A MÖSSBAUER STUDY ON POTTERY OF TURENG TEPE II

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HAL Id: jpa-00215508

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Submitted on 1 Jan 1974

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A MÖSSBAUER STUDY ON POTTERY OF TURENG TEPE II

K. Schmidt, M. van Rossum, T. Meykens, G. Langouche, R. Coussement, R.

Bouchez

To cite this version:

K. Schmidt, M. van Rossum, T. Meykens, G. Langouche, R. Coussement, et al.. A MÖSSBAUER

STUDY ON POTTERY OF TURENG TEPE II. Journal de Physique Colloques, 1974, 35 (C1),

pp.C1-105-C1-106. �10.1051/jphyscol:1974132�. �jpa-00215508�

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JOURNAL DE PHYSIQUE

Colloc/zr~

C1,

s t p ~ ~ l k r ~ i e r ~ t air

^rl0 1,

Tome 35, Januier

1974, page C1-105

K. P.

S C H M I D T , M. VAN R O S S U M ,

T.

M E Y K E N S , G. L A N G O U C H E , R. C O U S S E M E N T

I n s t i t u u t v o o r K e r n - en Stralingsfysika, Universiteit Leuven, Belgium

R. B O U C H E Z

C e n t r e d'Etudes Nucleaires, Tnstitut d e s Sciences Nucleaires, Grenoble, F r a n c e

Resume. ^-Des tessons de !a ceramique grise (associ~e [I] aux Indo-Europeens) et des tessons d e ckramique rouge appartenant [I] au ~ n t m e site de Tureng Tepe et a u n ~ t n i e niveau archeologique 11 ( - 2 500 BC) ont etk etudies [ I ] par des methodes physiques, chimiques et niinCralogiques.

LeS resultats ont rnontre [2] que la coniposition a t o ~ n i q u e ainsi que la structure cristalline sont ^?i peu p r b les m h e s pour les deux groupes de ceramique, mais que seul I'etat du fer varie.

L a presente note donne les resultats obtenus pour le fer par spectrometric Mossbauer. Les spectres observes pour 57Fe a

=

20 sont formes par des pics de Fez . et Fe3 '. dus a I'interaction quadrupolaire Clectrique superposes a un plus faible ( 2 15 %) spectre hyperfin rnagnetique de F e z 0 3 (identifie par la valeur

=

500 k G du champ magnetique interne). Les spectres obtenus a basse temperature (N2 et H e liquides) n'ont d o n n i qu'une petite augmentation de I'intensitC d u spectre magnetique, permettant d'exclurc LIII comportenlent super-paramagnetiq~ie d i ~ a I'effet de petite taille des particules Fe10,. La proportion ( 15 %) de F c 2 0 t a ete obtenue en coniparant pour la temperature de I'helium liquide l'intensite des spectres niagnetiques et non magnktiques. Les raies non rnagnetiques sont dues h I'interaction q u a d r ~ ~ p o l a i r e electrique dans les atomes de F e places dans le gradient de champ clectrique caracteristiq~~e de I'argile etudike. A partir de la separa- tion quadrupolaire (QS) et du deplacenient bon1i.1-iq~~e (IS) rclatif a u W o ( C u ) , les etats F e I - et Fe3 '- sont identifies ct leu:- proportion obtenue (tableau !).

Dans la ceramique rouge. la grande proportion ( 87

q:(,)

de Fe; - semble obtcnue dans un four ouvert a circulation d'air, donc

a

atniosphere oxydante. Pal- contre, dans la c e r a n i i q ~ ~ c grise, il y a une grande proportion (

=

⁷²

>6)

dc Fe' . reduit probablement dans une atmosphere reductrice riche en C o et C, conime i l existe dans L I I ~ four fermk. La temperature de cuisson semble dans les deux cas n'avoir pas depasse 2 950

"C,

sufisante pour rubetier en s ~ ~ r f a c e la Tourn~aline incluse nlais insuffisante pour reduire Fez05 dans les mineraux inclus clans I'argile.

Abstract. - Sherds of pottery of Tureng Tepe, Iran. belonging [ I ] to the archaeological layer I1 (2 500 BC) have becn analyzed by MBssbauer spectrometry. Grey and red shcrds found in layer II are suspected to originate from two difl'ercnt C L I ~ ~ L I I - ~ S . However, cheniical and mineralogical ana- lyses [2] showed that the composition of tlie two species is nearly the same. Mossbauer spectra of 57Fe taken a t room temperature consisted of q ~ ~ a d r ~ ~ p o l e interaction peaks of Fez' and Fe3' and a superposed magnetic hyperfine spectruni of Fc:Ot, idcntilied by the value of the internal magnetic field. Measurements at the tenlperature of l i q ~ ~ i d nitrogen and l i q ~ ~ i d helium only gave a slight increase of the intensity of the magnetic spectrum, so that an explanation of the complex velocity spectra in ternis of superparamag~~etic b e h a v i o ~ ~ r of sri~all F e z 0 3 particles can be ruled out. From the intensity ratio of tlie magnetic spectrum to tlie non magnetic components of the Mossbauer spectrum a t liquid helium temperature the percentage of F e z 0 3 can be determined. The non niagne- tic lines in the absorption spectra are due to the quadrupole interaction of structural iron from niineralogical components o r their debris. F r o ~ i i the quadrupole splitting and isomer shift the Fe2+

and Fe3+ components could be identified and the ratio of Fez' and Fe3l' to the total amount of iron could be determined. The results of the measurements are given in table I . In tlie red ware there is a high abundance (87 "/,) o f Fe3 ions which can be explained by an oxidizing baking procedure. The grey pottery, probably made by the Indoeuropeans, shows a high percentage (72 %) of reduced Fez+

pointing to a reducing baking process under high temperature in a closed oven.

Results of' Mossbauer measurenients on T~rreng Tepe 11 pottery RPsultats de spectror7ie'trie Mossbauer sur lies ce'rarniques cle T~rreng Tepe TI

Red sample Grey sample Ciram. rouge Ceram. grise

Fe'+ Hint

Concentrations ("/,)

Fez.'

Fe-'+ (non magnetic) Fe3+ (magnetic)

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1974132

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C1-106 K. P. SCHMIDT, M. VAN ROSSUM, T. MEYKENS, G . LANGOUCHE, R. COUSSEMENT

References

[I] DESHAYES, J., Arcl~aeology 22 (1969) 10. [3] BOUCHEZ, R., SCHMIDT, K. P., VAN ROSSUM, M., LANGOU- [2] STEFANI, R., BERTHOD, J., PELLET, J., BOURGUILLOT, R. et CHE, G . , MEYKENS, T., COUSSEMENT, R., APRAHAMIAN,

CORNU, A., Application de la spectromktrie de masse a J., DESHAYES, J., Etude de la ceramique grise de Tureng etincelles B I'etude d'un probleme composition-prove- Tepe 11. Proc. of the Int. Conf. on Applications of nance de ceramiques archeologiques. Proc. of the Int. Nuclear Methods in the Field of Works of Arts, Roma Conf. o n Applications of Nuclear Methods in the Field (1973) (in press).

of Works of Arts, Roma (1973) (in press).