Ορυκτολογική μελέτη και μελέτη προέλευσης πολύτιμων λίθων από μουσειακά δείγματα

Abstract

This PhD thesis focuses on the mineralogical characterization and geological–geographic origin determination of 109 gemstones adorning 91 artefacts (seals, beads, rings, pendants, necklaces, earrings, bracelets, etc.). These artefacts date back to Hellenistic–Roman period and originate from the collections of the Archaeological Museum of Thessaloniki (AMTh). Among the examined samples, 83 derive from archaeological excavations in Northern Greece with documented archaeological context, while the remaining 26 artefacts come from donations, handovers, or confiscations. The identification of the gemstones was carried out through microscopic observation of inclusions and the application of mobile, non-destructive spectroscopic techniques, such as Raman Spectroscopy, Photoluminescence (PL), Visible–Near InfraRed Spectroscopy (Vis–NIR), and micro–X-ray Fluorescence Spectroscopy (Micro–EDXRF). The results showed that the gemstones are classified as follows: 1 corundum, 17 beryls, 25 garnets, 43 quartz–chalcedonies, 3 pearls, 12 artificial glasses, 3 serpentinites, and 5 samples which do not belong to any mineral phase. The corundum was classified as a blue sapphire of metamorphic origin, exhibiting characteristic fingerprint inclusions, indicating a possible origin from Sri Lanka. Based on spectroscopic and chemical data, the beryls were classified as emeralds, most likely originating from Egypt. The garnets belong to the pyralspite group, with pyrope and almandine members prevailing. Raman spectroscopy and chemical analysis distinguished three subgroups: (1) Cr-poor pyropes, corresponding to peridotitic and eclogitic host rocks; (2) intermediate pyrope–almandine subgroup, related to HPHT metamorphic environments; and (3) Ca-rich almandines, associated with medium-grade metamorphic or granitic rocks. The 43 quartz samples were divided into macrocrystalline (rock crystals and amethysts) and microcrystalline (chalcedonies, agates, jaspers) varieties. Among them, a chrome chalcedony was identified, probably originating from Asia Minor. The 3 pearls, according to Raman spectroscopy and chemical analysis, were classified as saltwater pearls, probably deriving from the Red Sea or the Persian Gulf. Additionally, rock samples such as 3 serpentinites were identified along with 12 artificial soda–lime–silica glasses. This study highlights the importance of Mineralogy in the identification and characterization of gemstones adorning objects of cultural heritage. The diverse geological-geographic origin of these gems reflect the complex trade networks, the technological knowledge and the aesthetic preferences of Hellenistic and Roman societies. Finally, the investigation of the AMTh collections demonstrated that even artefacts with uncertain archaeological context can, through an interdisciplinary approach, provide valuable insights into the technology, economy, and symbolic significance of gemstones in the ancient world.