RU2187096C2 - Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources - Google Patents
Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187096C2 RU2187096C2 RU2000122380A RU2000122380A RU2187096C2 RU 2187096 C2 RU2187096 C2 RU 2187096C2 RU 2000122380 A RU2000122380 A RU 2000122380A RU 2000122380 A RU2000122380 A RU 2000122380A RU 2187096 C2 RU2187096 C2 RU 2187096C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- osteological
- absolute
- dating
- age
- archaeological
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к археологии, в частности к способам абсолютного датирования археологических материалов, что позволяет проследить в строгой хронологической последовательности эволюцию археологических культур и человеческих сообществ, изучить закономерности в истории развития человечества. The invention relates to archeology, in particular to methods for the absolute dating of archaeological materials, which makes it possible to trace in strict chronological sequence the evolution of archaeological cultures and human communities, to study patterns in the history of human development.
Известен способ дендрохронологического датирования (подсчет и изучение годичных колец деревьев), позволяющий получать относительные датировки с высокой точностью, однако абсолютное датирование не может быть проведено, за исключением крайне маловероятных случаев сохранения, наряду с погибшими, растущих многолетних деревьев (Б.А. Колчин, Т.Т. Битвинская. Современные проблемы дендрохронологии. В сб.: Проблемы абсолютного датирования в археологии. М. : Наука, 1972, с.80-92). Кроме того, интервал датирования крайне узок, не более 5 тыс. лет. There is a method of dendrochronological dating (counting and studying tree annual rings), which allows one to obtain relative dates with high accuracy, however, absolute dating cannot be carried out, except in extremely unlikely cases of preservation, along with the dead, of growing perennial trees (B.A. Kolchin, T. T. Bitvinskaya, Current Problems of Dendrochronology, In Sat: Problems of Absolute Dating in Archeology (Moscow: Nauka, 1972, pp. 80-92). In addition, the dating interval is extremely narrow, no more than 5 thousand years.
Известен также калий-аргоновый метод (К40-Ar40) определения абсолютного возраста, широко применяемый в геологии для датировки четвертичных изверженных пород (Н. Quitta. Radiocarbondaten und die Chronologiе des mittel-und sudosteuropaischen Neolithums. "Ausgrabungen und Funde", 1967, Bd 12. H.3). Существенно ограничивает широкое применение этого метода в археологии то, что с его помощью можно датировать лишь минералы и породы, содержащие калий.Also known is the potassium-argon method (K 40 -Ar 40 ) for determining the absolute age, widely used in geology for dating quaternary igneous rocks (N. Quitta. Radiocarbondaten und die Chronologie des mittel-und sudosteuropaischen Neolithums. "Ausgrabungen und Funde", 1967, Bd 12. H.3). The widespread use of this method in archeology is significantly limited by the fact that it can only be used to date minerals and rocks containing potassium.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения абсолютного возраста органических остатков в археологии методом радиоактивного углерода (С14), открытый У.Ф. Либби (W.F. Libby. Radiocarbon Dating. 2 ed. Chicago, 1955; И.Е. Старик. Ядерная геохронология. М-Л., 1961; Дж. Т. Джалл, Ж.М. O'Малли, Д.Л. Бидуульф, А.П. Деревянко, Я.В. Кузьмин, В.Е. Медведев, А. В. Табареев, В.Н. Зенин, В.М. Ветров, З.С. Лапшина, А.В. Гарковик. Радиоуглеродная хронология древнейших неолитических культур юга Дальнего Востока России и Забайкалья по результатам прямого датирования методом ускорительной масс -спектроскопии. Материалы Международного симпозиума..., Новосибирск, 1998, с. 63-68), и широко применяемый в практике археологических исследований.The closest in technical essence is the method of determining the absolute age of organic residues in archeology by the method of radioactive carbon (C 14 ), discovered by U.F. Libby (WF Libby. Radiocarbon Dating. 2 ed. Chicago, 1955; I.E. Old Man. Nuclear Geochronology. M.L., 1961; J.T. Jull, J.M. O'Malley, D.L. Bidulf , A.P. Derevyanko, Y.V. Kuzmin, V.E. Medvedev, A.V. Tabareev, V.N. Zenin, V.M. Vetrov, Z.S. Lapshina, A.V. Garkovik. a chronology of the most ancient Neolithic cultures in the south of the Russian Far East and Transbaikalia according to the results of direct dating using accelerator mass spectroscopy (Materials of the International Symposium ..., Novosibirsk, 1998, pp. 63-68), and widely used in the practice of archaeological research.
