nghiên cứu nguồn gốc di vật chất nung khu di tích cát tiên bằng phương pháp phân tích hạt nhân và thống kê đa biến

Cao Đông Vũ Thạc sỹ, NCV - nt - Tóm tắt Trong đề tài này, các phương pháp phân tích nguyên tố NAA, XRF, AAS kết hợp với các phương pháp thống kê đa biến CA, PCA, CDA và MD đã được sử dụ

BÁO CÁO THƯỜNG NIÊN

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ 2010-2011

1 Tên chủ nhiệm đề tài: Cao Đông Vũ

2 Đơn vị: Trung tâm Phân tích, Viện Nghiên cứu hạt nhân

3 Điện thoại: +84-633-552.365; 0983804046

4 Tên đề tài: Nghiên cứu nguồn gốc di vật đất nung khu di tích Cát Tiên bằng phương pháp phân tích hạt nhân và thống kê đa biến

5 Mã số đề tài: ĐT.01/10/NLNT

6 Thời gian thực hiện: 3/2010 - 2/2012

7 Danh sách cán bộ thực hiện đề tài:

STT Họ và tên Học vị, ngạch viên chức Đơn vị công tác

1 Hồ Sỹ Đồng Trung cấp, KTV Công ty Cổ phần Khoáng sản và Vật liệu xây dựng Lâm Đồng

2 Nguyễn Khánh

Trung Kiên Thạc sỹ, NCV

Trung tâm Khảo cổ, Viện Phát triển bền vững vùng Nam Bộ

3 Lương Nguyên Minh Họa sỹ, CV Ban quản lý Di tích Khảo cổ học Cát Tiên

4 Phạm Ngọc Sơn Thạc sỹ, NCV Phòng Vật lý-Điện tử, Viện Nghiên cứu Hạt nhân

5 Nguyễn Thị Sỹ Cử nhân, NCV Trung tâm Phân tích, Viện Nghiên

cứu Hạt nhân

6 Nguyễn Thị Thọ Cử nhân, NCV - nt -

7 Cao Đông Vũ Thạc sỹ, NCV - nt -

Tóm tắt

Trong đề tài này, các phương pháp phân tích nguyên tố NAA, XRF, AAS kết hợp với các phương pháp thống kê đa biến CA, PCA, CDA và MD đã được sử dụng để nghiên cứu nguồn gốc các đối tượng di vật đất nung đặc trưng tại khu di tích Cát Tiên tỉnh Lâm Đồng Hàm lượng của khoảng 34 nguyên tố trong 363 mẫu vật bao gồm: 111 mẫu sét, 16 mẫu cát, 158 mẫu gạch cổ, 65 mẫu gốm cổ, 10 mẫu ngói cổ và 3 mẫu chất kết dính đã được xác định Một dải rộng khoảng 12.600 ha trên chiều dài hơn 30 km dọc

bờ sông Đồng Nai trên địa bàn của 8 xã thuộc 3 huyện của 2 tỉnh Lâm Đồng và Đồng Nai đã được khảo sát qua đề tài Trong đó, đã khoanh vùng và xác định đặc trưng phân

bố chi tiết cho ba nguồn sét tham khảo tại cánh đồng C2 trên diện tích xấp xỉ 500 ha tại

xã Quảng Ngãi huyện Cát Tiên Kết quả cho thấy cánh đồng C2 không phải là một nguồn sét đồng nhất mà là tập hợp của ba nguồn sét có đặc trưng khác nhau được chúng tôi gọi là Cụm nguồn sét C2 bao gồm: nguồn sét Bờ sông; nguồn sét vùng lõi cánh đồng C2; và nguồn sét Chân đồi Ba nguồn sét này được đặc trưng bởi nhóm nguyên tố Mn (PC1, PC4), As (PC1, PC3), Tb (PC2) và Ba (PC2), trong đó quan trọng nhất là cặp

