Anthropogenic Sediments

Quantitative analysis, in its most general form, differs from qualitative an- alysis in the following way: while qualitative analysis is based on absolute properties (e.g. presence/absence) quantitative analysis concerns itself with numeric data and uncertainty. In Energy-Dispersive XRF (EDXRF), the term quantitative analysis often is conflated with the process of quantification of XRF data. This chapter will treat quantitative analysis in two different ways:
 Quantification: a necessary step in converting spectral data to stand- ardized scientific units (%, ppm, mg L1, etc.)
 Hypothesis testing: testing hypotheses while incorporating uncertainty.

Archaeologists have employed sediment chemistry in site prospection for nearly a century. For example, phosphorus is a good indicator of human occupation, because it is a generic indicator of human activity. Recently, multi-element studies of sediments have successfully identified specific activity areas by analyzing other elements in addition to phosphorus. To reach its full potential, however, sediment chemistry must be undertaken with an understanding of how these residues are formed and of the chemical indicators that can be used to identify specific activities. Methodologies that optimize the extraction of specific residues must be employed. Not to do so is a naive application of the technique.

The use of non-destructive portable X-ray Fluorescence (pXRF) analysis for provenance studies of ceramics requires careful evaluation of the quality of data and selection of reliably measured elements. In this study, we report pXRF data on prehistoric and early historical ceramics from South Korea and compare the results with those obtained by destructive conventional geochemical techniques to evaluate the reproducibility of pXRFmeasured elemental concentrations. A total of 92 ceramic sherds from the Mumun Period (15-1C BCE), Proto-Three Kingdoms and Three Kingdoms periods (1C BCE-7C CE), and Unified Silla Period (7C-10C CE) were analyzed. The results show that for ceramics of the Mumun and Three Kingdoms periods, Si, K, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Zr, and Ba are elements whose concentrations are reliably measured by non-destructive pXRF. However, for the Unified Silla ceramics, only Fe, Sr, and Ba showed high reproducibility, while Si, K, Ti, Rb, and Zr did not, possibly due to different surface treatments applied. It is suggested that reproducible elements vary depending on context, even in the same area. Since it is difficult to globally determine reliably meausred elements, pilot studies and the development of local protocols to select reproducible elements in given contexts are recommended prior to provenance studies.

The use of non-destructive portable X-ray Fluorescence (pXRF) analysis for provenance studies of ceramics requires careful evaluation of the quality of data and selection of reliably measured elements. In this study, we report pXRF data on prehistoric and early historical ceramics from South Korea and compare the results with those obtained by destructive conventional geochemical techniques to evaluate the reproducibility of pXRFmeasured elemental concentrations. A total of 92 ceramic sherds from the Mumun Period (15-1C BCE), Proto-Three Kingdoms and Three Kingdoms periods (1C BCE-7C CE), and Unified Silla Period (7C-10C CE) were analyzed. The results show that for ceramics of the Mumun and Three Kingdoms periods, Si, K, Ti, Mn, Fe, Rb, Sr, Zr, and Ba are elements whose concentrations are reliably measured by non-destructive pXRF. However, for the Unified Silla ceramics, only Fe, Sr, and Ba showed high reproducibility, while Si, K, Ti, Rb, and Zr did not, possibly due to different surface treatments applied. It is suggested that reproducible elements vary depending on context, even in the same area. Since it is difficult to globally determine reliably meausred elements, pilot studies and the development of local protocols to select reproducible elements in given contexts are recommended prior to provenance studies.

