An Investigation of the Structure and Construction Method of Copper Alloys Pins Excavated from the West Chia Sabz, Lorestan Province

Authors

1 M.A. Graduated of Art Univeristy of Isfahan

2 Associate Professor, Art University of Isfahan

3 Associate Professor, Department of Archaeology, Art University of Isfahan and Research Institute of Cultural Heritage and Tourism

Abstract

Historical, cultural, and archaeological sites reveal manifestations of the ancient man’s interactions with the surrounding world from ancient ages until the present. Among the most important sets of archaeological data with the highest information about the spiritual aspects of our ancestor’s cultures, there are cemeteries and related remains of the burial rituals. an important portion of these remains pertaining to these cultural and ritual heritage are metal objects dated back to the Iron Age. As the ornamental metal objects integrated to the life and rituals of ancient man, these objects were buried alongside the dead bodies; hence, the grave and the grave findings can be considered as a live image of life’s special moments of past societies. Throughout the vicissitudes of the history of Iranian plateau, Central Zagros, especially Lorestan, has played an important role in the development of metallurgy technology. The “Western Chia-Sabz” cemetery located in the western plains of “Pish-Kuh”, i.e. the present Lorestan province, is one of these important ancient sites referring to the Iron Age. This area is more than 3 acres, and is gained access through the dirt road of Ramavand from the north and faces Vyzenhar heights, and the Neolithic site of East ChiaSabz is located on its east side. The southern and western sides of the area border the steep slopes of the valley through which Seimare is flowing. The site has recently (in 2010) been explored and three bronze pins were found through the excavations. The pins are somehow the most interesting and also the most diverse artifacts made by the ancient residents of Lorestan region, among them, bar pins have the highest diversity. Based on the conducted historical and comparative investigations, the pins are classified in the category of “bar pins” and their relative manufacturing date is determined between the Middle Bronze Age and Early Iron Age in the central Zagros area. Despite the particular historical importance of the ancient metal objects discovered in Lorestan, since the “Western ChiaSabz” cemetery has just recently been discovered and explored, no independent specific structural and technological study on these metal objects via laboratory methods has been reported yet. The present study aims to introduce, describe, and present a comparative analysis of the pins founding in the “Western ChiaSabz” cemetery. The pins were investigated technologically through the instrumental methods using SEM-EDS, AAS, radiography and metallography; Also, microscopic and macroscopic studies were conducted and their alloy type, chemical composition, and their manufacturing technique were determined. According to the results of the semi-quantitative chemical analysis, the composition used in the construction of two of the pins was a two-component copper-tin alloy, and the other one was made of copper. It was found that the two bronze pins are produced by Cu–Sn or tin bronze alloy with a variable tin content and some metallic impurities. Their inclusions are composed of copper sulfide which represents the use of the sulfide ore to make these objects. The variation of the Sn content indicates that the bronze alloy has not been made by a controlled alloying process. The varying bronze composition might have originated due to one of following processes of bronze production: (1) co-smelting copper and tin ores in crucible to produce a bronze alloy; (2) alloying by adding a variable amount of cassiterite (SnO2) to the metallic copper and melting in crucible (cementation of metallic copper with cassiterite); (3) using a complex Sn-bearing copper ore. Finally, with regard to the results of the X-rays and microstructural metallographic analysis, it seems that these pins have been made through a continuant thermal / mechanical (hammering and annealing) process.