1/8

nguyên tố Mn-As Qua kết quả nghiên cứu, có 93% mẫu gạch cổ thu thập từ 12 gò tháp bao gồm: Gò 2A, 2B, 2C, 2D (2D1, 2D2), Gò 3, Gò 4, Gò 6A, 6B, Gò 7, Gò 8A, 8B và 8C trong số 14 gò tháp tại khu di tích Cát Tiên có nguồn gốc từ nguồn sét Bờ sông, là nguồn sét được xác định qua nghiên cứu này Ngoài ra, không có dấu hiệu nào rõ ràng cho thấy có sự liên quan giữa gạch cổ thu thập từ khu di tích và gạch cổ thu thập từ các

lò gạch được tìm thấy tại cánh đồng Bảy mẫu Đối với hai loại hình di vật đất nung là gốm và ngói tại khu di tích Cát Tiên có phân bố nguồn khá phân tán, trong khuôn khổ

đề tài này nguồn gốc của chúng chưa được xác định

Giới thiệu

Năm 2007-2008 nhóm tác giả đã xây dựng một đề tài nghiên cứu cấp Bộ về

“Nghiên cứu ứng dụng phương pháp NAA và các phương pháp xử lý thống kê đa biến trong nghiên cứu nguồn gốc các đối tượng mẫu khảo cổ đất nung tại một số khu di chỉ,

di tích ở Việt Nam” Đề tài này có thể được xem là đề tài đầu tiên tại Việt Nam theo

hướng nghiên cứu ứng dụng này Có thể tóm tắt một số kết quả chính đã đạt được qua

đề tài như sau:

- Thiết lập qui trình phân tích đa nguyên tố bằng phương pháp NAA cho đối tượng mẫu khảo cổ đất nung;

- Nghiên cứu thiết lập qui trình xử lý thống kê đa biến số cho bộ số liệu phân tích nhằm đưa ra các thông tin, dữ liệu đặc trưng về nguồn gốc của các đối tượng nghiên cứu;

- Khảo sát, lấy mẫu và phân tích 29 nguyên tố trong 278 mẫu vật các loại, bao gồm: Sét nguyên liệu, gạch cổ, gốm cổ tại ba khu di tích Cát Tiên, Mỹ Sơn và Thành Hoàng Đế, nhằm khảo sát tính khả thi của qui trình đã xác lập;

- Đề tài đã đưa ra được những thông tin, dữ liệu ban đầu về nguồn gốc của các đối tượng nghiên cứu tại các vị trí khảo sát Những kết quả của đề tài là cứ liệu hoàn toàn mới mẻ và đã khẳng định được về mặt phương pháp luận, chứng minh được tính khả dụng của các phương pháp khoa học tự nhiên trong việc giải quyết vấn đề nghiên cứu nguồn gốc các cổ vật đất nung tại Việt Nam Những kết quả ban đầu tuy còn rất khiêm tốn, nhưng đã được các nhà khảo cổ trong nước thực sự đón nhận

Bên cạnh đó đề tài này còn tồn tại một số hạn chế như sau:

- Nhằm khảo sát tính khả thi của phương pháp và xây dựng qui trình nghiên cứu nguồn gốc, đề tài pha 1 (2007-2008) đã nghiên cứu dàn trải trên 3 khu di tích (Mỹ Sơn, Thành Hoàng Đế và Cát Tiên), điều này dẫn đến số lượng mẫu nghiên cứu trên từng đối tượng

là không đảm bảo tính thống kê;

- Số lượng nguồn sét tham khảo là quá ít chỉ mang tính đại diện (1 nguồn sét tham khảo cho 1 địa điểm nghiên cứu) về nguyên tắc thì tất cả các nguồn sét khả dĩ lân cận khu di tích đều phải được khảo sát một cách tường minh;

- Qui trình lấy mẫu sét nguyên liệu chưa tối ưu;

- Các công cụ phân tích, toán học chưa hoàn thiện;