Недостатками радиоуглеродного метода абсолютного датирования археологических материалов являются:
- флуктуации концентраций радиоуглерода в атмосфере Земли (изменение скорости перемешивания радиоуглерода в различных резервуарах, эффект Зюсса, испытание атомного оружия); существенные ошибки определения радиоуглеродного возраста остеологического материала, так как органический и неорганический углерод костей способен вступить в реакцию изотопного обмена с посторонним углеродом.The disadvantages of the radiocarbon method of absolute dating of archaeological materials are:
- fluctuations in the concentration of radiocarbon in the Earth’s atmosphere (change in the mixing rate of radiocarbon in various tanks, the Suss effect, atomic weapon test); significant errors in determining the radiocarbon age of osteological material, since organic and inorganic carbon of bones is able to enter into an isotopic exchange reaction with extraneous carbon.
- сложность пробоподготовки, требующая перевода исследуемого материала в газовую фазу (CO2,СН4, С2Н6, С2Н2) при измерениях С14 пропорциональным методом, либо синтез из образца определенного органического соединения, находящегося в жидком состоянии, в сцинтилляционной методике.- the complexity of sample preparation, requiring the conversion of the test material into the gas phase (CO 2 , CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 2 ) when measuring C 14 by the proportional method, or the synthesis of a specific organic compound in a liquid state from a sample in scintillation mode methodology.
- дорогостоящая и сложная аппаратура для регистрации радиоактивности до 10-11-10-15 кюри.- expensive and complex equipment for recording radioactivity up to 10 -11 -10 -15 curies.
- ограниченный интервал датировок (не более 40 тыс. л. н.). - a limited interval of dating (no more than 40 thousand years ago).
Цель настоящего изобретения упрощение и удешевление способа абсолютного датирования остеологического материала археологических источников методом термического анализа. The purpose of the present invention is the simplification and cheapening of the method of absolute dating of osteological material of archaeological sources by thermal analysis.
Остеологический материал археологических местонахождений является элементом внутреннего скелета позвоночных, с соотношением минеральных веществ и органических 65: 35. Минеральное вещество состоит главным образом из солей извести, среди которых преобладает фосфорнокислый кальций (85%), углекислый кальций (10%), фтористый кальций (0.3%), хлористый кальций (0.2%), фосфорнокислый магний (1.5%) и др. Органическая составляющая представляет собой оссеин (вещество, близкое к природному высокомолекулярному белку коллагену) и оссекомукоид. Длительное пребывание остеологического материала в погребенном состоянии сопровождается фоссилизацией (минерализацией) и, как следствие, уменьшением доли органической составляющей, при этом степень фоссилизации зависит от длительности пребывания материала в погребенном состоянии. The osteological material of archaeological sites is an element of the internal skeleton of vertebrates, with a ratio of mineral to organic 65: 35. The mineral substance consists mainly of lime salts, among which calcium phosphate (85%), calcium carbonate (10%), calcium fluoride (0.3 %), calcium chloride (0.2%), magnesium phosphate (1.5%), and others. The organic component is ossein (a substance close to the natural high molecular weight protein collagen) and ossecomcomcoid. A long stay of osteological material in a buried state is accompanied by fossilization (mineralization) and, as a consequence, a decrease in the proportion of the organic component, while the degree of fossilization depends on the length of time the material is in a buried state.
Поставленная цель достигается тем, что в способе абсолютного датирования остеологического материала археологических источников удаляют гумус из образца материала, измельченный материал с глубиной помола 200 МЕШ в количестве 100-500 мг подвергают нагреванию на воздухе в динамическом режиме при скорости 2,5-10oС/мин до 1000oС, о возрасте судят по потере массы органической составляющей остеологического материала и абсолютный возраст определяют по калибровочной кривой, построенной по результатам пиролиза остеологического материала с известным возрастом.This goal is achieved by the fact that in the method of absolute dating of osteological material from archaeological sources, humus is removed from a sample of material, crushed material with a grinding depth of 200 MESH in an amount of 100-500 mg is subjected to heating in air in a dynamic mode at a speed of 2.5-10 o C / min up to 1000 o C, age is judged by the loss of mass of the organic component of the osteological material and the absolute age is determined by a calibration curve constructed from the pyrolysis of osteological material with known by age.