Bergeries et feux de bois neolithiques dans le Midi de Ia France Caracterisation et incidence sur le raisonnement sedimentologique par j. E. Brochier, Marsetlle* L'etude des Sediments hoiod~nes de grotte, d'abris SOUS roche ou de plein air est destinee a mieux comprendre !es phenomenes qui regissent Ia mise en place des depots. Elle doit apporter des elements aussi bien a Ia restitution des climats et des paysages qu' aux etudes palethnographiques. Dans le Midi de Ia France, cette etude se heurte au problerne de Ia genese des limons. Calcaires ou pas, ils forment en effet bien souvent Ia plus grande partie du sediment (Brochier 1981a). On definira ici, par leurs caracteristiques granulometriques et microscopiques, trois types de limons correspondant a deux activites importantes des populations neolithiques: !es combustions et le parcage des troupeaux. Les repercussions sur le raisonnement sedimentologique et sur l'analyse palethnographique seront ensuite developpees. I. A I' origine du problerne : des courbes granulometriques particulieres Les exemples suivants ont ete choisis dans des remplissages grossierement synchrones. Ce sont ceux de l'abri de Font-Juvenal dans l'Aude (Guilaine et al. 1974), de Ia Baume de Fontbregoua dans le Var (Courtin 1976), de Ia grotte de Saint Marcel d ' Ardeche fouillee par R. Gilles et de Ia grotte de Kitsos en Grece (Brochier 1981b). Les roches meres sont aussi variees que possible: calcaire a alveolines a Font-Juvenal, calcaire dolomitique a Fontbregoua, calcaire a Saint Marcel d' Ardeche et marbre. a Kitsos. Malgre cette diversite, ces sites ont en commun l'extraordinaire developpement de Ia fraction limoneuse (2-50 microns). Dans l'abri de Font-Juvenal, malgre l'abondance des elements detritiques liberes par Ia roche mere, !es limons representent dans !es couches de 1' Atlantique recent de 30 a 43,5 % de Ia fraction inferieure a 2 mm. Les foyers intercales dans cette sequence nous ont livres des sediments pouvant contenie jusqu'a 71 % de limon. Les limons representent 40 a 63 % du sediment neolithique de Ia grotte de Kitsos. Dans la grotte de Saint Marcel d' Ardeche, nous avons releve des valeurs oscillant entre 51 et 66 %. Iei aussi, les foyers contiennent une grande quantite de limon (80 %). L'analyse granulometrique permet, a eile seule, de distinguer trois types de limons. Type L 1 : population limoneuse homometrique et calcaire centree sur Ia maille 15 microns (fig. la et lb) La population limoneuse est precedee sur !es courbes cumulatives par un trace a faible inclinaison dans le domaine des sables et des limons grossiers. L'analyse morphoscopique permet d 'y reconna1tre, en plus

The possibilities of ED-XRF with 241Am excitation source are evaluated in the analysis of geological materials: rocks, clays, soils, and sediments. The calibration curves are made using different SRM's. Data from the analysis of various SRM's are presented.

De petits galets calcaires, dont la taille est comprise entre quelques millimètres et 40 mm, sont choisis et transportés par les Mésolithiques dans les habitations vauclusiennes de bord de rivière où ils sont utilisés dans des activités liées au feu. Leur abondance et leur taille évoluent entre le moment de leur apparition, à l'extrême fin de l'Azilien et celui de leur raréfaction, au Sauveterrien à trapèze. Dans des contextes morphologiques particuliers, leurs formes évoluent rapidement et permettent, en l'absence de repères chronologiques absolus, d'ordonner les différentes occupations.

