Mineralogical petrographical and geochemical investigation of antic mining residues from tripolis ancient city (Yenice, Denizli)

Pamukkale Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Koordinatörlüğü tarafından FEBE2016051 nolu proje ile desteklenmiştir.Antik madencilik ve metalürji kalıntıları arkeolojik kazılarda sıklıkla karşılaşılan buluntu türlerini oluşturmaktadırlar. Bu kalıntılardan cüruflar, metal eserlerin aksine üretim sürecine dair birçok termokimyasal bilgiyi içinde barındırmakta ve üretim faaliyetine yönelik kapsamlı ipuçları sunmaktadır. Birçok metalin ve metalürjik tekniğin ilk kez kullanılmış olduğu Anadolu’da da yoğun şekilde gözlenen cüruflar, dönemin metal üretim faaliyetlerini ve teknolojisini anlayabilmek adına kullanılabilecek en iyi araçlardır. Bu tez çalışmasında Denizli ili sınırları içerisinde yer alan Tripolis antik kentindeki kazılarla ortaya çıkarılan cüruf örnekleri mineralojik (XRD), petrografik (optik ve elektron mikroskopi) ve jeokimyasal (XRF, ICP-OES, EDX) yöntemler kullanılarak incelenmiş; kentteki metal üretiminin türü, hammadde kaynağı, kentte gerçekleştirilen metalürjik işlemeler ve kullanılan teknolojiye yönelik bilgilerin ortaya konulması amaçlanmıştır. Cüruf örnekleri üzerinde yapılan incelemeler sonucunda, Tripolis antik kentinde demir üretimi gerçekleştirildiği belgelenmiş, demir üretimine olasılı hammadde kaynak sahası önerilmiştir. Kentte ergitme işleminin yapılmadığı, cevherin ergitilmesi ile elde edilen luppelerin henüz bilinmeyen bir ergitme sahasından kente taşınarak saflaştırma ve demircilik işlemleri gerçekleştirildiği tespit edilmiştir. Petrografik ve kimyasal veriler demircilik işleminde kullanılan fırının 1100- 1200o C sıcaklığa ulaştığını ve basit tipte kil, kum, çakıl tabanlı ve kil duvarlı bir demirci fırını olduğuna işaret etmektedir. Mikroskopik gözlemler ile fırında yakıt olarak meşe ağaçlarının kullanıldığı belgelenmiştir. Ayrıca üretimde flaks olarak karbonatça zengin kayaçların ve büyük olasılıkla kentin hemen kuzeyinde yer alan travertenlerin kullanıldığı düşünülmektedir. Tüm veriler Çürüksu havzasındaki diğer arkeolojik kazılardaki buluntularla birlikte değerlendirildiğinde Tripolis’in Geç Roma döneminde havza için demir obje üretiminin merkezi olduğu düşünülmektedir.Antique mining and metallurgy remains are common findings in archaeological excavations. From these residues, the slag, unlike metal works, can provide many thermochemical information about the production process and offers comprehensive clues to the production activity. In Anatolia, where many metals and metallurgical techniques were used for the first time, slags, which is observed intensely, are optimal material to examine can to understand the metal production activities and technology of the time. In this thesis study, the samples of slag discovered by the excavations in the ancient city of Tripolis located in Denizli province were investigated by using mineralogical (XRD), petrographic (Optical microscopy, SEM) and geochemical (XRF, ICP-OES, EDX) methods. From these analyses, the type of the metal production which carried out in the city, the source of raw materials which used for the production , the metallurgical processes which carried out in the city, and the technological features of the metal works were documented. As a result of the studies on the slag samples, it has been documented that the iron production in the ancient city of Tripolis was conducted and the sources of ore thought to be able to provide raw material for to the iron production were suggested. In addition, it was found that the blooms, which were obtained by melting the ore was smelted out of the city. After mining and purufication operations the blooms were transported to the city from the smelting area which is currently unknown. It is likely that the furnaces used in the smithing processes was a simple type clay, sand, gravelbase and clay-walled type. Also based on chemical compositions of slags it is thought that temperatures of 1100-1200oC were reached within furnace. Based on mineralogical observations it has been documented that oak trees were used as fuels. There is evidence that carbonate rich rocks and possibly travertines located immediately on the north of the city were used as flux in production