Archäometrie und Denkmalpflege, Hamburg 20. – 24. März 2018

Tagung am Deutschen Elektronen-Synchrotron
Ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft

Dr. Boaz Paz und Dr. Sonja Berendt von PAZ Laboratorien für Archäometrie präsentierten zusammen mit Dr. Monika Dahncke ein Poster zu  den neuesten Ergebnissen ihrer naturwissenschaftlichen Untersuchungen an Metallobjekten aus der Sammlung Bumiller

Für islamische Metalllegierungen wird allgemein postuliert, dass diese weniger aus Zinnbronze, sondern mehr aus blei- und zinkhaltigen Kupferlegierungen gefertigt wurden. Ursache dafür ist die natürlichen Limitation der zur Verfügung stehenden Zinnressourcen und somit der Möglichkeit der Beschaffung der Zinnerze.
Dennoch treten bei rezenten Ausgrabungen immer wieder Objekte aus Zinnbronze auf. Dieses konnte auch bei neuesten naturwissenschaftlichen Untersuchungen an Löffeln und Spiegeln aus der Bumiller Sammlung nachgewiesen werden. Die erhaltenen Analysendaten zeigen eine gute Übereinstimmung mit Messergebnissen, die bei Untersuchungen an islamischen Spiegeln aus dem Sammlungsbestand des Britischen Museums in London festgestellt wurden.

Neben Zinnbronzen und Messingen werden ab der islamischen Zeit sogenannte Mehrstofflegierungen (gunmetals) bestehend aus Kupfer, Zink, Zinn und Blei eingeführt. Der Vorteil dieses Legierungstyps ist, dass er aus den leichter verfügbaren Legierungs-komponenten Zink und Blei produziert oder sogar aus recycelten Altmetallen gefertigt werden konnte. Charakteristische Mehrstofflegierungen wurden bei den vorliegenden Untersuchungen insbesondere für die Räucherteller, aber auch für die Spiegel und Löffel nachgewiesen.

Wie die Analysen zeigen, wurde zur Fertigung der frühislamischen Metalllegierungen, abgesehen von den aus früheren Zeiten bekannten Zinnbronzen und Messingen, ein neuer Legierungstyp der Mehrstofflegierungen eingeführt. Bei diesem Legierungstyp wurden bewusst verschiedene Metalle miteinander gemischt oder Altmetalle recycelt, so dass Provenienzaussagen zu den verwendeten Rohstoffquellen schwierig sind, da sich die Spurenelement- und Isotopensignaturen der Ausgangsstoffe (Erze) miteinander vermischen und somit nicht mehr eindeutig festzustellen ist, aus welchen der verwendeten Komponenten die gemessene Herkunftssignatur stammt.

Für die Materialanalyse kamen verschiedene Untersuchungsmethoden wie die portable Röntgenfluoreszenzanalyse (p-RFA) und die induktiv gekoppelte Plasma-Atomemissions-spektroskopie (ICP-AES) zum Einsatz. Dabei erfolgte die zerstörungsfreie Bestimmung der Elementzusammensetzung mittels der p-RFA an verschiedenen Stellen der Objekte. Auf diesem Weg konnten sowohl die Gehalte der einzelnen Legierungsbestandteile als auch das Elementverteilungsmuster der Nebenkomponenten bestimmt werden. Als Messgerät wurde ein Röntgenfluoreszenz-Analysator (Typ: NITON XL3t GOLLD: Fa: Thermo Fisher Scientific) mit Siliziumdriftdetektor und einer 50 kV-Röhre mit Silberanode eingesetzt.
Mittels ICP-AES erfolgte die quantitative Materialanalyse bis in den Spurenelementgehalt. Die Messergebnisse der ICP-AES wurden den zerstörungsfreien p-RFA-Messungen vergleichend gegenüber gestellt.

Die Legierungsanalyse zeigt, dass verschiedene Kupferlegierungen mit unterschiedlichen Anteilen an Zinn, Zink und Blei Verwendung fanden. Während bei den Löffeln und Räuchertellern die zink- und bleihaltigen Kupferlegierungen (gunmetal, brass und leaded brass) dominieren, bestehen die Spiegel überwiegend aus bleihaltigen Zinnbronzen.