخور الخزفية.

مراجع

  1. ↑ كوين، بي إس 2013. علم الصخور الخزفي: تفسير الفخار الأثري والقطع الأثرية ذات الصلة في المقاطع الرقيقة. أركيوبريس، أكسفورد.
  2. ↑ "الاستئصال بالليزر والتحليل الطيفي الكتلي للبلازما المقترنة حثيًا (LA-ICP-MS)" .
  3. ↑ ماريكي فانورنبرغ، ديمتري تيتيرت، إريك غويمير، تيبو فان أكير، جوك بيلزا، إروين ميلمانز، فرانك فانهايك، فيليب كرومبيه، تكامل تقنية LA-ICP-MS وعلم الصخور في تحليل الفخار النيوليثي من وادي نهر شيلدت، بلجيكا، مجلة العلوم الأثرية: التقارير، المجلد 42، 2022
  4. ↑ فريق "اسأل عالماً": ما هو التألق بالأشعة السينية (XRF) وكيف يعمل؟، شركة ثيرمو فيشر العلمية، https://www.thermofisher.com/blog/ask-a-scientist/what-is-xrf-x-ray-fluorescence-and-how-does-it-work/ ، 28 يناير 2020
  5. ↑ مامورو كوسكاي، يوكيو هايبارا، الانضمام إلى سيراميك نيتريد السيليكون باستخدام CaO-SiO2 GLASS SOLDER، المحررون: N. Mizutani، K. Akashi، T. Kimura، S. Ohno، M. Yoshimura، T. Maruyama، Y. Saito، K. Przybylski، J. Stringer، H. كاوامورا، ج.-ك. Guo، RO Ritchie، O. Fukunaga، O. Kamigaito، K. Kijima، JB MacChesney، ZA Munir، MI Boulos، Y. Miyamato، Z. Nakagawa، M. Mitomo، K. Komeya، R. Metselaar، TY Tien، Advanced Materials '93، Elsevier، الصفحات 589-592، 1994
  6. ↑ فريق "اسأل عالماً"، توصيف المواد الخزفية: التصوير والتحليل العنصري باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح، شركة ThermoFisher Scientific، https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/MSD/Application-Notes/desktop-sem-ceramics-an0130.pdf
  7. ↑ فريستون، آي. 1995. علم الصخور الخزفي. المجلة الأمريكية لعلم الآثار 99: 111-115.
  8. ↑ أرنولد، دي إي 1988. نظرية السيراميك والعملية الثقافية. مطبعة جامعة كامبريدج.
  9. ↑ ويتبريد، آي كيه 2001. علم الصخور الخزفي، والكيمياء الجيولوجية للطين، وإنتاج السيراميك - من التكنولوجيا إلى عقل الخزاف. في: (بروثويل، دي آر وبولارد، إيه إم) دليل العلوم الأثرية، وايلي: 449-458.
  10. ↑ شيبارد، أ.و. 1936. تقنية صناعة فخار بيكوس، في: كيدر، أ. وشيبارد، أ.و. (محرران). الطلاء الزجاجي، وأدوات الطهي، وغيرها من الأدوات. فخار بيكوس، المجلد الثاني. مطبعة جامعة ييل، نيو هيفن: 389-588.
  11. ↑ بيكوك، دي بي إس 1969. إنتاج الفخار في العصر الحجري الحديث في كورنوال. العصور القديمة، 43: 145-149.
  12. ↑ موريس، إي. وودوارد، أ. 2003. علم الصخور الخزفية والفخار ما قبل التاريخ في المملكة المتحدة. وقائع الجمعية ما قبل التاريخ 69: 279-303.
  13. ↑ فينس، أ. 2001. علم الصخور الخزفية والفخار ما بعد العصور الوسطى. علم الآثار ما بعد العصور الوسطى، 35: 106-118.
  14. ↑ فينس، أ. 2005. علم الصخور الخزفية ودراسة الخزف الأنجلوسكسوني والخزف في العصور الوسطى المتأخرة. علم الآثار في العصور الوسطى، 49: 219-245.