- Cuối cùng là kết quả của đề tài chưa đưa ra được các thông tin, cứ liệu về nguồn gốc một cách đầy đủ và tường minh cho một khu di tích cụ thể nào, từ đó kết quả nghiên

cứu chưa đóng góp một cách cụ thể cho ngành khảo cổ

Để kết quả của đề tài thực sự có ý nghĩa và có thể đóng góp một cách thiết thực cho ngành khảo cổ thì hướng nghiên cứu này cần thiết phải tiếp tục Nghiên cứu mở rộng, hoàn thiện các công cụ phân tích (XRFA, NAA), cải tiến phương pháp lấy mẫu sét nguyên liệu, định lượng hóa các kết quả đầu ra, tăng số lượng mẫu nghiên cứu trên từng

đối tượng, v.v Đồng thời, triển khai áp dụng trên một khu di tích cụ thể thì kết quả nghiên cứu sẽ có tính thuyết phục và ứng dụng cao hơn

Khu di tích Cát tiên đã được chọn làm địa điểm nghiên cứu trong pha tiếp theo của

đề tài với các lý do: (i) Khu di tích Cát Tiên là một trong 3 khu di tích đã được khảo sát trong pha 1 của đề tài nên việc chọn Cát Tiên làm địa điểm nghiên cứu sẽ có nhiều thuận lợi; (ii) Là một khu di tích khảo cổ học có quy mô lớn, mang phong cách kiến trúc không rõ ràng và chưa rõ chủ nhân Cho đến nay, khu di tích Cát Tiên vẫn còn đang trong quá trình nghiên cứu tìm hiểu của các nhà khảo cổ trong nước; và (iii) Góp phần vào hoàn thiện bộ hồ sơ xin công nhận khu di tích Cát Tiên là di sản văn hóa thế giới

Từ những phân tích ở trên, mục tiêu của đề tài pha 2 (2010-2012) được xác định là:

Khảo sát các nguồn sét lân cận khu di tích Cát Tiên, từ đó phân nhóm và xác định nguồn gốc các đối tượng di vật đất nung đặc trưng tại khu di tích Cát Tiên theo các nguồn sét nguyên liệu

I Thực nghiệm

I.1 Các phương pháp phân tích nguyên tố

a Phương pháp phân tích kích hoạt nơtrôn trên lò phản ứng - NAA

b Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X – XRFA

c Phương pháp phân tích hấp thụ nguyên tử - AAS

I.2 Các phương pháp xử lý thống kê

a Phương pháp phân tích nhóm - CA

b Phương pháp phân tích thành phần chính - PCA

c Phương pháp phân tích biệt thức chính tắc – CDA

d Phương pháp tính xác suất - MD

II Quy trình

Nghiên cứu nguồn gốc di vật khảo cổ đất nung là một quá trình gồm nhiều hợp phần công việc khác nhau Từ khâu nghiên cứu khảo sát nơi di vật được tìm thấy, quy hoạch lấy mẫu đến các công việc phân tích thành phần, xử lý thống kê số liệu thực nghiệm, v.v và cuối cùng là giải đoán và bình luận kết quả để đưa ra những thông tin liên quan đến nguồn gốc của di vật

Có thể chia quá trình nghiên cứu nguồn gốc thành 10 bước (Hình 1) như sau:

Bước 1: Khảo tả lập hồ sơ hiện vật

Trong bước này cần phải tiến hành các công việc liên quan đến việc xác định loại hình

di vật, ghi chép các thông tin liên quan, chụp ảnh, vẽ hình, mã hóa, mô tả lập hồ sơ hiện vật càng chi tiết càng tốt Bước này nên được thực hiện bởi các nhà chuyên môn khảo

cổ

Bước 2: Khảo sát vùng nghiên cứu

Khi đã có những thông tin ban đầu của di vật cần nghiên cứu, cần tiến hành thu thập và

xử lý các tài liệu liên quan đến loại hình di vật, di tích, địa điểm nơi phát hiện di vật (khu di tích hoặc hố khai quật) bao gồm cả những thông tin về địa chất học của các khu vực có liên quan đến di vật, di tích Tiến hành các bước khảo sát hiện trường, phân vùng nghiên cứu, lập kế hoạch, sơ đồ lấy mẫu khảo sát và tiến hành lấy mẫu khảo sát tại các

