Géochimie isotopique du plomb en archéologie minière et métallurgique

La géochimie isotopique du plomb est un outil utilisé dans le domaine de l’archéologie minière et métallurgique. Dans le cadre d’une approche interdisciplinaire i.e. par l’implication active d’archéologues, historiens, géographes, palynologues et géologues, elle permet de (i) restituer la filiation mine – objet et l’histoire des activités minières et métallurgiques dans le paléo environnement et (ii) de quantifier et caractériser l’héritage minier dans l’environnement actuel. Ces études ont été menées sur le Mont-Lozère (Cévennes, France), dans le cadre du PCR « Plomb Ancien du Mont-Lozère » qui est un Projet Collectif de Recherche financé par le Ministère de la Culture.The geochemistry of lead isotopes is a tool basically used in mining and metallurgical archaeology. Combining with an active interdisciplinary approach i.e. archaeologists, historians, geographers, palynologists, geologists… it allows i) the restitution of mine – metal filiations and the restitution of mining and metallurgical activities in the paleo environment and (ii) the quantification and characterisation of mining heritage in the actual environment. Our study carried out on the Mont-Lozère massif (Cévennes, France), inside a project intituled “Plomb ancien du Mont-Lozère” (financed by the Ministry of Culture), constitutes a good example of interdisciplinary research

Exploitations anciennes en Bretagne et pollution. Premier état des lieux et prospective

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Etude des déchets de réduction provenant de deux sites d'exploitation d'étain armoricain de l'Age du Bronze et du Moyen Age

Numerous bronze artefacts may be found in Armorique. Their ages vary from Bronze Age to recent periods, and particularly of the Middle Age. The Massif Armoricain contains many tin deposits, on which exploitation indices of different ages have been noticed. Slags mixed with charcoal have been found on geological boreholes on two sites. The first site (St Renan, Finistère) is dated of the Middle Bronze Age whereas the second one (Limerzel, Morbihan) is dated of the Early Middle Age. A petrographical and geochemical study of parts of slags from these two sites has been realised. It shows that slags resuit from the reduction of cassiterite (SnO2) to tin métal. The used ore corne from alluvial deposits found in the vicinity. This first work confirms that armorican tin was extracted since Bronze Age and that ore were treated in the area of extraction. In Limerzel site, the presence of the a small metallic lead body which encapsulate cassiterite grains seems to indicate that this site might have also produced more elaborated alloys that simple tin ingots.De très nombreux objets en bronze dont les âges varient de l'Age du Bronze aux périodes plus récentes, et notamment du Moyen Age, ont été inventoriés en Armorique. Le Massif Armoricain recèle de nombreux gisements stannifëres sur lesquels des traces d'exploitations de diverses époques ont déjà été signalées. Des scories ont été trouvées mélangées à du charbon de bois au cours de sondages géologiques sur deux sites. Le premier, St Renan (Finistère) date du Bronze Moyen ; le second, Limerzel (Morbihan), date du Haut Moyen Age. Une étude pétrographique et géochimique sur des fragments de scories provenant de ces deux sites précise qu'elles résultent de la réduction de la cassitérite (SnO2) en étain métallique, et que les minerais provenaient des gisements alluvionnaires proches. Ce premier travail confirme donc que l'étain armoricain a été exploité depuis l'Age du Bronze et que les minerais pouvaient être traités sur les lieux même de l'exploitation. La présence d'une petite masse métallique de plomb contenant des grains de cassitérite sur le site de Limerzel semble indiquer que ce site métallurgique pouvait produire des matériaux plus élaborés que de simples lingots d'étain.Mahé-le Carlier Cécile, Lulzac Yves, Giot Pierre-Roland. Etude des déchets de réduction provenant de deux sites d'exploitation d'étain armoricain de l'Age du Bronze et du Moyen Age. In: Revue archéologique de l'ouest, tome 18, 2001. pp. 45-56

Une mine de plomb datée de l’Age du Fer en Bretagne (France)

