Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đối với silcrete Kalahari và Cape: tác động tới hóa học silcrete và những hệ lụy cho nghiên cứu xuất xứ hóa học
Tóm tắt
Các nghiên cứu gần đây tại Nam Phi và miền Đông Australia đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng phương pháp dấu vân tay địa hóa học để xác định vị trí nguồn gốc từ đó nguyên liệu thô silcrete được thu mua trước khi được sử dụng trong sản xuất công cụ đá. Tuy nhiên, ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt có chủ đích đối với silcrete lên hóa học của nó vẫn chưa được biết đến, có nghĩa là các hiện vật silcrete đã qua xử lý nhiệt vẫn chưa được đưa vào nghiên cứu xác định nguồn gốc. Cuộc điều tra này trình bày phân tích thực nghiệm có độ phân giải cao đầu tiên về tác động của xử lý nhiệt đối với thành phần hóa học của silcrete. Nghiên cứu so sánh thành phần của các mẫu không qua xử lý nhiệt với các mẫu đã được xử lý nhiệt đến nhiệt độ mục tiêu lên tới 600 °C, được lấy từ bốn khối silcrete từ Nam Phi và Botswana. Thành phần hóa học của các mẫu được xác định bằng ICP-MS và ICP-AES. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng xử lý nhiệt có tác động hạn chế đến hóa học của silcrete. Chỉ có 7 trong số 65 nguyên tố vết, nguyên tố hiếm và nguyên tố thứ yếu được phân tích (Al2O3, Fe2O3, K2O, As, Cr, Cs và Cu) đã bị thiếu hụt vượt quá giới hạn sai số mong đợi sau quá trình gia nhiệt có kiểm soát. Không có sự đồng nhất giữa các mẫu silcrete trong việc bị thiếu hụt nguyên tố, mặc dù một số lượng lớn hơn các nguyên tố đã bị thiếu hụt từ silcrete Kalahari liên kết bằng chalcedony so với silcrete Cape liên kết bằng microquartz. Chúng tôi kết luận rằng có thể an toàn khi sử dụng dữ liệu hóa học từ các hiện vật đã qua xử lý nhiệt từ Cape trong các nghiên cứu dấu vân tay địa hóa học; tuy nhiên, chúng tôi khuyến nghị rằng nồng độ Cu và Cs nên được loại trừ khỏi bất kỳ phân tích thống kê nào cho đến khi các tác động của xử lý nhiệt đối với các nguyên tố này được hiểu rõ hoàn toàn. Chúng tôi đồng tình với những kết luận của các nghiên cứu trước đây rằng các hiện vật silcrete liên kết bằng chalcedony thể hiện dấu hiệu của việc bị cháy hoặc xử lý nhiệt có chủ đích nên được loại trừ khỏi các nghiên cứu xác định nguồn gốc trong Kalahari và có thể ở nơi khác.
Từ khóa
#silcrete #xử lý nhiệt #hóa học silcrete #nghiên cứu xuất xứ hóa học #Kalahari #CapeTài liệu tham khảo
Brown KS, Marean CW, Herries AIR, Jacobs Z, Tribolo C, Braun D, Roberts DL, Meyer MC, Bernatchez J (2009) Fire as an engineering tool of early modern humans. Science 325:859–862
Brown KS, Marean CW, Jacobs Z, Schoville BJ, Oestmo S, Fisher EC, Bernatchez J, Karkanas P, Matthews T (2012) An early and enduring advanced technology originating 71,000 years ago in South Africa. Nature 491:590–593
Cochrane GWG, Webb JA, Doelman T, Habgood PJ (2017) Elemental differences: Geochemical identification of aboriginal silcrete sources in the Arcadia Valley, eastern Australia. J Archaeol Sci-Rep 15:570–577
Delagnes A, Schmidt P, Douze K, Wurz S, Bellot-Gurlet L, Conard NJ, Nickel KG, van Niekerk KL, Henshilwood CS (2016) Early evidence for the extensive heat treatment of silcrete in the Howiesons Poort at Klipdrift Shelter (Layer PBD, 65 ka), South Africa. PLoS One 11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163874
Henshilwood C (2012) Late Pleistocene techno-traditions in southern Africa: a review of the Still Bay and Howiesons Poort, c.75-59 ka. J World Prehist 25:205–237
Henshilwood CS, Sealy JC, Yates R, Cruz-Uribe K, Goldberg P, Grine FE, Klein RG, Poggenpoel C, van Niekerk K, Watts I (2001) Blombos Cave, Southern Cape, South Africa: Preliminary Report on the 1992–1999 Excavations of the Middle Stone Age Levels. J Archaeol Sci 28:421–448
Marean CW (2010) Pinnacle Point Cave 13B (Western Cape Province, South Africa) in context: The Cape Floral kingdom, shellfish, and modern human origins. J Hum Evol 59:425–443
Milnes AR, Thiry M (1992) Silcretes. In: Martini IP, Chesworth W (eds) Weathering, soils and palaeosols, Developments in Earth Surface Processes, vol 2. Elsevier, Amsterdam, pp 349–377
Mourre V, Villa P, Henshilwood CS (2010) Early use of pressure flaking on lithic artifacts at Blombos Cave, South Africa. Science 330:659–662
Nash DJ, Ullyott JS (2007) Silcrete. In: Nash DJ, McLaren SJ (eds) Geochemical Sediments and Landscapes. Blackwell, Oxford, pp 95–143
Nash DJ, Coulson S, Staurset S, Ullyott JS, Babutsi M, Hopkinson L, Smith MP (2013a) Provenancing of silcrete raw materials indicates long-distance transport to Tsodilo Hills, Botswana, during the Middle Stone Age. J Hum Evol 64:280–288
Nash DJ, Coulson S, Staurset S, Smith MP, Ullyott JS (2013b) Provenancing silcrete in the Cape coastal zone: implications for Middle Stone Age research in South Africa. J Hum Evol 65:682–688
