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The structure and composition of ancient gold objects retain information about their long history of manufacture, from the exploitation of the ore to the finishing touches, as well as evidence of their use, deposition, and degradation. By developing an efficient analytical strategy, it is possible to retrieve that information. This chapter sets the necessary foundation 131to explore fully the analytical results presented in the following chapters of this volume. The techniques employed in the analyses of the Egyptian jewellery are described and the analytical parameters provided. For more established techniques, only brief introductions are presented, while more recent developments are presented in greater detail.
To gain insight into the possible origin of the gold used in the production of tesserae containing gold leaf less than 0.5 μm thick placed between two layers of glass, we propose a non-destructive synchrotron radiation (SR) XRF protocol based on sequential analysis under optimised analytical conditions. Using this protocol, trace element analysis is achieved with detection limits of 1–6 mg/kg. As Pt and Au have adjacent fluorescence energies, we tested the most challenging situation, when Pt is present in very low concentrations in gold. Data obtained by double-dispersive XRF (D2XRF) and μXRF for fourth–ninth-century mosaics decorating nine Eastern and Western religious buildings show that the Eastern and Western tesserae are made from different alloys.
However, these alloys are identical to those used to make gold leaf for gilding, because plastic deformation requires the use of gold alloys with high ductility and malleability. Although trace element composition of gold used in the concerned period is only available for coins, by comparing the amounts of Pt contained in the tesserae and in the coins we show that Roman tesserae are made from Roman gold, as described in the documentary sources. We observe for the Byzantine period the use of a Byzantine gold and of gold supposedly from different stages of recycling, and we suggest the use of Umayyad and Abbasid gold for the production of Islamic tesserae.
Gold is one of the seven metals already known in antiquity and was used from time immemorial as a medium of exchange and for the production of jewelry because of its luster and rarity. In addition, it is easy to work and largely resistant to chemical influences. Investigations of gold using synchrotron radiation excited X-ray fluorescence analysis are non-destructive and provide information about the chemical elements present in the sample under investigation. The investigations presented here at BAMline focus on questions such as the origin, manufacturing process, and association of gold findings. The different questions are explained by a number of examples ranging from the Viking treasure from Hiddensee to the Nebra Sky Disk and finds from Egypt. The find from Bernstorf is discussed in detail. A Bayesian treatment of the authenticity is shown.
News from the BAMline
(2022)
Gold ist eines der sieben bereits in der Antike bekannten Metalle und wurde wegen seines Glanzes und seiner Seltenheit seit jeher als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck verwendet. Außerdem ist es leicht zu bearbeiten und weitgehend resistent gegen chemische Einflüsse.
Die Analyse von Gold mit der durch Synchrotronstrahlung angeregten Röntgenfluoreszenzanalyse ist zerstörungsfrei und liefert Informationen über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente.
Im Mittelpunkt der hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragen nach der Herkunft, dem Herstellungsprozess und der Zugehörigkeit von Goldfunden. Die verschiedenen Fragestellungen werden anhand einer Reihe von Beispielen erläutert, die vom Wikingerschatz von Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten reichen. Darüber hinaus werden die heute am Synchrotron verfügbaren modernen Messmethoden vorgestellt.
Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent. Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente. Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Der Fund von Bernstorf wird ausführlich diskutiert.
Gold ist eines der sieben schon im Altertum bekannten Metalle und wurde wg. seines Glanzes und seiner Seltenheit von alters her als Tauschmittel und zur Herstellung von Schmuck benutzt. Außerdem ist es einfach bearbeitbar und weitestgehend gegen chemische Einflüsse resistent. Die Untersuchungen von Gold mit synchrotronstrahlungsangeregter Röntgenfluoreszenzanalyse sind zerstörungsfrei und geben Auskunft über die in der untersuchten Probe vorhandenen chemischen Elemente. Bei den hier vorgestellten Untersuchungen an der BAMline stehen Fragestellungen wie Herkunft, Herstellungsverfahren und Zusammengehörigkeit von Goldfunden im Vordergrund. Die verschiedenen Fragestellungen werden an einer Reihe von Beispielen erläutert die vom Wikingerschatz aus Hiddensee über die Himmelsscheibe von Nebra bis hin zu Funden aus Ägypten langen. Zusätzlich werden die modernen Messmethoden vorgestellt, die am Synchrotron heutzutage zur Verfügung stehen.
Fourteen hollow and one cast anthropomorphic and zoomorphic figurines produced in Incan times for ritual offerings from the Ethnologisches Museum in Berlin were selected to investigate the technologies and alloys used for their fabrication with portable optical microscopy and non-destructive XRF elemental analysis. This group of gold and silver figurines includes typical specimens of the Inca production, such as the four silver figurines from the Island Coati in Lake Titicaca and the two gold figurines from Pachacamac, as well as specimens that are seldom present in collections, which makes them atypical. In addition to the tall figurines with atypical hair or standing pose, one bicolour figurine half silver, half gold) and another with coloured inlays were included in this study for comparison. The large majority of the silver specimens are made from very high quality alloys and the gold figurines are made from alloys containing low copper contents and silver ranging from 30wt% to 52wt%.
The gold finds from Bernstorf, in the Freising district of Bavaria, were discovered in 1998, in the area of a Bronze Age settlement. First analyses with X-ray fluorescence (XRF) revealed gold of an unusually high purity grade, which was explained by using cementation techniques.
A newer analysis with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA–ICP–MS) indicated an even higher purity. These analytical results were the starting point of an ongoing discussion. The amount and type of the detected contaminants were highly controversial and led to contradictory interpretations.
We reanalysed 11 gold samples with synchrotron radiation induced X-ray fluorescence (SRXRF) at the BAMline at BESSY-II. To reach the desired detection limits a thorough analysis with three different excitation energies and detection conditions were applied to confirm or disprove the previous results.
In this contribution we will get into the details for the need of the different measurement conditions and the virtues of the use of synchrotron radiation. The use and effectiveness of cementation techniques will be addressed. Finally we will present the achieved results and their impact on the discussion.