Способ идентификации культурного слоя археологических объектов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 и 24/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТ ЛЬСТВУ (21) 4942757/25 (22) 20.05.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Ленинградский государственный университет (72) Т.Н.Смекалова (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1392472, кл. G 01 N 24/10, опублик. 1988.

Clark А.J. Archaeological geophysics In

Britain /! Geophysics, v,51, Q 7, 1986, р.

1404-1413. (54) СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ КУЛЪТУРНОГО СЛОЯ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

При отсутствии визуальных признаков культурного слоя (цветовых, текстурных, структурных) на предполагаемых археологических памятниках применяются естественнонаучные методы идентификации культурного слоя. Из традиционных методов для этих целей применяются и химический. (в основном фосфатный) анализ, и измерение магнитной восприимчивости рыхлых отложений.

Целью изобретения является повышеwe точности и надежности идентификации культурного слоя. Для этого проводят воз-. буждение и регистрацию спектра ЗПР исследуемых и фоновых образцов, выделяют в спектрах линии в районе 9-фактора 2 шириной 600-1000 Г. измеряют амплитуду, ширину линий и их g-факторы, Для фоновых и исследуемых образцов определяют среднее значение амплитуды и среднеквадратичное отклонение (т4три увеличении интенсивности сигнала рт исследуемых образцов более чем ía 30 и одновременном смещении ли-. нии до д-фактора 1,93 и сужении ее до bH-„„5U „„1820307 А1 (57) Использование: археология и геофизика.

Сущность; при исследовании иэ слоя грунта отбирают пробы, образцы измельчают и просеивают, воздействуют на них магнитным полем и регистрируют спектр электронного парамагнитного резрнанса. В полученном спектре выделяютлинию, имеющую 9-фактор в районе 2 и ширину 600-1000 Г, которая при аномальных возрастании интегральной интенсивности, смещении в область низких полей и сужении (относительно параметров линии ЭПР фоновых образцов) указывает на присутствие культурного слоя в пробе.

1 табл.

= 650-750 Г по сравнению с линиями от фоновых образцов культурного слоя.

Сущность предлагаемого способа заключается в регистрации появления линии 2 ферромагнитного резонанса (ФМР) в районе значений поля = ЗОООГ, которое выражается в аномальном увеличении интегральной интенсивности линии в этой . области спектра, сужении интегральной. интенсивности линии в этой области спектра, С сужении ее и некотором смещении в об- (гд ласть низких полей. С)

В фоновых образцах грунта небольшая интенсивность линии ЭПР.в районе g-фактора 2,1 вызвана парамагнитными ионами

Fe в то время как в образцах грунта куль-, +а турного слоя интенсивная и суженная (по сравнению с линией от фоновых образцов) спектральная линия в несколько смещенной области в сторону низких полей определяется ионами Fe входящими в ферри- и ферромагнитные соединения.

Предложенный способ реализуется по следующей методике.

1820307

Сбор образцов. Образцы весом до О, l0,5 г собираются иэ точек по профилям, проложенным с интервалом 0,5-1 м по площади предполагаемого памятника или вглубь по разрезам в раскопках, обрывах и других обнажениях культурного слоя с требуемым ин.тервалом (5-10 см). Хранятся образцы в воэдухопроницаемых контейнерах при комнатной температуре во избежание изменения химического состава проб, Необходимо обеспечить достаточное количество фоновых образцов, собираемых из близлежащих районов, находящихся в тех же.почвенно-геологических условиях, что и исследуемые пробы, но при заведомом отсутствии археологических объектов.

Подготовка образцов к измерениям. Образец просеивается через сита 0,5 мм, чтобы удалить крупные обломки пород и растительные остатки.

Съемка спектра ЭПР. Для подобных измерений подходит малогабаритный спектрометр СЭПР-2, разработанный на кафедре физики полупроводников Белорусского госуниверситета и выпущенный Минским заводом "Политехник". Подготовленный образец насыпается в пластиковую кювету (не дающую сигнала ЭПР). Для используемого спектрометра размеры кюветы 3 мм в диаметре и 10 мм длиной. Кювета на штативе помещается в резонатор спектрометра

СЭПР-2. Регистрация спектра производится при комнатной температуре, полной развертке поля (5000 Э) и времени регистрации е пределах 100-300 с. Для определения положения спектральной линии используется боковой эталон — порошок окиси марганца.

Сопутствующие измерения. После регистрации спектре образец взвешивается на торсионных весах (например, ВТ-1000) или любых других, обеспечивающих точность не хуже 0,1 мг. Процедура регистрации спектра с последующим взвешиванием производится е троекратном повторении со сменой об- разца; взятого из той же пробы, Это делается для того,"чтобы избежать влияния возможных неоднородностей состава грунта.

Обработка спектров ЭПР. Со спектрограммы. снимаются следующие измерения; 1 — размах "характеристической" линии (расстояние от максимального до минимального значения амплитуды), bH — ширина линии (расстояние между абсциссами максимума и минимума), Оценка интегральной интенсивности производится по формуле 3-l(hH) /rn, где m — масса пробы, Для каждого образца производится осреднение по трем измерениям. Полученное значение $ представляется е виде графиков или карт изолиний. Вычисляется также среднеквадратичное етклонение от среднего (о) по результатам повторных измерений.

Индикация культурного слоя. При превышении значений для фоновых образцов более чем на 3 сг, сужении линии до 650-750

Г, а также смещении спектральной линии в область низких полей до g-фактора 1,93 про10 изводится индикация наличия ферри- и ферромагнитных соединений в пробе, что является признаком культурного слоя.

В таблице приведены сравнительные результаты анализа археологических памятников.

Метод ЭПР является более чувствитель- ным по сравнению с методом измерения магнитной восприимчивости; следовательно, можно рекомендовать именно ЭПР20 спектроскопию для решения задачи картироеания культурного слоя святилища, тем более, что незначительный объем проб не влечет заметных разрушений памятника.

Из рассмотренных естественнонаучных методов идентификации культурного слоя при отсутствии его визуальных признаков . наиболее эффективным скоростным является способ, основанный на измерении интегральной интенсивности спектров ЭПР проб

30 грунта. Его преимущества по сравнению с фосфатным и каппаметрическим анализом заключаются в существенном увеличении надежности идентификации культурного слоя, точности определения верхней и нижней гра35 ниц залегания слоя в разрезе простирания по площади, а также е значительном уменьшении требуемого объема проб. Малый объем, образца позволяет использовать миниатюр-ный пробоотборник, не разрушающий памят40 ник, а также увеличивает. разрешающую способность метода при микростатиграфических исследованиях. Компактность ЭПРспектрометра СЭПР-2 позволяет проводить измерения в экспедиционных условиях.

45 Формула изобретения

Способ идентификации культурного слоя археологических объектов, включающий отбор проб грунта, определение магнитных характеристик проб и идентификацию

50 культурного слоя по результатам сравнения характеристик для фоновых и исследуемых . проб, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения объема проб, после отбора проб возбуждают

55 и регистрируют их спектр ЭПР, определяют . .о-факторы, ширину линий и интенсивность е фоновых и исследуемых пробах, а о принадлежности исследуемых проб к культурному слою судят по одновременному изменению

1820307

Составитель Т. Смекаловэ

Техред M.Моргентал Корректор M. Петрова

Редактор

Заказ 2027 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

g-фактора до значения 1,93, изменению ширины линии до 650-750 Г и увеличению интенсивности более чем на Зо в исследуемых пробах по сравнению с фоновыми, где асреднеквадратичное отклонение от среднего значения.