vị trí được chọn

Bước 3: Thu thập mẫu

3/8

- Đối với mẫu di vật là đối tượng chính cần

nghiên cứu, tiến hành chọn mẫu đại diện cho từng

nhóm đã được phân loại hoặc tất cả các mẫu tùy

theo số lượng mẫu cần nghiên cứu và số mẫu có

được trong từng nhóm

- Đối với mẫu sét nguyên liệu, chỉ tiến hành thu

thập mẫu khi đã có kết quả nghiên cứu các mẫu

khảo sát và bản đồ quy hoạch lấy mẫu chi tiết cho

vùng nghiên cứu

Bước 4: Lập hồ sơ, mã hóa mẫu nghiên cứu

Mẫu sau khi được thu thập chuyển về PTN, cần

được tiến hành các thủ tục mã hóa, lập hồ sơ quản

lý mẫu theo các quy trình, thủ tục của PTN để

tránh nhầm lẫn, hư hỏng trong quá trình vận

chuyển, bảo quản và lưu trữ mẫu

Bước 5: Chuẩn bị mẫu và lưu mẫu

Tiến hành các thủ tục chuẩn bị mẫu theo quy

trình PTN cho từng phương pháp phân tích khác

nhau Phần mẫu còn lại được lưu theo thủ tục lưu

mẫu của PTN

Bước 6: Phân tích mẫu

Tiến hành Phân tích tất cả các nguyên tố có thể

xác định được bằng hai phương pháp INAA (30

nguyên tố) và XRFA (6 nguyên tố) theo các quy

trình chuẩn PTN Hình 1: Quy trình trong nghiên cứu nguồn gốc di vật đất nung

Bước 7: Biên tập, tổ chức dữ liệu thành phần hóa

học (số liệu đầu vào)

Dữ liệu phân tích của trên 30 nguyên tố cho các mẫu vật được biên tập thành các tập tin đầu vào (input file) cho các chương trình quản lý và xử lý số liệu thống kê

Bước 8: Xử lý thống kê

Tiến hành xử lý thống kê cho các tập dữ liệu thành phần hóa học bằng các chương trình

xử lý chuyên dụng (MURRAP, MSAP, v.v ) với các phương pháp xử lý thống kê đa biến

Bước 9: Biên tập, tổ chức và lưu trữ kết quả xử lý (dữ liệu đầu ra)

Kết quả của phép xử lý thống kê đa biến được xuất ra dưới dạng tập tin số liệu và hình ảnh, được sử dụng trong việc xác định nguồn gốc của các mẫu vật, nhóm mẫu vật nghiên cứu

Bước 10: Giải đoán bình luận kết quả và báo cáo

Giải đoán, bình luận các kết quả đầu ra của phép xử lý thống kê đa biến và kết hợp với các thông tin của mẫu vật để rút ra các thông tin về nguồn gốc của các mẫu vật, nhóm mẫu vật nghiên cứu

III Kết quả và thảo luận

III.1 Kết quả khảo sát cụm nguồn C2

Hình 2: Kết quả xử lý PCA 3 chiều

PC1-PC2-PC3 cho cụm nguồn sét C2

Hình 3: Véc-tơ các nguyên tố đóng góp trong

cụm nguồn sét C2 (PC1-PC2) Kết quả xử lý PCA (Hình 2) cho thấy sét cánh đồng C2 là không hoàn toàn đồng nhất

về thành phần hóa học mà có sự phân chia thành 3 vùng có đặc trưng khác nhau Sự khác biệt về hàm lượng tập trung vào 4 nguyên tố: Mn (PC1, PC4), As (PC1, PC3), Tb (PC2) và Ba (PC2), trong đó quan trọng nhất là cặp nguyên tố Mn-As (Hình 3) Điều này còn có nghĩa là hầu hết thành phần của các nguyên tố còn lại là tương đương nhau

