ESTUDIO MOSSBAUER DE CERÁMICA ARQUEOLÓGICA DEL VALLE DEL ALTO SINU (COLOMBIA)

ESTUDIO MOSSBAUER DE CERÁMICA ARQUEOLÓGICA DEL VALLE DEL ALTO SINU (COLOMBIA)

Se presenta una caracterización fisicoquímica de muestras cerámicas de los sitios arqueológicos de El Cabrero, E1 Gallo y E1 Frasquillo (Valle del Alto Sinfi). El uso extenso de los datos de espectroscopía Mössbauer revela que el esquema de clasificación tipológica utilizado actualmente de Dolmatoff está relacionado con la tecnología de producción de los diferentes artefactos. Además, se propone un modelo para las condiciones de cocción de los tipos de cerámica "Rojo Sencillo", "Tierra Impresa", "Tierra Incisa" y "Blanco".

1. Introducción

La investigación arqueológica de hallazgos de cerámica, llevada a cabo en el llamado "Alto Sinu", Uraba y Costa Pacífica ha revelado la existencia de algún procedimiento común en la fabricación de cerámica [1 - 3]. Esta observación, basada en un análisis morfológico simple de la cerámica excavada, ha llevado a la conclusión de que a lo largo de toda la costa del Pacífico, desde Panamá hasta Bahía Cuprica, en Colombia, se había desarrollado una cultura estrechamente relacionada. Los sitios arqueológicos colombianos de Cabrero, Gallo y Frasquillo, en la región También Sinfi (Córdoba), muestran un patrón de asentamiento común y bien definido. A partir de la inspección morfológica de la cerámica arqueológica excavada en Cabrero, Reichel-Dolmatoff [2,3,4] pudo establecer las características comunes de la cerámica llamada "Tierra Alta" y establecer las clases: Rojo Sencillo (RS), Tierra Impresa (TIM), Tierra Incisa (TIN) y Blanca (B). Más tarde, el mismo esquema de clasificación también se aplicó a las cerámicas de Gallo y Frasquillo. "Sin embargo, no se han reportado mediciones analíticas para describir las propiedades materiales de estas alfarerías, que solo se han clasificado por inspección visual. las primeras mediciones analíticas en muestras cerámicas de los sitios de Cabrero, Gallo y Frasquillo. Se analizaron muestras de grupos RS, TIM, TIN y B en el esquema de clasificación Reichel-Dolmatoff, y se compararon con las arcillas obtenidas de cada sitio. Además, algunas muestras de arcilla y cerámica se han disparado a diferentes temperaturas. Los resultados se discuten en términos del procedimiento tecnológico utilizado en la alfarería antigua.

2. Experimental

Los espectros Mössbauer se registraron a temperatura ambiente y 77 K con un sistema de accionamiento de aceleración constante y un analizador 512-multicanal. Se utilizó una fuente de 20 mCi 57CoRh y la calibración se realizó utilizando un absorbente ~ -Fe. Los espectros se evaluaron mediante un procedimiento estándar de ajuste de mínimos cuadrados. Todos los valores experimentales de cambios de isómeros se dan con respecto a c ~ -Fe. Las muestras de cerámica se trituraron y los absorbentes MtSssbauer se prepararon con el espesor óptimo dado por el método estándar. Las muestras de Clays y Rojo-Sencillo (RS) de Cabrero (CA) y E1 Gallo (GA) se dispararon a diferentes temperaturas (600, 800 y 900 ° C) en un horno abierto. Las muestras preparadas por el mismo procedimiento se usaron para experimentos de absorción atómica y difracción de rayos X. Estos resultados serán discutidos en otra parte. Aquí, solo señalaremos que el contenido de Ca de las muestras investigadas se encuentra dentro del rango de 0.3-1.8% y, por lo tanto, puede considerarse como no calcáreo [5]. Finalmente, solo se ha medido una muestra de cada tipo. La Tabla 1 resume el código de descripción utilizado para identificar las muestras.

3. Resultados y discusión

3.1. E1 GALLO (GA-RS, GA-TIM, GA-TIN, GA-B, GA-CL)

3.1.a. Muestras no tratadas Los espectros M / Sssbauer a temperatura ambiente (figura 1) se ajustaron utilizando al menos dos dobletes cuadripolares y un sexteto magnético (ver tabla 2). Los valores de división de cuadrupolo (QS) y desplazamiento de isómero (IS) son típicos de los iones Fe +3 (QS1) y Fe +2 (QS2) de alto spin. Todas las muestras muestran los mismos valores QS1 y QS2 (~ QS1) = 0,83 (4) mm / s; {QS2) = 2,16 (9) ram / s. En este punto, debe notarse que el valor de QS1 para GA-CL es sorprendentemente más alto de lo esperado a partir de una estructura más simétrica de las capas octaédricas en el estado no deshidroxilizado. Los campos magnéticos hiperfinos (HF) presentes en la mayoría de las muestras de cerámica son similares (-478 (2) kG) y tienen anchos de línea amplios (~ 0,80 mm / s). Estos valores de HF son

