Functional Analysis of the Lithic Assemblages from the Middle and Upper Paleolithic sites of horramabad Valley (Western Iran), with special reference to Kaldar Cave

The PhD research derive from the need to check the feasibility of the functional studies (use-wear and residues) on the Middle and Upper Paleolithic lithic assemblages of the Khorramabad Valley sites of western Iran. This research is a part of the “Khorramabad Project” started in 2009, which was a goal–oriented multi-disciplinary research towards the understanding of the Middle to Upper Paleolithic Transition in the Zagros Mountains and its implication in global debate on this regard. In 2011-12, four sites (Kaldar Cave, Gilvaran Cave, Ghamari Cave, Gar Arjeneh rock shelter) of Khorramabad Valley was test excavated to check the potential of the sites to answer the above mentioned aim. Later in 2014-15, Kaldar Cave was excavated in larger scale which led to the discovery of cultural remains associated to the Anatomical Modern Human (AMH) with the oldest C14 date of 54,600-36,000 cal BP in western Asia, as well as the Neanderthal made industry in the basal layer. For this research, I used the Kaldar Cave lithic assemblage as the main case study for functional studies with comparison to other sites. The research is developed in two main parts: 1) Methodology and 2) archaeological application. For the methodology part of the research, an excavation protocol was adapted which was functional study friendly to minimise the modern contaminations in the site and the results was compared between the lithic artefacts recovered from two seasons of excavation in the Kaldar Cave. For this research, I applied a non-invasive multi-analytic approach to identify the use-wear and residues. For the functional analysis, Optical Light Microscope (OLM), 3D digital microscope (3D DM) and Scanning Electron Microscope (SEM) was used to identify the traces. Here, for first time I assess the potential of the 3D digital microscope for functional studies on stone and shell tools, and its complementary aspect with the other two microscopes. For the residue analysis, SEM with microprobe EDX, FTIR and μXRD was applied to test which method is best suited for the identification of the archaeological residues. By using these multi-techniques, two type of reference collection of modern day residue (bone and adhesive material) was built to identify the archaeological residues (mainly, bone and black residue). This thesis embodies seven articles which are the back bone of this research. Four articles published in high impact journals and discuss mainly about the two seasons of excavation in the Khorramabad Valley sites; lithic technology to understand the Middle and Upper Palaeolithic transition; dating problem for the Middle and Upper Palaeolithic sites in the Zagros Mountains, flora and earliest evidence of Prunus sp. in the sites of Kaldar and Gilvaran. Another article is an accepted manuscript for a monograph which deals with the preliminary functional analysis result of the Upper Palaeolithic lithic assemblage of Kaldar Cave. Other two are prepared manuscripts based on the multi-analytic approach for the functional analysis results to identify the archaeological use-wear and residues.La ricerca di dottorato deriva dalla necessità di verificare la fattibilità degli studi funzionali (usura e residui) sui complessi litici del Paleolitico medio e superiore dei siti della Valle di Khorramabad nell'Iran occidentale. Questa ricerca fa parte del "Progetto Khorramabad" iniziato nel 2009, che era una ricerca multidisciplinare orientata agli obiettivi verso la comprensione della transizione paleolitica dal medio al superiore nelle montagne di Zagros e le sue implicazioni nel dibattito globale su questo argomento. Nel 2011-12, quattro siti (grotta di Kaldar, grotta di Gilvaran, grotta di Ghamari, riparo di roccia di Gar Arjeneh) della valle di Khorramabad sono stati testati per verificare il potenziale dei siti di rispondere al suddetto obiettivo. Più tardi nel 2014-15, la Grotta di Kaldar fu scavata in una scala più ampia che portò alla scoperta di resti culturali associati all'anatomico moderno umano (AMH) con la più antica data C14 di 54.600-36.000 cal BP nell'Asia occidentale, così come il Neanderthal ha reso l'industria nello strato basale. Per questa ricerca, ho usato l'assemblaggio litico della caverna di Kaldar come principale caso di studio per studi funzionali rispetto ad altri siti. La ricerca è sviluppata in due parti principali: 1) Metodologia e 2) applicazione archeologica. Per la parte metodologica della ricerca, è stato adattato un protocollo di scavo che era funzionale allo studio amichevole per ridurre al minimo le contaminazioni moderne nel sito ei risultati sono stati confrontati tra i reperti litici recuperati da due stagioni di scavo nella grotta di Kaldar. Per questa ricerca, ho applicato un approccio multi-analitico non invasivo per identificare l'uso-usura e i residui. Per l'analisi funzionale, sono stati utilizzati il microscopio ottico ottico (OLM), il microscopio digitale 3D (3D DM) e il microscopio elettronico a scansione (SEM) per identificare le tracce. Qui, per la prima volta, valuto le potenzialità del microscopio digitale 3D per gli studi funzionali sugli strumenti di pietra e conchiglia e il suo aspetto complementare con gli altri due microscopi. Per l'analisi dei residui, è stato applicato SEM con microsonda EDX, FTIR e μXRD per testare quale metodo è più adatto per l'identificazione dei residui archeologici. Utilizzando queste multi-tecniche, sono stati costruiti due tipi di raccolta di riferimento di residui moderni (materiale osseo e adesivo) per identificare i residui archeologici (principalmente, ossa e residui neri). Questa tesi comprende sette articoli che sono il rovescio di questa ricerca. Quattro articoli pubblicati su riviste ad alto impatto e discutono principalmente delle due stagioni di scavo nei siti della Valle di Khorramabad; tecnologia litica per comprendere la transizione del Paleolitico medio e superiore; problema di datazione per il Paleolitico medio e superiore nei monti Zagros, flora e prime testimonianze di Prunus sp. nei siti di Kaldar e Gilvaran. Un altro articolo è un manoscritto accettato per una monografia che si occupa del risultato dell'analisi funzionale preliminare del complesso litico paleolitico superiore della grotta di Kaldar. Altri due sono preparati manoscritti basati sull'approccio multi-analitico per i risultati dell'analisi funzionale per identificare l'usura e i residui dell'uso archeologico