Detection of the Material and Processing Technology of the Discovered Bowl in Chalade’em Shal Cemetrery of Khalkhal-Ardabil NW Iran - Journal of Research on Archaeometry
year 7, Issue 2 (2021)                   JRA 2021, 7(2): 1-16 | Back to browse issues page

XML Persian Abstract Print

1- Department of Materials Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran ,
2- Department of Materials Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
3- Department of Archaeology, Faculty of Humanities, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4- Faculty of Cultural Materials Conservation, Tabriz Islamic Art University, Tabriz, Iran
5- Department of Archaeology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
Abstract:   (1869 Views)
During an archeological excavation project from two discovered cemeteries in Shal village-Khalkhal of Ardabil province in Iran in March 2019 many metallic objects such as warfare were found. Owing to the similarities between these discovered and the Mannaeans’ objects, it seems that they could be suggested for this period. One of these discovered objects is a unique narrow-waist bowl whose material and processing technique detection is important for archeologists to understand the native knowledge, technology, art and culture of that region in ancient times. Regarding this, the microstructure and chemical composition of this object was evaluated using optical as well as scanning electron microscopes (SEM) equipped with an X-ray energy dispersion spectrometer (EDS). The results show that the mentioned bowl is a silver-base alloy containing about 2.5 weight percent copper with a double phase microstructure including silver matrix grains and dispersed fine copper particles. The metallographic cross-section of this bowl also shows two distinguishable microstructures of ambient temperature graving induced sever flow/plastic deformation in surfaces and low energy incomplete recrystallized matrix grains and twining lines in central regions which have been dynamically formed during production of the bowl via warm hammering. Also some evidence of galvanic sulfide/sulfate localized corrosion is observed in the under layer of the surfaces just at the interface of the low energetic central region and high energetic surface layer. In addition, observation of the silver chloride and silver sulfide or sulfate/oxide compounds respectively in central regions and surfaces of the metallographic section indicate internal chlorine corrosion and sulfide/sulfate corrosion/oxidation in surface layers of the beaker. However, affirming about the commencing of the studied beaker needs further precise techniques for quantitative chemical analysis which are postponed for future investigations.
Full-Text [PDF 2397 kb]   (1344 Downloads)    
Technical Note: Original Research | Subject: Archaeometry
Received: 2021/05/30 | Accepted: 2021/10/22 | Published: 2021/12/25 | ePublished: 2021/12/25

1. Danti MD. The Hasanlu (Iran) Gold Bowl in context: all that glitters Antiquity 2014; 88: 791-804. [DOI:10.1017/S0003598X00050699]
2. Vahdati AA. Another look at the role of the golden cup of the legend of life in Marlik. J Archeol. ]وحدتی، علی اکبر. نگاهی دیگر به نقش مایه-های جام زرین افسانه زندگی در مارلیک». مجله باستان شناسی1384، 1(1). [
3. Porada E. Notes on the Gold Bowl and Silver Beaker from Hasanlu" in A survey of Persian Art from Prehistoric Times to the present. ArthurUpham Pope.
4. Dyson RH. Iranian Art before the History of Hassanlou Golden Cup Collection of Hassanlou Golden Cup Articles. Art Treasure Publishing, 2008. ]دایسون، رابرت هنری. هنر ایران در پیش از تاریخ جام زرین حسنلو. مجموعه مقالات جام زرین حسنلو. انتشارات گنجینه هنر. [
5. Sadraie A, Ali'oun S. Proceedings of Golden bowl of Hasanlu. Tehran: Ganjine Honar Publication, 2013. ]صدرایی، علی و صمد علیون. مجموعه مقالات جام زرین حسنلو. جلد اول. انتشارات گنجینه هنر. 1387[
6. Pigott VC. The emergence of iron use at Hasanlu. Expedition 1989; 31: 67.
7. Talai H. Iran Iron Age. Fourth. Tehran: SAMT, 2013. ]طلایی، حسن. عصر آهن ایران. تهران. انتشارات سمت 1387[
8. Khalatbari MR. Archaeological excavations in the ancient sites of Talesh (Marian and Tandvin). 2004. ]خلعتبری، محمدرضا. کاوش های باستان شناسی در محوطه های باستانی تالش (مریان و تندوین). انتشارات سازمان میراث فرهنگی کشور1383.