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notablemente más pequeños que los que se encuentran generalmente en hematites y magematitas puros (a-Fe203, 512 kOe; "y-Fe203, 500 kOe) pero son similares al campo hiperfino promedio encontrado en la magnetita (= 427 kOe). Al usar MS es posible distinguir

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Parámetros M ~ Sssbauer para las cerámicas Gallo (GA), Cabrero (CA) y Frasquillo (FR). IS1, IS2, IS3 e IS4 son los valores de Isomer Shifts (ram / s). QS1, QS2 y QS3 son las divisiones cuadrupolares correspondientes (ram / s). QS4, no incluido en la tabla, son muy pequeños (_ <0.02 mm / s). HF4 es el campo magnético hiperfino (kG). La desviación estándar de cada parámetro se incluye entre paréntesis.

entre hematita y materiales a granel de magnetita; sin embargo, los óxidos presentes en los suelos a menudo están finamente divididos y los valores de los campos hiperfinos pueden ser sustancialmente menores que sus valores en el material a granel. Además, generalmente se encuentra una ampliación de los picos resonantes y una forma no-Lorentziana para partículas de pequeño tamaño. Como la reducción de HF así como del ensanchamiento de la línea depende del tamaño de la partícula, la distinción entre ~ -Fe203 y Fe304 no podría ser tan clara. Además, la presencia de átomos de impurezas en las estructuras de óxido de hierro, que es probable que ocurra en las muestras de suelo, también puede cambiar los valores de los parámetros hiperfinos lo suficiente como para que ya no se puedan usar confiablemente para distinguir entre los diversos óxidos [6] . Como los parámetros IS de la fase magnética se ven menos afectados por los efectos del tamaño de partícula y sus valores reales son típicos de los iones Fe 3+, debemos aceptar que la fase magnética está completamente oxidada. La presencia de magnetita en muestras de cerámica es extremadamente rara, por lo tanto, lo más probable es que tratemos con pequeñas partículas de hematita que, por otro lado, son lo suficientemente grandes como para mostrar un campo magnético hiperfino a temperatura ambiente. La ausencia de la división cuádruple habitual (QS --- -0.11 mm / s) encontrado en ~ -Fe203 en nuestra opinión no podría argumentarse en contra de tal asignación ya que se sabe que en sistemas de partículas pequeñas la orientación aleatoria del tensor de EFG con respecto al vector de HF podría conducir a la cancelación de los valores de QS medidos. En consecuencia, a través de este documento, la fase magnética se denominará hematita o hematita sustituida más exactamente.

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Para GA-B y GA-CL, donde no hay fase magnética presente a temperatura ambiente, ha sido necesario incluir un doblete adicional de Fe +2 (QS3, IS3) para lograr un buen ajuste (figura lc, ld ) En la Fig. 2a mostramos la cantidad relativa de cada especie de Fe (Fe z +, Fe 3+ y hematita) obtenida del área de cada subespecie a temperatura ambiente y suponiendo que todos los núcleos de Fe tienen la misma fracción sin retroceso. Como las deducciones basadas en los porcentajes de las fases magnéticas presentes en los espectros M / Sssbauer a temperatura ambiente de arcilla y muestras cerámicas pueden ser peligrosas porque pueden estar presentes altas cantidades de óxidos superparamagnéticos de partículas pequeñas, ocultas debajo del doblete paramagnético interno Fe 3+, tenemos volvió a medir todas las muestras a 77 K. Los porcentajes de las fases magnéticas también se muestran en la fig. 2a. Se debe notar que se observa un cambio apreciable en el contenido de la fase magnética solo para la arcilla. Para la cerámica, aparece un comportamiento súperparamínico muy pequeño a 77 K. Por lo tanto, la estimación de los contenidos magnéticos en cerámica, a partir de los espectros de temperatura ambiente, parece ser bastante precisa.

3.1.b. Muestras tratadas térmicamente

Los parámetros M / 3ssbauer ajustados a temperatura ambiente para las muestras Rojo Sencillo y Clay tratadas térmicamente (reafinadas) se incluyen en la tabla 3. La figura 3 muestra la dependencia de los valores QS1 medidos del doblete Fe 3 + como una función de la temperatura de cocción (TR). De la fig. 3 está claro que para la arcilla (GA-CL) el valor QS1 aumenta cuando la muestra se dispara a T R <600 ~ pero disminuye cuando T R aumenta aún más. Este es el comportamiento normal de los minerales de arcilla que contienen solo Fe 3+ [5,7,8]. Para la muestra de cerámica retirada (GA-RS), el valor de QS1 también depende de T R. Esto es una

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resultado importante porque generalmente se acepta que una vez que se dispara una arcilla a cierta temperatura en una atmósfera dada, y luego se enfría, se congela en una etapa que no puede ser alterada por refinerías subsecuentes a menos que la temperatura inicial se exceda [5, 9]. Por lo tanto, en las muestras de cerámica, la dependencia de QS1 en T R solo puede interpretarse de la siguiente manera: a) Si las cerámicas se sintetizaron bajo atmósfera de aire, entonces la fig. La figura 3 muestra que la temperatura de cocción debería haber sido inferior a 600 ° C. B) La síntesis se realizó a temperatura más alta, pero en una atmósfera menos oxidante.

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