При высокотемпературной (до 1000oС) обработке остеологического материала в динамическом режиме происходит пиролиз органической составляющей кости, количество которого зависит от времени пребывания в рыхлых отложениях. Точное измерение потерь массы в динамическом режиме позволит количественно определить долю органической составляющей костного материала, который подвергается пиролизу в первую очередь, и решить проблему датирования археологических источников.When high-temperature (up to 1000 o C) processing of osteological material in a dynamic mode, the pyrolysis of the organic component of the bone occurs, the amount of which depends on the time spent in loose deposits. Accurate measurement of mass loss in dynamic mode will allow you to quantitatively determine the proportion of the organic component of the bone material, which is subjected to pyrolysis in the first place, and to solve the problem of dating of archaeological sources.
Остеологический материал предварительно очищают от загрязнений механическим способом. Для удаления из образцов гумуса применяют слабые растворы едкого натрия (2-3%). После экстракции этиловым спиртом в аппарате Сокслета в течение 6 часов, образцы сушат в вакуум-шкафу при 60oС и остаточном давлении 0.1 мм рт.ст.Osteological material is preliminarily cleaned of contaminants by mechanical means. To remove humus from the samples, weak solutions of sodium hydroxide (2-3%) are used. After extraction with ethyl alcohol in a Soxhlet apparatus for 6 hours, the samples were dried in a vacuum oven at 60 ° C and a residual pressure of 0.1 mm Hg.
Сухой материал измельчают дисковой фрезой и на вибрационном истирателе до глубины помола 200 МЕШ. Измельченный материал в количестве 100-500 мг помещают в платиновый тигель термовесов или дериватографа. Пиролиз образца проводят на воздухе при скорости нагревания 2,5-10oС/мин до 1000oС. Графически изображенные результаты потери массы образца позволяют количественно определить долю органической составляющей остеологического материала, который подвергается пиролизу в первую очередь. Абсолютный возраст определяют по калибровочной кривой, построенной по результатам пиролиза остеологического материала с известным возрастом (по данным радиоуглеродного метода).The dry material is ground with a disk mill and on a vibration abrasion machine to a grinding depth of 200 MES. The crushed material in an amount of 100-500 mg is placed in a platinum crucible of a thermal balance or derivatograph. Pyrolysis of the sample is carried out in air at a heating rate of 2.5-10 o C / min to 1000 o C. The graphically depicted results of the mass loss of the sample allow us to quantitatively determine the proportion of the organic component of the osteological material, which is subjected to pyrolysis in the first place. Absolute age is determined by a calibration curve constructed from the pyrolysis of osteological material with a known age (according to the radiocarbon method).
Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами. The proposed method is confirmed by the following examples.
Пример 1. Фрагмент кости ноги лошади (Equus Caballus), не подвергавшийся обжигу, взят из археологического памятника в районе п. Каменка, Республика Бурятия, в июле 1993 г., с глубины 8-9 м от уровня современной поверхности. Литологический слой бурые пески с лентами почвообразования делювиально-промовиального генезиса. Возраст остеологического материала определен радиоуглеродным методом в Университете штата Аризона, г. Тусон, США и в Институте геологии СО РАН, г. Новосибирск и составляет 30-40 тыс. лет. Example 1. A bone fragment of a horse’s leg (Equus Caballus) that was not fired was taken from an archaeological site in the area of Kamenka, Republic of Buryatia, in July 1993, from a depth of 8–9 m from the level of the present surface. The lithological layer is brown sands with tapes of soil formation of the deluvial-promovial genesis. The age of osteological material was determined by the radiocarbon method at the University of Arizona, Tucson, USA and at the Institute of Geology SB RAS, Novosibirsk and is 30-40 thousand years old.
