Determination of the chemical composition of medieval glazed pottery from Drastar (Bulgaria) using PIXE/PIGE and LA-ICP-MS

Abstract

Fifteen samples of medieval glazed pottery from Drastar (present day Silistra), Bulgaria, dated between 10 th and 18 th centuries AD were studied. he element concentration of the glazes was determined by Proton Induced X-ray Emission (PIXE) and Proton Induced Gamma Emission (PIGE) analysis. he composition of the clay bodies was studied by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) after pelletization of the powdered clay. In addition, Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX) was used for characterization of the clay bodies. After subtraction of the PbO and CuO content, the comparison between the compositions of the clay bodies and the glazes revealed that both the calcareous and the non-calcareous samples were glazed using a lead oxide based preparation followed by iring in oxidizing atmosphere. Furthermore, it was shown that iron, copper and manganese oxides were used to achieve the desired colors. Résumé : Quinze échantillons de céramiques glaçurées médiévales de Drastar (aujourd'hui Silistra), en Bulgarie, datés entre les X e et XVIII e siècles après J.-C. ont été étudiés. Les compositions élémentaires des glaçures ont été déterminées par les méthodes analytiques : émission de rayons X induite par protons (PIXE) et émission de rayons gamma induite par protons (PIGE). La composition de la matrice argileuse a été étudiée par spectrométrie de masse á plasma inductif avec ablation laser (LA-ICP-MS) sur pastilles des poudres d'argiles. En complément, la microscopie électronique à balayage couplée á la spectroscopie X en dispersion d'énergie (SEM-EDX) a été aussi utilisée pour la caractérisation des matrices argileuses. Après soustraction des teneurs en PbO et CuO, la comparaison entre les compositions des matrices et celles des glaçures a révélé que tous les échantillons (pâtes calcaires et non calcaires) ont été glaçurés en utilisant de l'oxyde de plomb suivi d'une cuisson en atmosphère oxydante. De plus, il a été montré que le fer, le cuivre et les oxydes de manganèse ont été utilisés pour obtenir les couleurs souhaitées.

Archaeometric characterization of Byzantine pottery from Păcuiul lui Soare

“…Relatively small amounts of CuO (~ 1270 ppm on average) were found in the green glaze-see Table 4. The most likely explanation for the olive-green hues of the glaze is that they were induced by iron ions in reducing state [3,4,26,28]. It must be mentioned here that certain amounts of Sb were determined in the composition of the green glaze covering samples P1 and P2-see Table 4.…”

Clay source and firing temperatures of Roman ceramics: A case study from Plovdiv, Bulgaria

“…Despite the rich material heritage from the Roman period in Bulgaria and the abundance of pottery discovered, provenance and technological studies of ceramic collections using instrumental techniques are very few and consider mainly the chemical composition of medieval pottery (including sgrafitto ) from Northeastern Bulgaria and the Black Sea coast (Kuleff & Djingova, ; Kuleff, Djingova, & Penev, ; Kuleff, Djingova, & Penev, ; Lyubomirova, Šmit, Fajfar, & Kuleff, ) or comparison of some clay sources and Thracian ceramics from South Bulgaria and from the ancient city of Troy (Guzowska, Kuleff, Pernicka, & Satir, ). In contrast, archaeomagnetic studies in the Sofia Palaeomagnetic laboratory have a great tradition in analyzing fired structures and bricks in order to recover the geomagnetic field characteristics of the archaeological past, to explain the physical processes of the magnetic enhancement, and for archaeomagnetic dating (Herries, Kovacheva, Kostadinova, & Shaw, ; Jordanova, Kovacheva, & Kostadinova, ; Jordanova, Petrovský, Kovacheva, & Jordanova, ; Kostadinova‐Avramova & Kovacheva, ; Kostadinova‐Avramova, Kovacheva, & Boyadzhiev, ; Kovacheva, Kostadinova‐Avramova, Jordanova, Lanos, & Boyadzhiev, ).…”

L’archéométrie une discipline du passé ou un enjeu interdisciplinaire pour l’avenir ?

“…Pour les archéomatériaux (métaux, céramiques, verres, ressources lithiques, ambre, chaux) les études se rapportent aux différentes étapes de leurs chaînes opératoires (Munteanu et al, 2016 ;El Morr et al, 2017 ;Mercier-Bion et Téreygeol, 2016 ;Bigot et al, 2017 ;Lyubomirova et al, 2017 ;Vaschalde et al 2016), à la circulation et la provenance (Disser et al, 2016 ;Berranger et al, 2017 ;Fischbach et al, 2016 ;Peche-Quilichini et al, 2016 ;Gutiérrez Garcia-M. et al, 2016 ;Gaugain et al, 2017 ;Gauthier et Pétrequin, 2017). Les méthodes de datation abordent des matériaux variés, avec la dendrochronologie (Le Roy et al, 2017), l'archéomagnétisme (Hervé et al, 2016 ;Fajal et al, 2017) ou en combinant les méthodes (Urbanova et al, 2016).…”