Petrografische en geochemische karakterisatie van hypersiliceus gesteente in België gebruikt in de prehistorie en historie

Een vraag die al lange tijd leeft onder archeologen en geschiedkundigen is de herkomst van silica-rijk gesteente gebruikt in de prehistorie en historie. Door het in kaart brengen van de natuurlijke ontsluitingen van gesteente en hun verspreiding als bewerkt materiaal en het stadium van bewerking, kunnen archeologen en historici vroegere handelscontacten en migratiepatronen van volkeren afleiden. De meest gebruikte gesteente in het verleden uit België zijn siliceuze gesteenten, zoals bijvoorbeeld silex, verkiezelde kwartszanden, beter gekend als sedimentaire “kwartsieten”, en ftanieten, een verzamelnaam voor erg fijnkorrelig, zeer silica-rijk, zwart gesteente, dit laatste door zijn inhoud aan organisch koolstof. In deze studie wordt een nieuwe term geïntroduceerd die al deze gesteentetypen omvat, “hypersiliceus gesteente” verwijzend naar hun erg hoog gehalte aan silica (>90%) inclusief pure metamorfe kwartsieten. Hypersiliceuze gesteente vertonen gelijkaardige mechanische, maar ook fysico-chemische eigenschappen, wat voor een hele uitdaging zorgt in deze studie om ze van elkaar te kunnen onderscheiden.

Het doel van deze studie is om unieke criteria te vinden om gelijkaardige gesteente van elkaar te kunnen onderscheiden en om verschillen te vinden tussen ontsluitingen van dezelfde types hypersiliceuze gesteenten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van klassieke polarisatiemicroscopie, van cathodeluminescentiemicroscopie en van EDS of “energy-dispersive X-ray” spectroscopie op slijpplaatjes en van “backscattered-electron imaging” beelden (BSE) en EDS op het ruwe gesteenteoppervlak. Al naargelang het gesteentetype worden er andere technieken toegepast. Zo wordt er bijvoorbeeld voor ftaniet gebruik gemaakt van Raman-spectroscopie, waarbij de maturatiegraad van het organische materiaal wordt bepaald, welke de begravingsgeschiedenis weerspiegelt van het gesteente. Dit wordt bestudeerd in de veronderstelling dat de begravingsgeschiedenis voor afzonderlijke ftaniet-afzettingen verschillend zou zijn geweest.

De bekomen resultaten zullen worden samengebundeld in een referentiecollectie van handstukken en slijplaatjes van hypersiliceus gesteente uit Belgische bodem en bijbehorende ontsluitingen. Fiches worden opgemaakt met macro- en microscopische petrografisch en geochemische beschrijvingen voor elk type gesteente en ontsluiting bekomen met klassieke polarisatiemicroscopie, EDS- en BSE-raster-elektronen-micrscopie, X-stralen-diffractie, Raman-spectroscopy en eventueel LA-ICP-MS. De resultaten zullen ook beschikbaar worden gesteld op een website voor wetenschappers en publiek.

Uitwerking

• Literatuurstudie
• Terreinwerk – verzamelen van hypersiliceus gesteente in ontsluitingen,
• Gebruik van gesteente-materiaal uit reeds bestaande collecties (collectie Bouwstenen, BGD),
• Gebruik van Geografische-Informatie-Systemen(GIS) – verspreiding voorkomen hypersiliceus gesteente,
• Gebruik van petrografische technieken (polarisatiemicroscopie),
• Gebruik van spectraal-analyse (EDS-SEM; Raman-spectroscopie),
• Gebruik van andere technieken, waaronder cathodeluminescentie, BSE-SEM en X-stralendiffractie,
• Opstellen van fiches per gesteentype en ontsluitingsgebied,
• Opstellen van een website toegankelijk voor wetenschappers.