Подготовленный для анализа фрагмент кости предварительно очищали от посторонних загрязнений механическим способом. Для удаления гумуса образец помещали в 2-3%-ный водный раствор NaOH, а затем подвергали экстракции этиловым спиртом в аппарате Сокслета в течение 5-6 часов. После экстракции образец сушили в вакуум-шкафу при 60oС и остаточном давлении 1-2 мм рт.ст.The bone fragment prepared for analysis was previously mechanically cleaned of extraneous contaminants. To remove humus, the sample was placed in a 2-3% aqueous NaOH solution, and then subjected to extraction with ethyl alcohol in a Soxhlet apparatus for 5-6 hours. After extraction, the sample was dried in a vacuum oven at 60 o C and a residual pressure of 1-2 mm RT.article.
Высушенный образец измельчали дисковой фрезой и на вибрационном истирателе (материал ступки и шарика - агат) до глубины помола 200 МЕШ. The dried sample was ground with a disk cutter and on a vibration abrasion (mortar and ball material — agate) to a grinding depth of 200 MES.
Измельченный материал в количестве 200 мг помещали в платиновый тигель дериватографа Q-1000 (фирма MOM, Венгрия). Динамический термогравиметрический анализ ТГА выполняли на воздухе, при скорости нагревания 5oС/мин, до температуры 1000oС.The crushed material in an amount of 200 mg was placed in a platinum crucible of a Q-1000 derivatograph (MOM, Hungary). Dynamic thermogravimetric analysis of TGA was performed in air, at a heating rate of 5 o C / min, to a temperature of 1000 o C.
Согласно данным ТГА потеря массы образца при нагревании на воздухе до 600oС достигает 12.5 мас.%.According to the TGA, the mass loss of the sample when heated in air to 600 o C reaches 12.5 wt.%.
Пример 2. Остеологический фрагмент челюсти оленя (Cervus cf. relaphus), не подвергавшийся термической обработке, взят из археологического памятника в 2 км юго-западнее с. Кома, Республика Бурятия, в июне-июле 1998 г., с глубины 0.58 м от уровня современной поверхности. Литологический слой поддерновая супесь каштанового цвета. Возраст остеологического материала установлен на основе типологического метода (формализация археологических источников) и составляет 3.5-4.0 тыс. лет. Example 2. The osteological fragment of the jaw of a deer (Cervus cf. relaphus), not subjected to heat treatment, was taken from an archaeological site 2 km southwest of s. Coma, Republic of Buryatia, in June-July 1998, from a depth of 0.58 m from the level of the modern surface. The lithological layer is a sub-sandy loam of chestnut color. The age of osteological material is established on the basis of the typological method (formalization of archaeological sources) and is 3.5-4.0 thousand years.
Пробоподготовку и ТГА образца проводили аналогично примеру 1. Sample preparation and TGA of the sample was carried out analogously to example 1.
Согласно данным ТГА потеря массы образца при нагревании на воздухе до 600oС достигает 21 мас.%.According to the TGA, the mass loss of the sample when heated in air to 600 o With reaches 21 wt.%.
Пример 3. Фрагмент черепа лошади (Equus Caballus), не подвергавшийся обжигу из Гунского городища Болен Ундэр, Республика Бурятия. Возраст 2-3 тыс. лет. Example 3. A fragment of a horse's skull (Equus Caballus), not subjected to firing from the Hun settlement Bolen Undar, Republic of Buryatia. Age 2-3 thousand years.
Пробоподготовку и ТГА образца проводили аналогично примеру 1. Sample preparation and TGA of the sample was carried out analogously to example 1.
Согласно данным ТГА потеря массы образца при нагревании на воздухе до 600oС достигает 25.5%.According to the TGA, the mass loss of the sample when heated in air to 600 o C reaches 25.5%.
Предлагаемый способ абсолютного датирования остеологического материала значительно проще, дешевле и требует меньше времени при пробоподготовке и анализе, в сравнении с известными методами, используется незначительное количество анализируемого материала (не более 500 мг), проще в расшифровке экспериментальных результатов. The proposed method for absolute dating of osteological material is much simpler, cheaper, and requires less time for sample preparation and analysis, in comparison with known methods, a small amount of the analyzed material is used (no more than 500 mg), it is easier to decipher the experimental results.
