Interdisciplinary Analysis of Metallurgical Objects from Archaeological Sites | Sibirskie Istoricheskie Issledovaniia – Siberian Historical Research. 2025. № 4. DOI: 10.17223/2312461X/50/10

Interdisciplinary Analysis of Metallurgical Objects from Archaeological Sites

Recently, such methods as X-ray fluorescence analysis (XRF), scanning electron microscopy (SEM) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) have begun to be widely used in the study of archaeological forging artifacts. In this article, based on our research, we propose an algorithm for a comprehensive study of ferrous metallurgy and ironworking products. In this case, three main objects of study are considered: iron objects themselves, slags (both metallurgical and forging), slag inclusions in iron objects. As a result, a conclusion is made that a comprehensive analysis of metallurgical objects significantly expands the boundaries of knowledge of the features and patterns of metallurgical production. The authors declare no conflict of interests.

Download file

Counter downloads: 3

Keywords

archaeological artifact, archaeometallography, X-ray fluorescence analysis, scanning electron microscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

Authors

Name	Organization	E-mail
Zavyalov Vladimir I.	Institute of Archaeology, Russian Academy of Sciences	v_zavyalov@list.ru
Terekhova Natalia N.	Institute of Archaeology, Russian Academy of Sciences

Всего: 2

References

Zavyalov V.I., Terekhova N.N. Results of Archaeometallographic Studies of Iron Items from Ancient Rus Settlements in the Moscow Region // Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy Proceedings of 9th Geoarchaeological Conference, Miass, Russia, 1922 September 2022. 2023. P. 264-274.

Vodyasov E.V., Stepanov I.S., Vavulin M.V., Zaitceva O.V., Ebel A.V., Asochakova E.M., Pushkarev A.A, Rabtsevich E.S., Rassomakhin M.A. Large-scale mining and smelting of specularite ores 2 in the Altai Mountains during the 1st millennium AD // Journal of Archaeological Science. 2023. 158, 105838.

Vodyasov E. V., Stepanov I.S., Sadykov T.R., Asochakova E.M., Rabtsevich E.S., Zaitceva O. V., Blinov I.A. Iron metallurgy of the Xainbei period in Tuva (Southern Siberia) // Journal of Archaeological Science. 2021. 39. P. 1-17.

Tylecote R.F. Metallurgy in Archaeology. A prehistory of metallurgy in the British Isles. London: Edward Arnold, 1962. 368 p.

Tylecote R.F., Gilmour B.J.J. The Metallography of Early Ferrous Edge Tools and Edged Weapons // British Archaeological Reports. 1986. 155. 264 p.

Thiele A., Hosek J. Estimation of Phosphorus Content in Archaeological Iron Objects by Means of Optical Metallography and Hardness Measurements // Acta Polytechnica Hungarica. 2015. Vol. 12, No. 4. P. 113-126.

Sqkowski K. Sklad chemiczny wtrqcen zuzla w dawnych wyrobach z zelaza dymarskiego // Studia i materialy z dziejow nauki Polskiej. 1978. Seria D. Z. 9. S. 133-147.

Schwab R., Heger D., Hoppner B., Pernicka E. The provenance of iron artefacts from Manching: a multi-technique approach // Archaeometry. 2006. 48. P. 433-452.

Pleiner R. Iron in Archaeology. The European Bloomery Smelters. Praha: Archeologicky Ustav AV CR, 2000. 400 p.

Piaskowski J. Classification of the structures of slag inclusions in early iron objects made of bloomery iron // Archaeologia Polona. 1976. 17. S. 139-149.

Dillmann P., Schwab R., Bauvais S., Brauns M., Disser A., Leroy S, Gassmann G., Fluzin P. Circulation of iron products in the North-Alpine area during the end of the first Iron Age (6th-5th c. BC): A combination of chemical and isotopic approaches // Journal of Archaeological Science. 2017. 87. P. 108-124.

Garland H. Egyptian Metal Antiquities // The Journal of the Institute of Metals. London. 1913. Vol. X. P. 329-343.

Dillmann P., L’Heritier M. Slag inclusion analyses for studying ferrous alloys employed in French medieval buildings: supply of materials and diffusion of smelting processes // Journal of Archaeological Science. 2007. 34. P. 1810-1823.