Nash DJ, Coulson S, Staurset S, Ullyott JS, Babutsi M, Smith MP (2016) Going the distance: Mapping mobility in the Kalahari Desert during the Middle Stone Age through multi-site geochemical provenancing of silcrete artefacts. J Hum Evol 96:113–133
Pelto CR (1956) A study of chalcedony. Am J Sci 254:32–50
Porraz G, Texier P-J, Archer W, Piboule M, Rigaud J-P, Tribolo C (2013a) Technological successions in the Middle Stone Age sequence of Diepkloof Rock Shelter, Western Cape, South Africa. J Archaeol Sci 40:3376–3400
Porraz G, Parkington JE, Rigaud J-P, Miller CE, Poggenpoel C, Tribolo C, Archer W, Cartwright CR, Charrié-Duhaut A, Dayet L, Igreja M, Mercier N, Schmidt P, Verna C, Texier P-J (2013b) The MSA sequence of Diepkloof and the history of southern African Late Pleistocene populations. J Archaeol Sci 40:3542–3552
Porraz G, Igreja M, Schmidt P, Parkington JE (2016) A shape to the microlithic Robberg from Elands Bay Cave (South Africa). South Afr Humanit 29:203–247
Roberts DL (2003) Age, genesis and significance of South African coastal belt silcretes. In: Memoir 95. Council for Geoscience, Pretoria
Schmidt P (2014) What causes failure (overheating) during lithic heat treatment? Archaeol Anthropol Sci 6:107–112
Schmidt P, Hogberg A (2018) Heat treatment in the Still Bay - a case study on Hollow Rock Shelter, South Africa. J Archaeol Sci Rep 21:712–720
Schmidt P, Mackay A (2016) Why was silcrete heat-treated in the Middle Stone Age? An early transformative technology in the context of raw material use at Mertenhof Rock Shelter, South Africa. PLoS One 11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0149243
Schmidt P, Badou A, Fröhlich F (2011) Detailed FT near-infrared study of the behaviour of water and hydroxyl in sedimentary length-fast chalcedony, SiO2, upon heat treatment. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc 81:552–559
Schmidt P, Masse S, Laurent G, Slodczyk A, Le Bourhis E, Perrenoud C, Livage J, Fröhlich F (2012) Crystallographic and structural transformations of sedimentary chalcedony in flint upon heat treatment. J Archaeol Sci 39:135–144
Schmidt P, Porraz G, Slodczyk A, Bellot-Gurlet L, Archer W, Miller CE (2013) Heat treatment in the South African Middle Stone Age: temperature induced transformations of silcrete and their technological implications. J Archaeol Sci 40:3519–3531
Schmidt P, Porraz G, Bellot-Gurlet L, February E, Ligouis B, Paris C, Texier J-P, Parkington JE, Miller CE, Nickel KG, Conard NJ (2015) A previously undescribed organic residue sheds light on heat treatment in the Middle Stone Age. J Hum Evol 85:22–34
Schmidt P, Paris C, Bellot-Gurlet L (2016) The investment in time needed for heat treatment of flint and chert. Archaeol Anthropol Sci 8:839–848
Schmidt P, Lauer C, Buck G, Miller CE, Nickel KG (2017a) Detailed near-infrared study of the ‘water’-related transformations in silcrete upon heat treatment. Phys Chem Miner 44:21–31
Schmidt P, Nash DJ, Coulson S, Göden MB, Awcock GJ (2017b) Heat treatment as a universal technical solution for silcrete use? A comparison between silcrete from the Western Cape (South Africa) and the Kalahari (Botswana). PLoS One 12:e0181586. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181586
Schmidt P, Buck G, Berthold C, Lauer C, Nickel KG (2018) The mechanical properties of heat-treated rocks: a comparison between chert and silcrete. Archaeol Anthropol Sci 11:2489–2506. https://doi.org/10.1007/s12520-018-0710-y
Singer R, Wymer J (1982) The Middle Stone Age of Klasies River Mouth in South Africa. University of Chicago Press, Chicago
Summerfield MA (1983a) Silcrete. In: Goudie AS, Pye K (eds) Chemical Sediments and Geomorphology. Academic, London, pp 59–91
Summerfield MA (1983b) Petrography and diagenesis of silcrete from the Kalahari Basin and Cape coastal zone, southern Africa. J Sediment Petrol 53:895–909
Thiry M, Milnes A (2017) Silcretes: insights into the occurrences and formation of materials sourced for stone tool making. J Archaeol Sci Rep. 15:500–513
Ullyott JS, Nash DJ (2016) Distinguishing pedogenic and non-pedogenic silcretes in the landscape and geological record. Proc Geol Assoc 127:311–319
Wadley L (2013) Recognizing complex cognition through innovative technology in Stone Age and Palaeolithic Sites. Camb Archaeol J 23:163–183
Wadley L, Prinsloo LC (2014) Experimental heat treatment of silcrete implies analogical reasoning in the Middle Stone Age. J Hum Evol 70:49–60
Wragg Sykes RM, Will M (2017) Guest editorial – silcrete as a lithic raw material in global context: Geology, sourcing and prehistoric techno-economics. J Archaeol Sci-Rep 15:492–499
Wurz S (2013) Technological trends in the Middle Stone Age of South Africa between MIS 7 and MIS 3. Curr Anthropol 54:S305–S319