При массовом применении предлагаемый способ может служить скрининг-тестом для предварительной оценки абсолютного возраста остеологического материала археологических источников. For mass application, the proposed method can serve as a screening test for a preliminary assessment of the absolute age of osteological material from archaeological sources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122380A RU2187096C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122380A RU2187096C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2187096C2 true RU2187096C2 (en) | 2002-08-10 |
| RU2000122380A RU2000122380A (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20239534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000122380A RU2187096C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2187096C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010131024A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Moira Wilson | Archaeological dating technique |
| RU2484445C2 (en) * | 2011-08-24 | 2013-06-10 | Валерий Геннадьевич Меренков | Method for sampling of bone material for paleogenetic, biochemical and radiocarbon survey |
-
2000
- 2000-08-24 RU RU2000122380A patent/RU2187096C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Quitta H. Radiokarbondaten und die Chronologie des mittel - und sudosteuropaiscnen Neolithums." Ausgrabungen und Funde" , 1967, Bd l2, H.3. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010131024A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Moira Wilson | Archaeological dating technique |
| GB2483031A (en) * | 2009-05-13 | 2012-02-22 | Moira Ann Wilson | Archaeological dating technique |
| GB2483031B (en) * | 2009-05-13 | 2013-02-20 | Moira Ann Wilson | Archaeological dating technique |
| RU2484445C2 (en) * | 2011-08-24 | 2013-06-10 | Валерий Геннадьевич Меренков | Method for sampling of bone material for paleogenetic, biochemical and radiocarbon survey |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bernasconi et al. | Reducing uncertainties in carbonate clumped isotope analysis through consistent carbonate‐based standardization | |
| Watchman | A review of the history of dating rock varnishes | |
| Ghosh et al. | Stable isotope ratio mass spectrometry in global climate change research | |
| Murray et al. | Determining the Δ47 acid fractionation in dolomites | |
| Wang et al. | Coupled δ44/40Ca, δ88/86Sr, and 87Sr/86Sr geochemistry across the end-Permian mass extinction event | |
| Riechelmann et al. | Impact of diagenetic alteration on brachiopod shell magnesium isotope (δ26Mg) signatures: Experimental versus field data | |
| Zhang et al. | Investigating controls on boron isotope ratios in shallow marine carbonates | |
| Pollington et al. | Experimental calibration of silicon and oxygen isotope fractionations between quartz and water at 250° C by in situ microanalysis of experimental products and application to zoned low δ30Si quartz overgrowths | |
| Bélanger et al. | Constraining soil mineral weathering 87Sr/86Sr for calcium apportionment studies of a deciduous forest growing on soils developed from granitoid igneous rocks | |
| Wang et al. | Late Neogene environmental changes in the central Himalaya related to tectonic uplift and orbital forcing | |
| Quade et al. | Isotopic characterization of late Neogene travertine deposits at Barrancas Blancas in the eastern Atacama Desert, Chile | |
| Sanjurjo-Sánchez et al. | Technological aspects of Mesopotamian Uruk pottery: estimating firing temperatures using mineralogical methods, thermal analysis and luminescence techniques | |
| Ruppenthal et al. | Optimized demineralization technique for the measurement of stable isotope ratios of nonexchangeable H in soil organic matter | |
| Hammarlund et al. | Composite stable isotope records from a Late Weichselian lacustrine sequence at Grrenge, Lolland, Denmark: evidence of Allerød and Younger Dryas environments | |
| Tomassetti et al. | A survey on innovative dating methods in archaeometry with focus on fossil bones | |
| RU2187096C2 (en) | Method of absolute dating of osteological material of archaeological sources | |
| Löffler et al. | Refining the temperature dependence of the oxygen and clumped isotopic compositions of structurally bound carbonate in apatite | |
| Boaretto | Determining the chronology of an archaeological site using radiocarbon: minimizing uncertainty. | |
| Natali et al. | Thermal separation coupled with elemental and isotopic analysis: A method for soil carbon characterisation | |
| Szostek et al. | Diagenetic signals from ancient human remains-bioarchaeological applications | |
| Zhang et al. | High atmospheric CO2 levels in the early Mesoproterozoic estimated from paired carbon isotopic records from carbonates from North China | |
| Rihs et al. | Field biotite weathering rate determination using U-series disequilibria | |
| Han et al. | Stable and radiogenic strontium isotope cycling in a representative karst forest ecosystem, Southwest China | |
| Agadzhanova et al. | Indicators of pedogenic processes in red clayey soils of the Cape Martyan Reserve, South Crimea | |
| Lloyd | Clumped and intramolecular isotopic perspectives on the behavior of organic and inorganic carbon in the shallow crust and deep biosphere |