9. Shayeghi MR. Preliminary report on the excavation of Chaladim Shal Khalkhal Cemetery (Unpublished). 2019. ]شایقی، محمدرضا. گزارش مقدماتی کاوش گورستان چالادیم شال خلخال. منتشر نشده. میراث فرهنگی، گردشگری و صنایع دستی اردبیل 1398. [
10. Winter IJ. The" Hasanlu Gold Bowl": thirty years later. Expedition 1989; 31: 87.
11. Ghiasabadi R. Encyclopedia of Iranian Photography Volume 9, Iranian Journalists. ]غیاث آبادی، رضا. دایره المعارف عکس ایران جلد نهم، جام های نگارین ایران. چاپخانه علمی فرهنگی تهران. 1376[
12. Talaei H. Metallography Technology in Sagzabad Tepe, Qazvin plain. Fac Lit Humanit; 164. ]طلایی، حسن. تکنولوژی فلزگری کهن در تپه سگزآباد دشت قزوین. مجله دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه تهران 1381: 547-564. [
13. Yavari F, Abbaszadeh Sarasti R, Mortazavi M, et al. A Metallographic, ICP- OES and SEM- EDS Examination on Three Bronze Age Alloys from Southern Part of Halil-Rud Region, Jiroft, Iran. pazhoheshha-ye Bastan shenasi Iran 2016; 6: 67-82. ]یاوری، فاطمه. رحمت عباس نژاد سرستی. محمد مرتضوی. نادر علیدادی سلیمانی. بررسی متالوگرافی،ICP-OES و SEM-EDS سه شیء آلیاژی عصر مفرغ مکشوف از بخش جنوبی حوضۀ هلیل رود، جیرفت. مجله پژوهش های باستان شناسی ایران 1395، شماره10. [
14. Helwing B. Early mining and metallurgy on the western Iranian plateau: First results of the Iranian-German archaeological research at Arismān, 2000-2004. Archäologische Mitteilungen aus Iran und Turan 2005; 37: 425-434.
15. Bahr al-Ulumi, Frank, Mahmoud Ghasemi, Babak Rafiei, Mohammad Lamei Rashti, Farah Shokouhi DAAG. Archaeological study of metal objects in Slum Hill. J Archaeol Res Interdiscip Stud 2007; 42-31. ]بحرالعلومی، فرانک، محمود قاسمی، بابک رفیعی، محمد لامعی رشتی، فرح شکوهی، داود آقاعلی گل. بررسی باستان سنجی اشیاء فلزی تپه زاغه. مجله پژوهش های باستان شناسی و مطالعات میان رشته ای 1386: 31-42. [
16. Mortazavi M, Salehi Kakhki A, Golozar MA, et al. Preliminary metallurgical investigation of copper-based artifacts at Tepe Sagzabad in Qazvin plain, Iran (1500-800 BC). Iran J Archaeol Stud 2011; 1: 49-59.
17. Ghodousiyan T, Samadi A, Talai H. Studying the Ancient Metallurgy of Qazvin Plain Based on the Metal Samples Discovered from The Iron Age II Graves of Sagzabad Cemetery. J Archaeol Stud 2017; 9: 167-187. ]قدوسیان، طلحه. احد صمدی و حسن طلایی. واکاوی جنبه هایی از متالوژی باستانی دشت قزوین بر مبنای داده های فلزی مکشوفه از قبور عصرآهن II قبرستان سگزآباد. مجله مطالعات باستان-شناسی1396، 9 (1): 167-187 [
18. Moslehi M, Abdollah-Khan Gorji M, Nezafati N, et al. Archaeometric and Restoration Studies on a Selection of Copper-Base Artifacts from a Late Bronze Age Site of Bazgir, Gorgan Plain, Northern Iran. J Archaeol Stud 2014; 6: 111-128. ]مصلحی، مرضیه. مهناز عبدالله خان گرجی. نیما نظافتی. جبرئیل نوکنده. قربانعلی عباسی. مطالعات باستان سنجی و مرمتی بر روی منتخبی از اشیا مس-پایه دورۀ مفرغ پایانی از تپه بازگیر، دشت گرگان. مجله مطالعات باستان شناسی. 1393، 6.: 111-128[
19. Oudbashi O, Hasanpour A. Experimental Studies on Alloy Composition and Microstructure of some Bronze Objects from Iron Age Site of Baba Jilan, Luristan. J Archaeol Stud 2016; 8: 133-149. ]عودباشی. امید، عطا حسن پور. مطالعات آزمایشگاهی بر روی آلیاژ و ریز ساختار اشیاء برنزی محوطه عصرآهن بابا جیلان لرستان. مجله مطالعات باستان شناسی 1395، 8 (1): 133-149.[
20. Oudbashi O, Seyed ME, Parviz D. Archaeometallurgy in Luristan Region:Investigation on Chemical and Structural Aspects of Bronze Artifacts from Sangtarashan Archaeological Site of Khorramabad(First Millennium B.C.). In: The fourth joint conference of the Association of Metallurgical Engineers and the Iranian Casting Scientific Society. 2010. ]عودباشی، امید. سید محمد امین امامی، پرویز دوامی. فلزگری کهن (آرکئومتالورژی) در ناحیه لرستان: بررسی ساختاری و شیمیایی آثار برنزی محوطه باستانی سنگ تراشان خرم آباد متعلق به هزاره اول ق.م. چهارمین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و جامعه علمی ریخته گری ایران 1389: 1208-1218. [
21. Sodaei B, Hajivaliei M, Khademi Nadooshan F. Possible sources for extraction of silver by comparison of Parthian and Sasanian coins in Mede Satraps. Mediterr Archaeol Archaeom 2013; 13: 161-170.