Il est paradoxal de vouloir scinder un continuum évolutif en étapes discrètes. C'est pourtant bien ce que nous faisons en présentant successivement le Paléolithique supérieur et le Mésolithique du Vaucluse. Ce n'est que par commodité que le Mésolithique fait l'objet d'une présentation distincte. Rien ne permet, en effet, de séparer de façon nette les dernières occupations paléolithiques supérieur des plus anciennes occupations mésolithiques, ni la géographie des habitations, ni les espèces chassées, ni même les types d'outils fabriqués. Les microlithes géométriques, triangulaires et/ou segmentiformes, font leur apparition, comme nous l'avons vu dans le chapitre précédent, dans des séries lithiques qui pourraient être attribuées à un Azilien terminal. C'est le cas des séries d'Unang ou de Combe-Buisson, pour rester dans le cadre vauclusien, qui possèdent par ailleurs déjà d'autres caractères mésolithiques. Le Mésolithique n'apparaît donc pas ex nihilo mais n'est que le résultat des transformations, semble-t-il rapides au cours de la première moitié du X e millénaire, de l'ensemble des caractères du Paléolithique supérieur terminal. Le concept de géométrisation nous paraissant le plus pertinent, et le moins sujet à des considérations subjectives, nous considérerons ici comme mésolithique toute industrie d'âge holocène ancien dans laquelle le groupe typologique des géométriques est un des groupes majeurs. La géographie des habitations mésolithiques entre Durance et Ventoux Reconnus depuis les années 50, les gisements mésolithiques sont nombreux sur le territoire du département du Vaucluse. Sur une superficie d'environ 150 km 2 , on connaît aujourd'hui vingt-quatre gisements mésolithiques dans lesquels le Sauveterrien ancien à triangles est représenté cinq fois, le Sauveterrien moyen montclusien treize fois et le Sauveterrien final à trapèzes quatre fois. Ces nombres sont sous-estimés puisque d'autres gisements, manifestement mésolithiques, sont encore trop mal connus pour être attribués à une phase quelconque du Sauveterrien. La phase moyenne semble donc la mieux représentée, la phase finale, quant à elle, reste, comme ailleurs, particulièrement rare. Le relief du Vaucluse permet d'isoler trois secteurs élevés (Ventoux, monts de Vaucluse et Luberon) séparés par des plaines et gorges fluviales d'orientation générale est-ouest (Toulourenc-Ouvèze, Auzon-Nesque, Coulon-Calavon et Durance).

Geochemistry of stone tools and sources remains largely unknown in Finnish archaeology, but the potential is
promising. Most formal Finnish stone tools beside quartz are made from ground metamorphic stone, which often
has a specific source of collection. Geochemistry can reveal compositional and trace element links between the
sources and tools found in various Stone Age settlement sites. Discoveries about technological properties of the
stone types can be a helpful comparison, since many geochemical methods can produce data that has
inconsistencies.
In this thesis both geochemical and technological aspects of two lithic material sources are examined. Samples
were collected from two lithic material sources: Rakkaviita and Rieskapaikka in Tervola, Southern Lapland. The
62 collected samples were measured with a Bruker S1 Titan portable x-ray fluorescence device as a preliminary
method. Three samples from Rakkaviita and two samples from Rieskapaikka were chosen for the primary
method, which was the PANalytical Axios mAX 4 kW, Wavelength Dispersive X-Ray fluorescence spectrometer
in the Department of Geosciences in the University of Helsinki. The data from these measurements is evaluated
and plotted to reveal geochemical properties of the stone. In this study, the properties of these stone materials
are documented for the first time, so it can also be considered as a mapping study.
The measurements revealed differentiation between methods, especially on the SiO2 percentages. The WD-XRF
measurements are done without sample specific calibration, which obscures the quantitative proportions of some
elements. The content of the stone revealed various components in different proportions. The result of major
components was a coarsely qualitative definition of stone from both sources, which can be used in further
material studies of stone tools. The trace element comparison between yttrium (Y) and strontium (Sr) revealed
clear similarity between sources, excluding one sample that had significantly different tool production properties
than others. According to this study, methods that handle trace elements well like ICP-MS are best suited for
provenance studies on this type of stone. With trace elements it’s likely that these types of stones can be
successfully sourced by geological region.
The technological properties of the material are studied to find out the potential of the raw material as a stone to
make and use tools with. Differences in the technological properties of the two sources is reflected in the
composition and formation differences. Rieskapaikka included more mafic, porphyritic and fine-grained samples
while Rakkaviita stones were more foliated and deteriorated.