Keywords

Main Subjects

References

- اعتصام، فرخنده، 1356، «لرستان در نیمه نخست هزاره اول پیش از میلاد»، نوشته‌: مید پکلرگاف، مجله‌ی بررسی‌های تاریخی، شماره ی72، صص: 4-11.
- امیری، مصیب؛ و حصاری، مرتضی، 1389، «کاوش فصل اول گورستان چیاسبزغربی»، در: مجموعه مقالات همایش  پژوهش‌های باستان‌شناسی حوزه‌ی آبگیر سیمره، صص: 170-177.
- حصاری، مرتضی؛ و امیری، مصیب، 1389، «چیاسبز شرقی روستای نوسنگی بی‌سفال سیمره، حوزه‌ی فرهنگی زاگرس‌مرکزی»، در: مجموعه مقالات همایش پژوهش‌های باستان‌شناسی حوزه‌ی آبگیر سیمره، صص: 17-25.
- حصاری، مرتضی؛ امیری، مصیب؛ محمدیارلو، مجید؛ و بیک‌محمدی، خلیل‌الله، 1392، «بررسی، طبقه‌بندی و مقایسه‌ی سر دوک‌های دوره‌‌ی مس-سنگی چارآرو (حوضه‌ی رودخانه‌ی سیمره، لرستان)»، مجله‌ی پژوهش‌های باستان‌شناسی ایران، بهار و تابستان، شماره‌ی 4، سال سوم، صص: 77-96.
- دادور، ابوالقاسم؛ و شاهیدانی، اعظم، 1386، «بررسی نظریات مطرح پیرامون منشأ مفرغ‌های لرستان»، مجله‌ی علمی-پژوهشی دانشکده ادبیات و علوم  انسانی، شماره‌ی 2 (48)، صص: 127-154.
- دارابی، حجت، 1387، «بررسی و ارزیابی کاوش گورستان چم‌ژی ژومه»، مجله‌ی باستان‌پژوهی، شماره‌ی 16، صص: 18-8.
- دارابی، حجت، 1395، «ادوات سنگی و مقوله تولید و آماده‌سازی غذا در محوطه نوسنگی چیاسبز شرقی، سد سیمره»، پژوهش‌های باستان‌شناسی ایران، شماره‌ی 10، دوره‌ی ششم،  بهار و تابستان، صص: 26-7.
- رشیدی، مصطفی، 1392، «الگوهای استقراری دشت میانکوهی رومشگان از روستانشینی متقدم تا روستانشینی متأخر»، پایان‌نامه‌ی کارشناسی‌ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز (منتشر نشده).
- سیدین‌بروجنی، سید‌‌رسول، 1386، «بررسی‌های باستان‌شناسی در حوضه‌ی سد سیمره»، ارائه شده به آرشیو پژوهشکده باستا‌ن‌شناسی ایران (منتشر نشده).
- شیشه‌گر، آرمان، 1384، «گزارش کاوش‌ منطقه‌ی سُرخ‌دم لکی، کوهدشت لرستان فصل دوم-ششم 1383-1379»، تهران: سازمان میراث‌فرهنگی، صنایع‌دستی و گردشگری، معاونت پژوهشی، پژوهشکده باستان‌شناسی (منتشر نشد).
- طلایی، حسن، 1386، باستان‌شناسی و هنر ایران در هزاره اول قبل از میلاد. تهران: انتشارات سمت.
- طلایی، حسن، 1387، عصر آهن ایران، تهران: انتشارات سمت.
- عودباشی، امید؛ امامی، سید محمدامین؛ و دوامی، پرویز، 1389، «فلزگری کهن آرکئومتالورژی (در ناحیه‌ی لرستان): بررسی ساختاری و شیمیایی آثار برنزی محوطه باستانی سنگ‌تراشان خرم‌آباد متعلق به هزاره اول»، چهارمین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و جامعه علمی ریخته‌گری ایران، تهران: دانشگاه علم و صنعت ایران، انجمن علمی ریخته‌گری ایران، صص: 1218-1208.
- عودباشی، امید؛ حصاری، مرتضی؛ و احمدی، حسین، 1394، «مطالعه‌ی فرایند تولید مفرغ در اشیاء محوطه‌ی عصر آهن مارلیک گیلان، پژوهش‌های باستان‌شناسی ایران، دوره‌ی 5، شماره‌ی 9، صص: 107-124
- کورتیس، جان، 1387، ایران باستان به روایت موزه‌ی بریتانیا، ترجمه‌ی آذر بصیر. تهران: امیرکبیر.
- مرتضوی، محمد، 1383،‌ «حفظ و مرمت یک آبریز مسی متعلق به گنجینه‌ی آستان قدس رضوی»، پایان‌نامه‌ی کارشناسی. دانشکده مرمت، دانشگاه هنر اصفهان.
- یاوری، فاطمه؛ عباس‌نژاد، رحمت؛ مرتضوی، محمد؛ علیدادی سلیمانی، نادر، 1395، «بررسی متالوگرافی، ICP-OES و SEM-EDS سه شئ آلیاژیِ عصر مفرغ مکشوف از بخش جنوبی حوضه‌ی هلیل رود، جیرفت»، پژوهش‌های باستان‌شناسی ایران، دوره‌ی 6، شماره‌ی 10، صص: 67-82.
- نیکنامی، کمال‌الدین؛ و موچشی، امیرساعد، 1392، عصر آهن اولیه در پشتکوه لرستان، نوشته‌ی برونو اورلت، 2003، تهران: سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاه‌ها (سمت).
- هژبری‌نوبری، علیرضا؛ سبزی‌دوآبی، موسی، 1390، «سنجاق‌های میله‌ای لرستان»، جامعه‌شناسی تاریخ، شماره‌ی 2 (3)، صص: 165-188.
 