Từ kết quả này và sơ đồ vị trí mẫu trên hiện trường chúng ta có thể xác định được không gian địa lý của các nguồn một cách tương đối (Hình 4) Hình 5 chỉ ra kết quả nội suy hàm lượng Mn trên toàn cánh đồng C2, kết quả này giúp xác định chính xác hơn đường biên giữa các vùng Ba vùng sét này được chúng tôi gọi là Cụm nguồn sét C2, được sử dụng như Nguồn tham khảo cho các đối tượng đất nung khu di tích Cát Tiên

Hình 4: Bản đồ cụm nguồn sét C2 dựa trên kết quả xử lý

thống kê đa biến và sơ đồ lấy mẫu trên hiện trường

Hình 5: Phân bố hàm lượng

Mn trên cánh đồng C2 III.2 Kết quả xác định nguồn gốc mẫu gạch cổ thu thập tại khu di tích Cát Tiên

5/8

Hình 6: Kết quả xử lý PCA 2 chiều PC1-PC2

của nhóm gạch cụm gò 2ABCD, 3, 4, 6AB, 7

và 8ABC với cụm nguồn sét C2

Hình 7: Kết quả xử lý PCA của các nhóm gốm

cổ di tích Cát Tiên Kết quả PCA cụm các gò 2ABCD, 3, 4, 6AB, 7 và 8ABC với cụm nguồn C2 trong Hình 6 cho thấy gạch tại các gò này có phân bố gần như trùng hoàn toàn lên nhau trong không gian của các thành phần chính và nằm trong phân bố của nguồn sét Bờ sông Tổng hợp kết quả tính xác suất Bảng 1 của nhóm gạch các gò 2ABCD, 3, 4, 6AB, 7 và 8ABC so với cụm nguồn C2 cho thấy có tới 121/130 mẫu (chiếm 93%) trong nhóm này

có nguồn gốc từ nguồn sét Bờ sông; 4/130 mẫu (chiếm 3%) trong nhóm này có liên quan đến nguồn sét Bảy mẫu; 4/130 mẫu (chiếm 3%) là không xác định và 1/130 mẫu

có thể thuộc nguồn sét C2 Trong khi đó gạch thu thập từ các gò 1A, 5 và Mộ tháp có phân bố khá phân tán, chỉ có 22/35 mẫu (62.8%) thuộc nguồn xét Bờ sông, 7/35 mẫu (20%) có nguồn sét từ vùng lõi C2 và 6/35 mẫu (17,1%) chưa xác định

Bảng 1: Kết quả tính xác suất của 205 mẫu gạch thu thập từ 19 vị trí gò tháp tại khu di

tích Cát Tiên với Cụm nguồn sét C2

Tên gò Sét Bảy

mẫu

Sét Bờ sông

Sét Chân đồi Sét C2

Không xác

Từ những kết quả trên hoàn toàn có thể kết luận rằng những mẫu gạch thu thập từ 12

gò 2ABCD, 3, 4, 6AB, 7 và 8ABC trong khu di tích Cát Tiên đều có cùng một nguồn gốc từ nguồn sét Bờ sông được chỉ ra trong nghiên cứu này Ngoài ra, cũng cần phải nói thêm rằng nhóm gạch từ 12 gò này không có dấu hiệu nào rõ ràng cho thấy có sự liên quan đến nhóm gạch lò gạch tại cánh đồng Bảy mẫu

IV Kết luận

Qua hơn hai năm thực hiện đề tài “Nghiên cứu nguồn gốc di vật đất nung khu di tích Cát Tiên bằng phương pháp phân tích hạt nhân và thống kê đa biến”, hầu hết các

nội dung đặt ra trong đề tài đã được thực hiện, theo đó đề tài đã đạt được những kết quả như sau:

- Đã khảo sát, quy hoạch và thu thập 1.496 mẫu vật các loại trên diện tích khoảng 12.600 ha kéo dài trên 30 km dọc theo bờ sông Đồng Nai thuộc địa bàn của 8 xã, 3 huyện của 2 tỉnh Lâm Đồng và Đồng Nai Trong đó, có 783 mẫu sét theo độ sâu từ 1 m đến 4,7 m; 324 mẫu gạch cổ từ 19 gò tháp tại khu di tích Cát Tiên; 305 mẫu gốm cổ tại

6 vị trí trong khu di tích; 62 mẫu ngói cổ; 19 mẫu cát tại 12 vị trí dọc bờ sông và 3 mẫu chất kết dính

- Đã tiến hành thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình nung và pha trộn lên thành phần hóa học của nguyên liệu trong quy trình sản xuất gốm Kết quả cho thấy hầu hết hàm lượng của các nguyên tố tăng lên sau khi nung trung bình 8%, sự thay đổi này không làm ảnh hưởng đến kết quả xử lý thống kê Đối với việc phối trộn nguyên liệu gốm làm thay đổi hàm lượng rất rõ ràng tùy theo tỉ lệ pha trộn Điều này gây ra nhiều khó khăn trong quá trình truy tìm nguồn gốc cho đối tượng gốm

- Qua 2 pha của đề tài, một bộ số liệu về hàm lượng hơn 15.500 chỉ tiêu phân tích (pha 1: 3.422 chỉ tiêu, pha 2: 12.342 chỉ tiêu) của hơn 30 nguyên tố trong 481 mẫu vật (pha 1: 118 mẫu; pha 2: 363 mẫu) bao gồm: 205 mẫu gạch cổ, 147 mẫu sét, 95 mẫu gốm cổ, 16 mẫu cát, 15 mẫu ngói cổ và 3 mẫu chất kết dính đã được xác định Đây là một cơ sở dữ liệu quan trọng cho khu di tích Cát Tiên không những phục vụ cho những nội dung nghiên cứu qua các pha của đề tài này mà còn có thể được sử dụng cho nhiều mục đích nghiên cứu khác sau này

- Một chương trình xử lý thống kê đa biến có tên MSAP 1.0 với đầy đủ các chức

năng đã được phát triển qua 2 pha đề tài Cùng với chương trình MURRAP (là chương trình xừ lý thống kê đa biến chuyên dùng cho nghiên cứu nguồn gốc trong khảo cổ được phát triển bởi MURR, do chính GS M D Glascock, trưởng PTN Khảo cổ, Trung tâm lò phản ứng nghiên cứu của đại học Missouri, Hoa kỳ trực tiếp cung cấp và hướng dẫn sử dụng), chương trình MSAP 1.0 đã được sử dụng để xử lý bộ số liệu của 481 mẫu vật các

loại cho khu di tích Cát tiên Tuy nhiên, qua thực tế sử dụng và so sánh với chương trình MURRAP, chương trình MSAP 1.0 đã cho thấy một số khuyết điểm như mất nhiều thời gian cho khâu chuẩn bị số liệu đầu vào, khó sử dụng, v.v , trong tương lai chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển để chương trình MSAP 1.0 hoàn thiện hơn

Từ những kết quả đạt được có thể rút ra một số kết luận như sau:

- Cánh đồng C2 có diện tích khoảng 500 ha tại xã Quảng Ngãi huyện Cát Tiên không phải là một nguồn sét đồng nhất mà là tập hợp của ba nguồn sét có đặc trưng

khác nhau được chúng tôi gọi là Cụm nguồn sét C2 bao gồm: (1) nguồn sét Bờ sông (127 ha); (2) nguồn sét vùng lõi cánh đồng C2 (220 ha); và (3) nguồn sét Chân đồi (120

7/8

ha) Ba nguồn sét này được đặc trưng bởi nhóm 4 nguyên tố Mn (PC1, PC4), As (PC1, PC3), Tb (PC2) và Ba (PC2), trong đó quan trọng nhất là cặp nguyên tố Mn-As