22. Meyers P. Production of silver in antiquity: ore types identified based upon elemental compositions of ancient silver artifacts. In: Patterns and process: A festschrift in honor of Dr. Edward V. Sayre. 2003, 271-288.
23. Hajivaliei M, Sodaei B. Application of WDXRF Spectrometry to Study the Sassanian Silver Coins. pazhoheshha-ye Bastan shenasi Iran 2016; 5: 163-174. ]حاجی ولیئی، مهدی و بیتا سودایی. به کارگیری روش طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (WDXRF) در مطالعه سکه های نقره ای ساسانیان 1394، 5(9): 78-98. [
24. Gordus AA. Quantitative Non-Destructive Neutron Activation Analysis of Silver in Coins. Archaeometry 1967; 10: 78-86. [DOI:10.1111/j.1475-4754.1967.tb00617.x]
25. Hajivaliei M, Mohammadifar Y, Ghiyasi K, et al. Application of PIXE to study ancient Iranian silver coins. Nucl Instruments Methods Phys Res Sect B Beam Interact with Mater Atoms 2008; 266: 1578-1582. [DOI:10.1016/j.nimb.2007.12.101]
26. Khademi Nadooshan F, Nāyebpur M, Sodaei B. Recognition of Metal Sources Used for Extracting Silver for Minting Parthian Coins in the Medes Province using the PIXE Method. J Archaeol Stud 2011; 3: 79-88. ]خادمی ندوشن، فرهنگ. نایب پور، محمد. بیتا سودایی. شناسایی منابع فلزی استحصال نقره برای ضرب سکّه‌های اشکانی در استان ماد بزرگ با روش PIXE 1390، 3 (1): 79-88. [
27. Tohidi F. Basics of metalworking, painting, pottery, textiles, architecture and calligraphy. Tehran: Samira Publications. ]توحیدی، فایق. مبانی هنرهای فلزکاری، نگارگری، سفالگری، بافته ها و منسوجات، معماری و خط و کتابت. تهران. 1386انتشارات سمیرا [
28. Moghaddamnia HA et al. Ardabil Provincial is a tenth grade textbook, second year of high school. Tehran: Iran Textbook Publishing Company, 2019. ]مقدم نیا، حیدرعلی و همکاران.استان شناسی اردبیل. کتاب درسی پایه دهم، دوره دوم متوسطه. تهران. شرکت چاپ و نشر کتاب های درسی ایران 1399. [
29. ArdabilCHTO. کشف گورهای دسته جمعی مربوط به دوره آهن در منطقه شال خلخال. 2019, (accessed 27 August 2021).
30. Chang YA, Goldberg D, Neumann JP. Phase diagrams and thermodynamic properties of ternary copper‐silver systems. J Phys Chem Ref Data 1977; 6: 621-674. [DOI:10.1063/1.555555]
31. Northover SM, Northover JP. Microstructures of ancient and modern cast silver-copper alloys. Materials Characterization. 2014 Apr 1; 90:173-84. [DOI:10.1016/j.matchar.2014.01.028]
32. Oudbashi O, Wanhill R. Long-term embrittlement of ancient copper and silver alloys. Heritage. 2021 Sep;4(3):2287-319. [DOI:10.3390/heritage4030130]
33. Rosengaard NM, Skriver HL. Calculated stacking-fault energies of elemental metals. Phys Rev B 1993; 47: 12865. [DOI:10.1103/PhysRevB.47.12865]
34. Kumar M, Schwartz AJ, King WE. Microstructural evolution during grain boundary engineering of low to medium stacking fault energy fcc materials. Acta Mater 2002; 50: 2599-2612. [DOI:10.1016/S1359-6454(02)00090-3]
35. G.E. Dieter, Mechanical metallurgy, Mc Graw Hill series in Materials Science and Engineering, 1986.
36. Rath, B. B., M. A. Imam, and C. S. Pande. Nucleation and growth of twin interfaces in fcc metals and alloys. Mater. Phys. Mech 1.20 (2000): 0.

Rights and permissions
Creative Commons License This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.