Desaulty A.-M., Dillmann P., L Heritiera M., Mariet C., Gratuze B., Joron J.-L., Fluzin P. Does it come from the Pays de Bray? Examination of an origin hypothesis for the ferrous reinforcements used in French medieval churches using major and trace element analyses // Journal of Archaeological Science. 2009. 36. P. 2445-2462.

Crew P. The influence of clay and charcoal ash on bloomery slags // Il ferro nelle Alpi. Proceedings of the Conference. Bienno, Italy, 2000. P. 38-48.

Crew P. CaO enrichment in slags: the influence of fluxing or of fuel ash? // Poster presented at the Early Ironworking in Europe II conference, Plas Tan y Bwlch, England. 2007.

Desch C. Reports on the Metallurgical Examination of Specimens for the Sumerian Committee of the British Association // Reports of the British Association for the Advancements of Science. 1929.

Blakelock E., Martinon-Torres M., Veldhuijzen H.A., Young T. Slag inclusions in iron objects and the quest for provenance: an experiment and a case study // JAS. 2009. 36. P. 17451757.

Charlton M.F., Shennan S.J., Rehren T., Crew P. Evolutionary analysis of ironmaking slag // The world of iron. London: Archetype Publications, 2013. P. 288-295.

Bellot-Gurlet L., Neff D., Reguer S., Monnier J., Saheb M. Raman studies of corrosion layers formed on archaeological irons in various media // Journal of Nano Research, Trans Tech Publications. 2009. 8. P. 147-156.

Blakelock E. Metallographic examination of early medieval knives from the UK // Historical Metallurgy. 2016. Vol. 50. Pt 2. P. 85-94.

Сунчугашев Я.И. Древняя металлургия Хакасии. Эпоха железа. Новосибирск: Наука, 1979.192 с.

Сальдау П.Я., Гущина А.Ф. Применение металлографии в археологии // Сообщения ГАИМК. 1932. Вып. 3-4. С. 49-51.

Наумов А.Н. Черная металлургия и железообработка на сельских памятниках Куликова поля в конце XII - третьей четверти XIV вв. Тула: Государственный музейзаповедник «Куликово поле», 2008. 225 с.

Колчин Б.А. Чёрная металлургия и металлообработка в Древней Руси. М.: АН СССР, 1953. 280 с. (МИА № 32).

Колчин Б.А. Опыт металлографического исследования древнерусских железных вещей // КСИИМК. 1949. Вып. XXX. С. 42-53.

Завьялов В.И., Терехова Н.Н., Щербаков В.Л. Металлургия и железообработка на сельских поселениях Древней Руси. М.: Таус, 2024. 216 с.

Иессен А.А., Деген-Ковалевский Б.Е. Из истории древней металлургии Кавказа. М.; Л.: Соцэкгиз, 1935. С. 7-237 (Известия ГАИМК. Вып. 120).

Завьялов В.И., Терехова Н.Н. Комплексный анализ кузнечной продукции из поселения Горожане // Российская археология. 2026. (В печати).

Завьялов В.И., Терехова Н.Н. Технологические особенности кузнечной продукции из Подмосковных селищ XIV-XV вв. // Российская археология. 2023. № 3. С. 114-120.

Гошек И., Завьялов В.И. Химический состав металлургических артефактов из поселения Стаево-4 // Древности. Исследования. Проблемы. Кишинёв; Тирасполь, 2018. С. 381- 383.

Гошек И., Завьялов В.И. Характеристика рудных источников эпохи средневековья по результатам рентгенофлуорисцентного анализа // Аналитические исследования лаборатории естественнонаучных методов. Вып. 4. М.: Таус, 2017. С. 167-174.

Водясов Е.В., Зайцева О.В. Древнейшие памятники черной металлургии в Горном Алтае: новые данные из долины реки Юстыд // Сибирские исторические исследования. 2020. № 2. С. 125-147. doi: 10.17223/2312461X/28/9.

Водясов Е.В., Зайцева О.В. Металлургический шлак как археологический источник: проблемы и перспективы изучения // Культура как система в историческом контексте: Опыт Западно-Сибирских археолого-этнографических совещаний. Томск: Аграф-Пресс, 2010. С. 400-403.

Арендт В.В. О технике древнего клинкового производства // Архив истории науки и техники. 1936. Вып. 8. С. 161-188.