- Qua đề tài đã xác định được nguồn gốc cho các mẫu gạch cổ thu thập từ 12 gò tháp bao gồm: Gò 2A, 2B, 2C, 2D (2D1, 2D2), Gò 3, Gò 4, Gò 6A, 6B, Gò 7, Gò 8A, 8B và

Gò 8C trong số 14 gò tháp tại khu di tích Cát Tiên là từ nguồn sét Bờ sông, là một trong

ba nguồn sét thuộc cánh đồng C2 được xác định qua đề tài này

- Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng không có sự liên hệ nào rõ ràng giữa những mẫu gạch cổ thu thập tại các gò tháp trong khu di tích và những mẫu gạch cổ thu thập tại các lò gạch được tìm thấy tại cánh đồng Bảy mẫu

- Đối với hai loại hình di vật đất nung là gốm và ngói tại khu di tích Cát Tiên có phân bố nguồn khá phân tán, trong khuôn khổ đề tài này nguồn gốc của hai đối tượng này chưa được xác định

- Đối với các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong quy trình nghiên cứu nguồn gốc di vật đất nung, bao gồm các phương pháp phân tích nguyên tố và các phương pháp xử lý thống kê, cho đến nay có thể nói rằng đã tương đối hoàn thiện tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân và có thể triển khai áp dụng rộng rãi trên thực tế

Tài liệu tham khảo

1 Glascock M D (1992) Characterization of archaeological ceramics at MURR by

neutron activation analysis and multivariate statistics, Chemical Characterization of Ceramic Pastes In Archaeology, pp 11-26

2 Glascock M D and Neff H (2003) Neutron activation analysis and provenance

research in archaeology, Meas Sci Technol 14, pp 1516–1526

3 IAEA-TecDoc (2003) Technical Report series N0 416

4 Johannes H Sterba et Al (2009) The influence of different tempers on the

composition of pottery, J Archaeol Sci., 36, 1582-1589

5 Neff H (2000) Neutron activation analysis for provenance determination in

archaeology, Modern Analytical Methods in Art and Archaeology (Chemical Analysis

Series) 135, New York: Wiley

6 Sayre, E.V (1975) Brookhaven Procedures for Statistical Analyses of Multivariate

Archaeometric Data, Brookhaven National Laboratory Report BNL-23128 New York

(unpublished)

7 Weigand, P.C., Harbottle, G., Sayre, E.V (Eds.) (1977) Turquoise Sources and

Source Analysis: Mesoamerica and the Southwestern USA, Academic Press, New York

8 B C Hoàng, P Q Sơn (1986) Điều tra khảo cổ học ở huyện Đạ Huoai tỉnh Lâm

Đồng Tài liệu lưu Trung tâm Nghiên cứu Khảo cổ

9 C Đ Vũ và cộng sự (2009)a Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ 2007-2009,

MS: ĐT.06/07-09/NLNT, Bộ Khoa học và Công nghệ

10 Đ L Côn và cộng sự (2004) Điều tra cơ bản và khai quật di chỉ khảo cổ học Cát

Tiên (Lâm Đồng), Báo cáo kết quả thực hiện dự án 2002-2004, Viện Khoa học Xã hội Việt Nam

11 N T Đông (2002) Khu di tích Cát Tiên (Lâm Đồng), Luận án Tiến sỹ Lịch sử, Viện Khảo cổ học Việt Nam

12 Sở Văn hoá thông tin tỉnh Lâm Đồng (2001) Kỷ yếu hội thảo khoa học di tích khảo

cổ học Cát Tiên

ANNUAL REPORT

1 Subject manager: Cao Dong Vu

2 Institution: Center for Analytical Techniques, Nuclear Research

Institute

3 Telephone: +84-633-552.365; 0983.804.046

Subject title: Provenance research of the archaeological earthenware collected at Cattien relic by nuclear analytical methods and multivariate statistics