  15. ↑ ويتبريد، آي كيه 1995 جرار النقل اليونانية: دراسة بترولوجية وأثرية. ورقة بحثية عرضية من مختبر فيتش، 4. المدرسة البريطانية في أثينا.
  16. ↑ داي، بي إم وويلسون، دي إي 1998. استهلاك القوة: أواني كاماريس في كنوسوس البروتوبالاتية. العصور القديمة، 72: 350-358.
  17. ↑ فوغان، إس جيه 1995. علم الصخور الخزفية وعلم الصخور في بحر إيجة. المجلة الأمريكية لعلم الآثار 99: 115-117.
  18. ↑ ميكسا، إي جيه وهايدكي، جيه إم 2001. كل شيء يتضح في النهاية: نمذجة واقعية للصخور المتحولة، حوض تونتو، أريزونا، الولايات المتحدة الأمريكية. علم الآثار الجيولوجية 16: 177-222.
  19. ↑ ريدي، سي إل 2008. علم الصخور المقطعي الرقيق للمواد الحجرية والخزفية. أركيتايب، لندن.
  20. ↑ كوين، بي إس 2008. وجود وإمكانات البحث في الأحافير الدقيقة في المواد الأثرية غير العضوية. علم الآثار الجيولوجي، 23: 275-291.
  21. ↑ باكستر، إم جيه، بيرداه، سي سي، باباجورجيو، آي، كاو، إم إيه، داي، بي إم، وكيليكوغلو، في. 2008. حول المناهج الإحصائية لدراسة القطع الأثرية الخزفية باستخدام البيانات الجيوكيميائية والمعدنية. علم الآثار 50: 142-157.
  22. ↑ غومارت، لويز، إيليت، م.، من أيدي الخزافين إلى ديناميكيات الاستيطان في موقع العصر الحجري الحديث المبكر في كويري ليه شودارد (بيكاردي، فرنسا)، أركيولوجيك روزليدي، 2017/06/01
  23. ↑ هندرسون، جون، غالو، كريسانثي، فليمنغ، نيكولاس، سبونديلس، إلياس، مشروع بافلوبيتري للآثار تحت الماء: التحقيق في مدينة قديمة مغمورة، 2012/01/01
  24. ↑ وانغ إنيوان، شيونغ ينفي، تشو ييبينغ، وو جينغوي، دراسة أصل شظايا السيراميك المستخرجة من موقع بلدة تشينغلونغ خلال عهد أسرتي تانغ وسونغ من خلال تحليل التركيب والصخور، مجلة العلوم الأثرية: التقارير، المجلد 38، 2021
  25. ↑ ريدي، سي إل 1994. علم الصخور المقطعي الرقيق في دراسات المواد الثقافية. مجلة المعهد الأمريكي للحفظ، المجلد 33: 115-129.
  26. ↑ غورين، واي، فينكلشتاين، آي، ونعمان، إن، المنقوش في الطين - دراسة أصل ألواح العمارنة ونصوص أخرى قديمة من الشرق الأدنى، تل أبيب: معهد سونيا وماركو نادلر للآثار، جامعة تل أبيب، 2004.
  27. ↑ غورين، واي.، مومسن، إتش. وكلينغر، جيه. 2011. دراسة غير مدمرة لتحديد مصدر الألواح المسمارية باستخدام تقنية التألق بالأشعة السينية المحمولة (pXRF). مجلة العلوم الأثرية، 38: 684-696.
  28. ↑ غورين، واي.، مومسن، إتش.، فينكلشتاين، آي. ونعمان، إن. 2009. دراسة أصل شظية جلجامش من مجدو. علم الآثار 51: 763-773.
  29. ↑ فريستون، آي.، جونز، سي. وبوتر، تي. (محررون) 1982. البحوث الحالية في السيراميك: دراسات المقاطع الرقيقة. ورقة عرضية للمتحف البريطاني، 32.
  30. ↑ ميدلتون، أ. وفريستون، إ. (محرران) 1991. التطورات الحديثة في علم الصخور الخزفية. المتحف البريطاني، ورقة عرضية 81، لندن.
  31. ↑ كوين، بي إس (محرر) 2009. تفسير القطع الأثرية الصامتة: مناهج علم الصخور للمواد الأثرية. أركيوبريس، أكسفورد.