RU1820307C - Способ идентификации культурного сло археологических объектов - Google Patents

Abstract

Использование: археологи  и геофизика. Сущность: при исследовании из сло  грунта отбирают пробы, образцы измельчают и просеивают , воздействуют на них магнитным полем и регистрируют спектр электронного парамагнитного резрнанса. В полученном спектре выдел ют линию, имеющую д-фактор в районе 2 и ширину 600-1000 Г, котора  при аномальных возрастании интегральной интенсивности , смещении в область низких полей и сужении (относительно параметров линии ЭПР фоновых образцов) указывает на присутствие культурного сло  в пробе. 1 табл.

Description

При отсутствии визуальных признаков культурного сло  (цветовых, текстурных, структурных) на предполагаемых археологических пам тниках примен ютс  естественнонаучные методы идентификации культурного сло . Из традиционных методов дл  этих целей примен ютс  и химический (в основном фосфатный) анализ, и измерение магнитной восприимчивости рыхлых отложений.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности идентификации культурного сло . Дл  этого провод т возбуждение и регистрацию спектра ЭПР исследуемых и фоновых образцов, выдел ют в спектрах линии в районе д-фактора 2 шириной 600-1000 Г, измер ют амплитуду, ширину линий и их g-факторы. Дл  фоновых и исследуемых образцов определ ют среднее значение амплитуды и среднеквадратичное отклонение а .при увеличении интенсивности сигнала от исследуемых образцов более чем на За и одновременном смещении линии до д-фактора 1,93 и сужении ее до ДН

650-750 Г по сравнению с лини ми от фоновых образцов культурного сло .

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в регистрации по влени  линии ферромагнитного резонанса (ФМР) в районе значений пол  ЗОООГ, которое выражаетс  в аномальном увеличении интегральной интенсивности линии в этой ; области спектра, сужении интегральной.интенсивности линии в этой области спектра, сужении ее и некотором смещении в область низких полей.

В фоновых образцах грунта небольша  интенсивность линии ЭПР в районе д-фактора 2,1 вызвана парамагнитными ионами , Fe , в то врем  как в образцах грунта куль- . турного сло  интенсивна  и суженна  (по сравнению с линией от фоновых образцов) спектральна  лини  в несколько смещенной области в сторону низких полей определ етс  ионами Fe , вход щими в ферри- и ферромагнитные соединени .

Предложенный способ реализуетс  по следующей методике.

00

ю о со о VI

Сбор образцов. Образцы весом до 0,1- 0,5 г собираютс  из точек по профил м, проложенным с интервалом 0,5-1 м по площади предполагаемого пам тника или вглубь по разрезам в раскопках, обрывах и других обнажени х культурного сло  с требуемым интервалом (5-10 см). Хран тс  образцы в воздухопроницаемых контейнерах при комнатной температуре во избежание изменени  химического состава проб. Необходимо обеспечить достаточное количество фоновых образцов, собираемых из близлежащих районов, наход щихс  в тех же почвенно-ге- ологических услови х, что и исследуемые пробы, но при заведомом отсутствии археологических объектов.

Подготовка образцов к измерени м. Образец просеиваетс  через сита 0,5 мм, чтобы удалить крупные обломки пород и растительные остатки.

Съемка спектра Э П Р. Дл   подобных измерений подходит малогабаритный спектрометр СЭПР-2, разработанный на кафедре физики полупроводников Белорусского госуниверситета и выпущенный Минским заводом Политехник. Подготовленный образец насыпаетс  в пластиковую кювету (не дающую сигнала ЭПР). Дл  используемого спектрометра размеры кюветы 3 мм в диаметре и 10 мм длиной/Кювета на штативе помещаетс  в резонатор спектрометра СЭПР-2. Регистраци  спектра производитс  при комнатной температуре, полной развертке пол  (5000 Э) и времени регистрации в пределах 100-300 с. Дл  определени  положени  спектральной линии используетс  боковой эталон - порошок окиси марганца. Сопутствующие измерени . После регистрации спектра образец взвешиваетс  на торсионных весах (например, ВТ-1000) или любых других, обеспечивающих точность не хуже 0,1 мг. Процедура регистрации спектра с последующим взвешиванием производитс  в троекратном повторении со сменой образца , вз того из той же пробы. Это делаетс  дл  того, чтобы избежать вли ни  возможных неоднородностёй состава грунта . . .. . Обработка спектров ЭПР. Со спектрограммы снимаютс  следующие измерени : I - размах характеристической линии (рассто ние от максимального до минимального значени  амплитуды), ДН - ширина линии (рассто ние между абсциссами максимума и минимума). Оценка интегральной интенсивности производитс  по формуле S 1( ДН)2/т, где т - масса пробы. Дл  каждого образца производитс  осреднение по трем измерени м. Полученное значение S

представл етс  в виде графиков или карт изолиний. Вычисл етс  также среднеквадратичное отклонение от среднего ( о) по результатам повторных измерений.

Индикаци  культурного сло . При превышении значений дл  фоновых образцов более чем на 3 а, сужении линии до 650 -750 Г, а также смещении спектральной линии в область низких полей до д-фактора 1,93 производитс  индикаци  наличи  ферри- и фер- ромагнитных соединений в пробе, что  вл етс  признаком культурного сло .

В таблице приведены сравнительные результаты анализа археологических пам тникое .

Метод ЭПР  вл етс  более чувствительным по сравнению с методом измерени  магнитной восприимчивости; следовательно , можно рекомендовать именно ЭПРспектроскопию дл  решени  задачи

картировани  культурного сло  св тилища,

тем более, что незначительный объем проб

не влечет заметных разрушений пам тника.

Из рассмотренных естественнонаучных

методов идентификации культурного сло  при отсутствии его визуальных признаков наиболее эффективным скоростным  вл етс  способ, основанный на измерении интегральной интенсивности спектров ЭПР проб

грунта. Его преимущества по сравнению с фосфатным и каппаметрическим анализом заключаютс  в существенном увеличении надежности идентификации культурного сло , .точности определени  верхней и нижней границ залегани  сло  в разрезе простирани  по площади, а также в значительном уменьшении требуемого объема проб. Малый объем образца позвол ет использовать миниатюрный пробоотборник, не разрушающий пэм тник , а также увеличивает, разрешающую способность метода при микростатигрэфи- ческих исследовани х. Компактность ЭПР- спектрометраСЭПР 2 позвол ет проводить измерени  в экспедиционных услови х.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и  

Способ идентификации культурного сло  археологических объектов, включающий отбор проб грунта, определение магнитных ха- рактеристик проб и идентификацию

культурного сло  по результатам сравнени  характеристик дл  фоновых и исследуемых проб, от л ича ющийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и уменьшени  объема проб, после отбора проб возбуждают

и регистрируют их спектр ЭПР, определ ют g-факторы, ширину линий и интенсивность в фоновых и исследуемых пробах, а о принадлежности исследуемых проб к культурному слою суд т по одновременному изменению

g-фактора до значени  1,93, изменению ширины линии до 650-750 Г и увеличению интенсивности более чем на За в исследуемых

пробах по сравнению с фоновыми, где а- среднеквадратичное отклонение от среднего значени .