5 Period: Mar 2010 – Feb 2012

6 Participants:

No Name Diploma, Official grade Place of work

1 Ho Sy Dong Intermediate level,

Technical officer

Lamdong Building Materials and Mineral joint Company

2 Nguyen Khanh Trung Kien Msc., Researcher

Center for Archaeology, Southern Institute of Sustainable Development

3 Luong Nguyen Minh Artist, Officer Cattien Archaeological Site Management

4 Pham Ngoc Son Msc., Researcher Nuclear Physics and Electronics Department

5 Nguyen Thi Sy Bsc., Researcher

Center for Analytical Techniques, Nuclear Research Institute

6 Nguyen Thi Tho Bsc., Researcher - Ditto -

7 Cao Dong Vu Msc., Researcher - Ditto -

Abstract

In this research, methods of INAA, XRF, AAS combined with the multivariate statistics have been applied for provenance search of the earthenware at the Cattien relic About 34 elements in 363 samples have been characterized Number of samples are 111; 16; 158; 65; 10 and 3 for clay; sand; ancient brick; ancient ceramic; ancient tile and agglutinative substance, respectively The sampling area was 12,600 ha, 30 km in length along Dong Nai river belonging to Dateh, Cattien districts of Lam Dong province and Tan Phu district of Dong Nai province Three reference clay sources with area of approximately 500 ha at Quang Ngai town, Cattien have been localized and classified Multivariate statistics such as CA, PCA, CD, MD were applied to analyze set of data The results showed that: The C2 field is a combination of 3 different sources of clay that are the riverside, the field center and the hill base rather than a homogenous source; These three sources are characterized by indicator elements such as Mn (PC1, PC4), As (PC1, PC3), Ba (PC2) and Tb (PC2), in which pair of Mn - As is the most important Through multivariate analysis, clay from riverside of the C2 field was identified to be the source of 93% of the ancient brick used to build twelve towers 2A, 2B, 2C, 2D

(2D1, 2D2), 3, 4, 6A, 6B, 7, 8A, 8B and C out of 14 towers at Cattien relic On the other hand, it is found that there is no clear relation between the bricks collected at the relic and those at Bay Mau field Distribution of ancient pottery and tile is quite diverse, therefore, their source has not been found in this study

Introduction

In period 2007 – 2008, a research topic named “Study for application of NAA and multivariate statistics analysis for provenance study of the earthenware archaeological objects collected at some relic sites of Vietnam” was carried out The main obtained results were:

A NAA analytical procedure for archaeological pottery was established

A multivariate statistics routine for analyzing data to get the information of provenance of the research objects was studied

Investigation, collection and analysis of 29 elements in 278 samples including raw clay material, ancient brick, ancient pottery at three archaeological site which are the Cattien site, the My Son relic and the Emperor rampart were done to test the feasibility

of the procedures

Through the research, some initial information about the provenance of the research objects at investigated sites These results prove the feasibility of natural sciences methods in provenance study of the ancient earthenware in Vietnam and have been accepted by domestic archaeologists

However, this research also has some limit as follow:

In order to study on methodology, the research was carried out in 3 areas (Cattien,

My Son and Emperor Rampart) This means that the number of sample at each site is small, so that the results are not statistically assured

With each studied site, there is only one reference clay source However, as principle, every local source need to be clearly investigated

The procedure for clay samples collection was not optimal

The computer program and analytical processes were not completed

Adequate and explicit information on the provenance of the pottery has not been given, so, the result did not contribute to the archaeology of Vietnam

The research has been enlarged for (i) completion of the analytical methods (XRFA, NAA), (ii) improvement of the clay raw material sampling and (iii) Quantification of the output data etc In addition, this method should be implemented for a certain site for

to get persuadable and applicable results

Cattien archaeological relic was chosen for this study with three reasons as: (i) Cattien archaeological relic was one of three archaeological sites that were investigated

in the first phase of this project; (ii) Cattien archaeological relic is a large-scale archaeological site with unclear architecture style and owner undefined; (iii) This study will contribute to the documentation of Cattien relic that will be submitted to UNESCO

for consideration for becoming the World Heritage

I Experiments

I.1 Elemental analytical methods

a Neutron Activation Analysis - NAA