Arkeoloji Bilimleri Dergisi

Turkish Journal of Archaeological Sciences, Issue 5, February 2025, pp. 26-51

Abstract

For the past few decades, ICP-MS has been the method of choice for studying the chemical composition of sediments and soils on archaeological sites to elucidate past uses of space. However, X-ray fluorescence (XRF) is becoming increasingly a popular alternative due to its flexibility. This study compares sample preparation and analysis of these methods using a dataset of 54 samples from the abandoned 20th century village of Eski Hacıveliler in western Turkey. Several variables were tested, including two methods of powdering (hand-powdering versus ball mill) and two methods of sample preparation for WD-XRF analysis: loose-powder and fused beads. Statistical analyses of the results indicate no significant difference between the results of the two XRF preparations and ICP-MS, though there is a difference in samples powdered by hand versus by ball mill in ICP-MS data. Heat maps of elemental concentrations similarly show agreement between the patterns produced by the XRF and ICP-MS analyses. These results demonstrate the validity of XRF—particularly loose-powder preparations—for archaeological sediment chemistry analysis. This method and sample preparation represent a relatively rapid and low-cost option for analyzing large numbers of samples and, therefore, offer a path toward more extensive incorporation of sediment chemistry into archaeological research.

Özet

ICP-MS geçtiğimiz birkaç on yıldır, geçmişteki mekân kullanımını anlamak amacıyla arkeolojik yerleşimlerdeki tortulların ve toprakların kimyasal bileşimini incelemek için tercih edilen bir yöntem olmuştur. Ancak, X-Işını Floresansı (XRF) esnekliği nedeniyle giderek daha yaygın bir seçenek haline gelmektedir. Bu çalışma, Türkiye’nin batısındaki 20.yüzyılda terk edilmiş Eski Hacıveliler Köyü’nden alınan 54 örneklik bir veri setini kullanarak bu yöntemlerin örnek hazırlama ve analizlerini karşılaştırır. Çalışmada iki farklı öğütme yöntemi (elle öğütme ve bilyalı öğütücü) ile WD-XRF analizi için iki farklı örnek hazırlama yöntemi (gevşek toz ve füzyon boncukları) dahil olmak üzere çeşitli değişkenler test edilmiştir. Sonuçların istatistiksel analizleri, iki XRF hazırlama ve ICP-MS sonuçları arasında önemli bir fark olmadığını göstermektedir. Ancak ICP-MS verilerinde elle tozlaştırılan ve bilyalı öğütücüde tozlaştırılan örnekler arasında fark bulunmaktadır. Element konsantrasyonlarının ısı haritaları da benzer şekilde XRF ve ICP-MS analizleri tarafından üretilen örüntüler arasında benzerlik göstermektedir. Bu sonuçlar XRF’in —özellikle örneği gevşek toz şeklinde hazırlamanın— arkeolojik toprak kimyası analizi için geçerliliğini kanıtlamaktadır. Bu yöntem ve örnek hazırlama, çok sayıda örneği analiz etmek için nispeten hızlı ve düşük maliyetli bir seçeneği temsil eder ve bu nedenle toprak kimyasının arkeolojik araştırmalara daha kapsamlı bir şekilde dahil edilmesine yönelik bir yol sunar.