- Atzeni, C., 2005, “Aspects of ancient metallurgy”, in Sardinia.
- Bosi, C., Garagnani, G. L.; Imbeni, V.; Martini,C.; Mazzeo, R. & Poli, G., 2002, “Unalloyed copper inclusions in ancient bronze artefacts”, Journal of Material science (37): 4285-4298.
- Coghlan, H. H., 1975, Notes on the Prehistoric Metallurgy of Copper and Bronze in the Old, Oxford.
- Darabi, H.; Naseri, R.; Young, R., & Fazeli Nashli, H., 2011, “The Absolute Chronology of East Chia Sabz: A Pre-Pottery Neolithic Site In Western Iran”, Documenta Praehistorica, Pp. 255-265.
- Darabi, H. & Glascock, M. D., 2013, “The Source of Obsidian Artefacts  Found at East Chia Sabz, Western Iran”, Journal of Archaeological Science (40): 3804-3809.
- Figueiredo, E., Silva, RJC., Senna-Martinez, SC., Araújo, MF., Fernandes, FMB. &  Inês Vaz, JL., 2010, “Smelting and recycling evidences from the Late Bronze Age habitat site of Baiões (Viseu, Portugal)”, Journal of  Archaeol Sci (37): 1623–1634
- Fleming, S.J., Pigott, V.C., Swann, C.P. & Mash, S.K., 2005, “Bronze in Luristan: preliminary analytical evidence from copper/ bronze artifacts excavated by the Belgian mission in Iran”, Journal of  Iranica antiqua, Vol: XL. pp: 35-64.
- Fleming SJ., Pigott, VC., Swann, C.P., Nash, SK., Haerinck, E., & Overlaet, B., 2006, “The archaeometallurgy of War Kabud, Western Iran Iranic Frame, Lesley. Metallurgical investigations at Godin Tepe, Iran”, Part I: the metal finds, 2010, Journal of Archaeological Science (37): 1700–1715.
- Friede, H. M., & Steel, R. H., 1976, “Tin mining and smelting in the Transvaal during the Iron Age”, Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy 76. (12): 461-470.
- Helwing, B., 2013, Early Metallurgy in Iran – an Innovative Region as Seen from the Inside, British Association for Near Eastern Archaeology Publication Series 3, Oxford, Oakville
- Kaniuth, K., 2007, The metallurgy of the late bronze age Sappali culture(southern Uzbekistan) and its implicatians for the ‘Tin question’, Iranica Antiqua XLII
- Lechtman, H., 1996, “Arsenic Bronze: Dirty copper or Chosen Alloy? A view from the Americas”, Journal of field Archaeology (Maney Publishing) (4): 477-514.
- Moorey, P. R. S., 1971, Catalogue of the Ancient Persian Bronzes in the Ashmolean Museum.
- Mortazavi M., Salehi Kakhki, A., Golozar, MA. & Talái, H., 2011, “Preliminary metallurgical investigation of copper-based artifacts at Tepe Sagzabad in Qazvin Plain, Iran (1500–800 BC)”, Iranian Journal of Archaeol Study (1): 49–59.
- Muscarella, O. W., 2013, Archaeology, artifact and antiquities of the ancient near east, Leiden. Boston.
- Oudbashi, O., 2012, From Excaviation to Preservation: Preventive Conservation Approaches in Archaeological Bronze Collections. Fifth International Conference on Synchrotron Radiation in Art and Archaeology (SR2A) at The Metropolitan Museum of Art (MMA) in New York City.
- Oudbashi, O., Emami, S., M.A. & Davami, P., 2012, “Bronze in Archaeology: a Review of the Archaeometallurgy of Bronze in Ancient Iran”, In: Tech publication, ISBN 978-953-308-35-6.153-178.
- Oudbashi O., & Davami, P., 2014a, “Metallography and microstructure interpretation of some archaeological tin bronze vessels from Iran”, Mater Charact (97): 74–82.
- Oudbashi O. & Davami, P., 2014b, “Investigation on manufacturing process in some Elamite copper alloy artefacts fromHaft Tappeh, south-west Iran”, Microsc Microanal (20): 2034–2035.
- Oudbashi O, Emami, S.M., Malekzadeh, M., Hassanpour, A. & Davami, P. 2013, “Archaeometallurgical studies on the bronze vessels from "Sangtarashan", Luristan, W-Iran”, Iranica Antiqua XLVIII: 147-174.
- Oudbashi O. & Hessari, M., 2017, “Iron Age tin bronze metallurgy at Marlik, Northern Iran: an analytical investigation”, Journal of Archaeolgical and Anthropollgical Sciences, pp. 233-249.
- Pigott, V. C., Rogers, H. C. & Nash, S. K., 2003, “Archaeometallurgical investigations at Tal-e Malyan: The evidence for tin-bronze in the Kaftari phase”, Yeki Bud, Yeki Nabud: Essays on the archaeology of Iran in honor of William M. Sumner: 161-175.
- Scott D. A., 1991, Metallography and microstructure of ancient and historicmetals, Getty Conservation Institute, Los Angeles
- Scott, D.A., 2013, “The use of metallographic and metallurgical investigation methods in the preservation of metallic heritage artifacts: Essays in European Federation of corrosion publications Numbers 65”, Corrosion and conservation of cultural heritage metallic artifacts, Edited by: P. Dillmunn,D.Watkinson, E. Angelini, and A.Adria ens. Wood head publishing: 82-99.
- Silva, Rui Jorge C., Figueiredo, E., Araújo, M. F. Pereira, F. & Francisco M. B. F., 2008, “Microstructure interpretation of copper and bronze archaeological artefacts from Portugal”, In: Materials Science Forum, (587): 365-369. Trans Tech Publications.
- Thornton, C. P., 2009, “The emergence of complex metallurgy on the Iranian Plateau: Escaping the Levantine Paradigm”, Journal of world Prehist (22): 301-327.
- http: //www.anthrogenica.com (تاریخ دسترسی: 1394/3/3) 
- http: //www.GoogleEarth.com (تاریخ دسترسی: 1394/1/5)

Files

Share

How to cite

Statistics