La maîtrise du feu est considérée comme une avancée technologique fondamentale au cours de l'évolution humaine. Cependant, bien que ce fait soit reconnu par le commun des chercheurs, définir la période dans laquelle le feu a été domestiqué par l'homme reste un problème difficile à résoudre. A la lumière des techniques analytiques récentes (essentiellement des analyses physico-chimiques) et des diverses approches expérimentales, il est plus que jamais clair que, sans une approche globale de l'étude des structures de combustion et de ses caractéristiques, ce problème ne sera jamais résolu.

The lithic industry with shouldered points and truncated backed bladelets from the rockshelter of Chinchon 1 in the Vaucluse has been variously interpreted over the past few decades: some authors clearly see it as belonging to an ultimate, classic, phase of the final Magdalenian, whereas others link it just as clearly to an early, Italic, phase of the Tardigravettian. The results of stratigraphic, sedimentological and palaeontological analyses speak for an early date for this complex, a date that had hitherto eluded absolute dating. Here we present a series of new chronological markers for this episode, subjected to Bayesian analysis and modelling. We examine the chronological relationship between these new data and the Salpetrian Tardisolutrean of Languedoc as well as the recent phase of activity in Cosquer Cave and show that the (early) Salpetrian Tardisolutrean and early Tardigravettian with shouldered points are partly synchronous; further, that in the Tardigravettian region where Cosquer Cave is located, it is in the early phase of the Tardigravettian with shouldered points that the paintings and engravings of the second period of activity at Cosquer were created.

In this report we assess both the reliability and sensitivity of a new X-ray Analytical Microscope (XAM) in specific archaeological studies. The instrument's precision is measured here by its ability to repeatedly produce similar data each time it analyzes the same sample. The accuracy, sensitivity and detection limits of the XAM were evaluated through the quantification of spectra acquired from certified reference materials (CRM), while potsherd identification was assessed by analyzing several potsherds found at different archaeological sites, then correlating their chemical compositions to determine compatibility and possible grouping. Repeatability standard deviation percentages for relative intensity values ranged between 1% and 4% for major elements, while the system's sensitivity for detecting trace elements was in the 50e100 ppm range. Quantification accuracy was excellent with a fitting factor of 0.98 between measured and certified element concentrations. Archaeological potsherds were clearly distinguished according to their elemental compositions, and grouped using bivariate graphs.

Comment analyser les productions décorées du Mésolithique qui sont variées, dispersées dans le temps et dans l'espace. Emprunter la méthode de l'ethnographie, effectuer une étude systémique, une " exhaustivité " des Manifestations Esthétiques du Mésolithique. Dans une approche sociologique-anthropologique mettre en valeur les changements de style dans les productions décorées, les comparant avec les évènements pré- historiques, et avec les traits changeants dans d'autres champs de la culture Mésolithique...

Recently, there has been significant interest in the use of portable X-ray fluorescence spectrometers (pXRF) for cultural materials applications, especially ceramics and sediments. Although modern pXRF spectrometers have lower detection limits and better resolution than those of decades past, portable instruments remain subject to the same limitations as bench-top ED-XRF instruments, particularly with respect to sample preparation, instrument calibration, and ability to accurately quantify low-Z elements. In this paper, we evaluate the strengths and limitations of pXRF analysis for the quantitative compositional analysis of archaeological ceramics and sediments and propose an analytical protocol and calibration designed to optimize pXRF performance for these materials.

Major, minor and trace element mass fractions
were determined using wavelength dispersive and energy
dispersive X-ray fluorescence and instrumental neutron
activation analysis for five clay certified reference materials
(NCS DC 60102–60105, 61101) distributed by the
National Research Center for Certified Reference Materials
in China. We report mass fractions for 10 major and the
following 29 minor and trace elements: As, Ba, Ce, Co, Cr,
Cs, Cu, Eu, Hf, La, Lu, Nb, Nd, Ni, Pb, Rb, Sb, Sc, Sm, Sr,
Ta, Tb, Th, U, V, Y, Yb, Zn, and Zr.