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφορά τον ορυκτολογικό χαρακτηρισμό και τον προσδιορισμό της γεωγραφικής–γεωλογικής προέλευσης 109 πολύτιμων λίθων που κοσμούν 91 τεχνουργήματα (σφραγιδόλιθοι, χάντρες, δαχτυλίδια, περίαπτα, περιδέραια, ενώτια, βραχιόλια κ.ά.) κυρίως της Ελληνιστικής και Ρωμαϊκής εποχής, τα οποία προέρχονται από τις συλλογές του Αρχαιολογικού Μουσείου Θεσσαλονίκης (ΑΜΘ). Από τα δείγματα που μελετήθηκαν, τα 83 προέρχονται από αρχαιολογικές ανασκαφές στο Βόρειο τμήμα του Ελληνικού χώρου, με τεκμηριωμένο αρχαιολογικό περιεχόμενο, ενώ τα υπόλοιπα 26 προέρχονται από δωρεές, παραδόσεις ή κατασχέσεις. Η ταυτοποίηση των πολύτιμων λίθων πραγματοποιήθηκε μέσω μικροσκοπικής παρατήρησης εγκλεισμάτων και με τη χρήση φορητών, μη καταστρεπτικών φασματοσκοπικών τεχνικών, όπως: Φασματοσκοπία Raman, Φωτοφωταύγεια (PL), Φασματοσκοπία Ορατού–Εγγύς Υπερύθρου (Vis–NIR) και Μικροφασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων-Χ (Micro–EDXRF). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι λίθοι κατατάσσονται ως εξής: 1 κορούνδιο, 17 βήρυλλοι, 25 γρανάτες, 43 χαλαζίες–χαλκηδόνιοι, 3 μαργαριτάρια, 12 τεχνητά γυαλιά, 3 σερπεντινίτες και 5 δείγματα που δεν ανήκουν σε κάποια ορυκτή φάση. Το κορούνδιο ταυτοποιήθηκε ως μπλε ζαφείρι μεταμορφικής προέλευσης, με χαρακτηριστικά εγκλείσματα μορφής δαχτυλικών αποτυπωμάτων (fingerprint inclusions), ένδειξη πιθανής προέλευσης από τη Σρι Λάνκα. Οι βήρυλλοι με βάση τα φασματοσκοπικά και χημικά δεδομένα ταξινομήθηκαν ως σμαράγδια με πιθανότερη προέλευση την Αίγυπτο. Οι γρανάτες ανήκουν στην ομάδα των πυραλσπιτών, με κυρίαρχα τα χημικά μέλη του πυρωπού και του αλμανδίνη. Μέσω φασματοσκοπίας Raman και χημικής ανάλυσης διακρίθηκαν σε: (1) φτωχά σε Cr πυρωπά που παραπέμπουν σε μητρικά πετρώματα περιδοτιτών και εκλογιτών; (2) ενδιάμεσης σύστασης πυρωπού–αλμανδίνη που συνδέονται με HPHT μεταμορφικά περιβάλλοντα; και (3) πλούσιοι σε Ca αλμανδίνες που σχετίζονται με πετρώματα μέσου βαθμού μεταμόρφωσης ή γρανιτικά περιβάλλοντα. Οι 43 λίθοι χαλαζιακής σύστασης διακρίθηκαν σε μακροκρυσταλλικές (ορείες κρύσταλλοι και αμέθυστοι) και μικροκρυσταλλικές (χαλκηδόνιοι, αχάτες, ιάσπιδες) ποικιλίες. Ανάμεσά τους εντοπίστηκε δείγμα χρωμιούχου χαλκηδόνιου με πιθανή προέλευση από τη Μικρά Ασία. Τα 3 μαργαριτάρια, βάσει φασματοσκοπίας Raman και χημικής ανάλυσης, ταξινομήθηκαν ως αλμυρού νερού μαργαριτάρια, προερχόμενα πιθανώς από την Ερυθρά Θάλασσα ή τον Περσικό Κόλπο. Επιπλέον, ταυτοποιήθηκαν πετρώματα όπως 3 σερπεντινίτες καθώς και 12 τεχνητά γυαλιά τύπου Νατρίου–Ασβεστίου–Πυριτίου. Η μελέτη ανέδειξε τον καθοριστικό ρόλο της επιστήμης της Ορυκτολογίας στην αναγνώριση – ταυτοποίηση των πολύτιμων λίθων που κοσμούν αντικείμενα της πολιτιστικής κληρονομιάς. Οι ποικίλες γεωγραφικές–γεωλογικές προελεύσεις αυτών των λίθων αντανακλούν τις πολύπλοκες εμπορικές διασυνδέσεις, την τεχνογνωσία και τις αισθητικές επιλογές των κοινωνιών της Ελληνιστικής και Ρωμαϊκής εποχής. Τέλος, η διερεύνηση των συλλογών του ΑΜΘ απέδειξε ότι ακόμη και αντικείμενα με αβέβαιο αρχαιολογικό πλαίσιο μπορούν, μέσω διεπιστημονικής προσέγγισης, να προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες για την τεχνολογία, την οικονομία και τη συμβολική αξία των πολύτιμων λίθων στον αρχαίο κόσμο.