Merovingers in een villa - Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed

5 Resultaten prospectieonderzoek met gebruik van XRF
B.J.H. van Os
5.1 Inleiding
De slechte zichtbaarheid van de grondsporen in het lössgebied
door de textuur en kleur van de bodem maakt dat er behoeft e
is aan additionele methoden om de grenzen van de grafk uilen
te bepalen. Een van deze methoden is getest in Borgharen. Deze
methode bestond uit de bepaling van het gehalte aan fosfor en
andere elementen in de bodem met behulp van de hand held XRF
(voor de methodiek zie paragraaf 4.3). Van bijna iedere grafk uil
zijn zowel binnen als buiten de kuil analyses gemaakt.
Fosfaatonderzoek wordt veel toegepast voor archeologische
prospectie omdat fosfaat een goede proxy is voor menselijke
activiteit. Voedselbereiding, stalling van vee, bott en en overblijfselen
van inhumaties en crematies kunnen leiden tot verhoogde
fosfaat concentraties in de bodem. In de meeste gevallen
komt fosfaat voor als een vrijwel onoplosbare verbinding
(hydroxyapatiet). Soms is fosfor slecht gebonden maar kan
worden vastgelegd door driewaardige ijzerverbindingen, zoals
de roest laagjes rondom zandkorrels of oerlagen. Onder reducerende
omstandigheden kunnen deze ijzerverbindingen weer
oplossen waardoor het fosfaat kan uitspoelen of gebonden
wordt op een ander niveau in de bodem. De natuurlijke affi -
niteit van fosfor met ijzer maakt dat er ook hoge fosfor concentraties
kunnen voorkomen op plaatsten waar veel ijzerhydroxides
aanwezig zijn en er aanvoer is van fosfor uit het
(ijzerrijke) grondwater. Deze plaatsen komen vooral voor in
kwelgebieden. Fosfaat en ijzer spoelen uit de hoger gelegen
gronden waarna ze samen neerslaan in de lager gelegen kwelgebieden.
In dergelijke gebieden is het daarom lastig om de
natuurlijke variatie in het fosforgehalte te scheiden van het
antropogene signaal. Ook de recente landbouw kan het archeologische
fosfaat signaal beïnvloeden. Vooral wanneer er ijzerverbindingen
in de bodem aanwezig zijn kan, meestal goed
oplosbare, (kunst)mest leiden tot een verhoogd signaal in bijvoorbeeld
de B horizont.
Bij de uitvoering van fosfaatonderzoek moet daarom niet alleen
worden gekeken naar de variatie in het fosfaatgehalte maar ook
naar landgebruik, de relatie tussen fosfaat en andere elementen
(vooral ijzer en bijvoorbeeld arseen), het kleigehalte, de plaatselijke
hydrologie en de natuurlijke variatie van fosfor in het
onderzoeksgebied. 1
5 RESULTATEN PROSPECTIEONDERZOEK MET GEBRUIK VAN XRF
5.2 Resultaten
Er zijn zes graven onderzocht met behulp van de handheld XRF
op hun fosfor gehalte namelijk spoornummers 6, 15, 46, 47 50 en
51 (afb . 8). In spoor 51 is ook het verloop van het fosfaat gehalte
met de diepte vastgelegd.
In afb eelding 9 staan de relaties tussen fosfor (P 2O 5) en andere
elementen afgebeeld. Aangegeven is of het om monsters in het
graf (roze) of buiten het graf gaat (geen kleur). Tenslott e zijn de
resultaten van achtergrondboringen aangegeven van hetzelfde
veld maar ongeveer 150 meter zuidelijker (groen). De afb eelding
laat zien dat het fosfaatgehalte (P 2O 5) een redelijk verband vertoont
met calcium (CaO). Ook lijkt er enig verband te zijn tussen
het kalium (K 2O) en het fosfor gehalte. Tussen P 2O 5 en de overige
elementen is er geen verband, zoals met het ijzer (Fe 2O 3), arseen
(As) of koper (Cu). Het verschil in fosfaatgehalte in en buiten de
graven lijkt gering te zijn.
Uit tabel 2 valt af te leiden dat vooral CaO, P 2O 5 en in geringere
mate Cu en Sr (strontium) hogere waardes hebben binnen de
graven dan buiten de graven. Vergeleken met de achtergrond zijn
met name de P 2O 5waarden in de graven vele malen hoger. De elementen
K 2O, Fe 2O 3 en Rb (rubidium), die gerelateerd zijn aan
kleimineralen en veldspaten, hebben min of meer dezelfde gehaltes
in en buiten de graven en in de achtergrondmonsters.
In afb eelding 10 zijn de elementen geplot die iets zeggen over
de lithologie. Wat opvalt bij het aluminium gehalte is de duidelijke
driedeling. Deze wordt veroorzaakt door een verschil in
vochtigheid van de bodem op de verschillende meetdagen waardoor
er systematische afwijkingen zijn ontstaan in lichte elementen
zoals aluminium (Al 2O 3) en silicium (niet getoond).
In het diagram van CaO tegen Sr is goed te zien dat de on-site
monsters een andere Ca/Sr verhouding hebben dan de achtergrondmonsters.
Strontium (Sr) is net als calcium (CaO) een aardalkalimetaal
en kan Ca vervangen in bijvoorbeeld calciet.
De afwijkende verhouding van de monsters komende van het
opgravingterrein kan worden veroorzaakt door een additionele
calcium bron, zoals de mortel van de villa of apatiet (Ca 5(PO 4) 3(OH))
van het botmateriaal.
35