Caractérisation et incidence sur le raisonnement sédimentologique par j. E. Brochier, Marseille* 181 L'étude des sédiments holocènes de grotte, d'abris sous roche ou de plein air est destinée à mieux comprendre les phénomènes qui régissent la mise en place des dépôts. Elle doit apporter des éléments aussi bien à la restitution des climats et des paysages qu'aux études palethnographiques.

Dans la partie méridionale de l'Andorre, dominée par de hauts sommets longuement enneigés, s'ouvre l'abrisous-roche de la Balma Margineda. Les fouilles récentes conduites par Jean Guilaine ont mis au jour de nombreux dépôts archéologiques, bien datés par la mesure du radiocarbone résiduel, attribués à la fin du Paléolithique supérieur (azilien), au Mésolithique et au Néolithique ancien. Grâce à l'observation minutieuse, à la loupe binoculaire, des éléments grossiers (entre quelques centimètres et 2 millimètres) nous avons découvert dans les couches aziliennes de petits éclats de paroi portant à leur surface un fin revêtement calcaire à très nombreuses lamines claires ou noires.

In this report we assess both the reliability and sensitivity of a new X-ray Analytical Microscope (XAM) in specific archaeological studies. The instrument's precision is measured here by its ability to repeatedly produce similar data each time it analyzes the same sample. The accuracy, sensitivity and detection limits of the XAM were evaluated through the quantification of spectra acquired from certified reference materials (CRM), while potsherd identification was assessed by analyzing several potsherds found at different archaeological sites, then correlating their chemical compositions to determine compatibility and possible grouping. Repeatability standard deviation percentages for relative intensity values ranged between 1% and 4% for major elements, while the system's sensitivity for detecting trace elements was in the 50e100 ppm range. Quantification accuracy was excellent with a fitting factor of 0.98 between measured and certified element concentrations. Archaeological potsherds were clearly distinguished according to their elemental compositions, and grouped using bivariate graphs.

Un changement de milieu est mis en évidence par l'analyse sédimentologique de dépôts d'abri sous roche et par celle
des faunes qui leurs sont associées. Deux associations fauniques différentes permettent d'établir une coupure dans le Tardi et le
Postglaciaire. Ce changement de milieu et de faune n'est pas contemporain du passage du Paléolithique supérieur au
Mésolithique et ne semble donc pas avoir eu d'influence sur l'évolution des industries lithiques. Les nombreux gisements du
Paléolithique supérieur et du Mésolithique du Vaucluse ont fait récemment l'objet d'une révision stratigraphique,
sédimentologique et typologique (J.-E. Brochier, 1977 ; M. Livache, 1976 a et b) qui permet d'avoir une vue d'ensemble de
l'évolution des industries dans leur contexte paléoécologique. Si de nombreux points restent encore obscurs, les grands traits de
l'évolution des paysages et de la faune peuvent être mis en évidence

"Small alluvial gravels (some millimetres up to 40 mm) were selected and carried by mesolithic peoples to their settlement where they use them in fire related activities. These small gravels varies in size and quantity between their first appearance, at the end of the azilian period, and their scarceness
in the final sauveterrian period.Within particular morphological context, their shape rapidly change and allows us to order occupational layers."

""Leaves or manure? Observations on the meaning of spherulitic silts in the interpretation of Holocene archaeological deposits.
The detailed ,study of morphological and mineralogical properties of' ligneous angiosperm leaf calcium oxalate crystals and of calcitic spherulites produced by' ,small ruminants allows us to reconsider the existence of' Neolithic leaf foddering. Although clearly documented in waterlogged sites, no proof of this practice has heen recovered to date from Mediterranean dry sites.""