Le massif Armoricain est bien connu comme présentant de très nombreuses minéralisations en galène dont un certain nombre a été intensivement exploité durant les derniers siècles. Ces mines imposantes ont conduit bien souvent à la disparition des travaux miniers précédents, dont certains pourraient remonter à l’Age du Bronze. En effet, sur l’ensemble de ce territoire, des dépôts d’objets à base cuivre contenant du plomb, parfois en fortes proportions, ont été découverts datant du Bronze final et du Premier Age du Fer. La présence du plomb dans ces proportions est une particularité du quart Nord Ouest de la France. On peut ainsi se poser la question de l’origine locale de ce métal. Un secteur minier n’a pas été ré-exploité aux époques modernes et contemporaines et a donc conservé presque intact les traces des anciens travaux. Il s’agit du secteur de Plélauff situé au centre de la Bretagne. Un sondage d’exploration du BRGM (Bureau de Recherche Géologique et Minière) dans les années 1960 a rencontré des galeries souterraines boisées à trois niveaux : -30, -40 et -70 m. La minéralisation étant extrêmement friable car très altérée, les mineurs ont dû boiser intégralement les galeries. Pour se faire, des cadres en bois ont été joints les uns contre les autres. Au cours de l’exploration du BRGM, le bois trouvé a été remonté mais la presque totalité a été détruite à l’époque. Reste un cadre complet et quelques fragments. Il est impossible de dire de quel niveau ces bois proviennent, mais les personnes qui les ont remonté nous ont certifié que tous les bois se ressemblaient par leur assemblage, quelque soit le niveau souterrain. L’assemblage de ces bois se fait par tenons et mortaises. La dendrochonologie confirme la contemporanéité des bois avec deux dates à -150 et -165 ans. L’exploration des environs, a montré la présence de trois zones de concentration de scories de réduction de la galène, laissant ainsi penser que les ateliers de production de plomb se situaient immédiatement à proximité de l’exploitation minière. Actuellement, il n’y a pas de traces de litharge prouvant la production d’argent. C’est pourtant durant ces périodes que les pièces en argent sont apparues. Si à La Tène moyenne, les travaux miniers ont pris une telle ampleur, il est possible d’imaginer que les premiers travaux de surface puissent avoir commencé au début du second Age du Fer, voire au Premier Age du Fer. Ainsi, les milliers de haches à douille de type armoricain pourraient avoir été produites avec du plomb provenant de cette mine. Afin de mettre en évidence la possible origine du plomb dans les haches à douille de type armoricain, une prospection géochimique sur les sites d’ateliers présumés sera réalisée. Ceci nous permettra de récolter le nombre suffisant de scories afin de réaliser les analyses isotopiques du plomb et obtenir une signature fiable du gisement. De mêmes analyses seront réalisées sur des haches à douille contenant beaucoup de plomb

Altération naturelle de scories de la paléométallurgie : un analogue pour les déchets vitrifiés actuels

International audienceLa vitrification est un procédé de plus en plus utilisé pour la stabilisation de déchets ménagers ou industriels. Il est donc important de connaître le comportement à moyen et long terme de ces déchets vitrifiés.Les tests de lixiviation permettent de connaître le comportement de matrices vitreuses sur des périodes de temps de quelques années. Cependant ces derniers ne reproduisent jamais exactement le milieu naturel. L'étude d'analogues naturels ou anthropiques est un moyen d'apprécier le comportement à l'altération dans des conditions naturelles. Nous proposons de nouveaux analogues correspondant à des périodes de temps allant, ici, de 100 à 1700 ans, période de temps intermédiaire entre celles des tests de laboratoire et celles des analogues naturels. Bien que les scories de la métallurgie ancienne présentent une large gamme de compositions chimiques et différents modes de dépôts, il a été possible de déterminer globalement les mécanismes et les vitesses d'altération. L'ensemble des scories déposées en surface montre une même tendance évolutive de la concentration des éléments dans la couche d'altération. Dans un premier temps un phénomène d'interdiffusion entre les cations modificateurs du verre et les protons de la solution se met en place en milieu acide, suivit dans un second temps, de la destruction du réseau vitreux en milieu neutre voire basique. Dans les zones les plus confinées, en particulier dans les fractures, la solution peut atteindre la saturation permettant la précipitation de phases néoformées de type hydroxydes (Al, Fe) ou oxydes (Mn, Ti). Ces scories ne présentent actuellement que les premiers stades de l'altération, des stades plus avancés conduisant à la formation d'argiles ou de zéolites. Les vitesses moyennes d'altération obtenues sur la zone d'altération de surface sont variables, allant de 20 à 180 µm/1000 ans. Elles semblent correlées à l'état de polymérisation des verres

How Mineralogy and Geochemistry Can Improve the Significance of Pb Isotopes in Metal Provenance Studies?

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PCR - Le Plomb argentifère ancien du Mont Lozère (Lozère). A la recherche des mines, des minerais et des ateliers, des paysages et des hommes

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