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Der Fachbeitrag beleuchtet die metallurgischen Aktivitäten auf der hallstattzeitlichen Höhensiedlung Malleiten in Niederösterreich. Durch die Untersuchung von Schlackenstücken aus dem Niederösterreichischen Landesmuseum werden verschiedene Prozessschritte der Kupferverhüttung in der Bronzezeit rekonstruiert. Die Analyse der Schlackenstrukturen und -zusammensetzungen mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie sowie EDX-Spektroskopie ermöglicht tiefgehende Einblicke in die Techniken und Materialien, die in der prähistorischen Metallverarbeitung verwendet wurden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl Kupfererz als auch Fahlerze verarbeitet wurden, und liefern wertvolle Informationen über die Verhüttungsbedingungen und -prozesse. Die Untersuchungen verdeutlichen die Komplexität und Vielfalt der metallurgischen Tätigkeiten auf der Malleiten und tragen zu einem besseren Verständnis der technologischen Entwicklungen in der Bronzezeit bei.
KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
Zusammenfassung
Ziel dieser Studie ist die Untersuchung metallurgischer Hinterlassenschaften von der Höhensiedlung Malleiten bei Bad Fischau, Niederösterreich, aus der Älteren Eisenzeit bzw. Hallstattzeit (ca. 8. bis 5. Jahrhundert v. Chr.). Es handelt sich dabei um eine Höhensiedlung mit den zugehörigen Gräberfeldern.
Es wurden metallurgische Schlacken unterschiedlichen Aussehens untersucht. Cu-haltige Einschlüsse belegen, dass diese Schlacken aus der Verhüttung von Kupfererzen stammen. Die Einschlüsse zeigen sehr unterschiedliche Zusammensetzungen, wobei auch Sb nachgewiesen wurde. Die Anwesenheit von Sb deutet darauf hin, dass sich unter den verhütteten Erzen auch Fahlerze befanden. Sb könnte aber auch beim Einschmelzen von Cu-Sb-haltigen Gusskuchen oder Recyclingmaterial in die Schlacke gelangt sein.
Aufgrund der nicht ausreichend beschriebenen Fundsituation der Schlacken können jedoch keine Aussagen über eine allfällige Kupferverhüttung im Bereich der Siedlung Malleiten getroffen werden.
Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.
1 Einleitung
Die Höhensiedlung auf der Malleiten im südöstlichen Niederösterreich ist eine der bedeutendsten Höhensiedlungen der Älteren Eisenzeit bzw. der sogenannten Ostalpinen Hallstattkultur. Sie befindet sich am nordöstlichsten Ausläufer der Fischauer Vorberge in geschützter Lage. Südöstlich der Höhensiedlung erstreckt sich das Hügelgräberfeld. Weitere Gräber ohne Hügelaufschüttung sind südlich der Anhöhe bekannt.
Auf metallurgische Tätigkeiten weisen neben Gussformen auch Treibhämmer aus Stein und Tierknochen sowie einzelne Schlackenstücke hin. Die archäometallurgischen Untersuchungen dieser Schlackenstücke sind Gegenstand dieser Studie. ([1, 2]; Abb. 1).
Erste Erwähnungen von prähistorischen Funden im Bereich der Malleiten stammen aus dem Jahr 1854 durch Major Alfred Ritter von Franck. Im Jahr 1884 entdeckte der k. u. k. Militärlehrer lgnaz Hofmann Keramikstücke in Maulwurfshügeln, wodurch die Fundstelle neue Beachtung fand. Eine der Höhlen im Bereich des Malleitenberges, in der Hofmann ein Keramikdepot aus der frühen Bronzezeit fand, wurde nach ihm benannt [2, 3]. Erste wissenschaftliche Ausgrabungen im Bereich der Malleiten erfolgten 1894 und 1895 bei der Grabhügelgruppe Feichtenboden durch Dr. Josef Szombathy, dem damaligen Leiter der Prähistorischen Abteilung des Naturhistorischen Museums in Wien [4].
Eine ausführliche Beschreibung der Fundgeschichte der Malleiten findet man bei Klemm [2].
Die Höhensiedlung auf der Malleiten mit den dazugehörigen Gräberfeldern ist eine der bedeutendsten Höhensiedlungen der ostalpinen Hallstattkultur [2, 5]. Die hallstattzeitlichen Funde auf der Malleiten datieren in die Stufe Ha C/D1. Sämtliche Funde der Malleiten wurden ausführlich beschrieben [2], wobei Analysen der metallurgischen Fundstücke damals nicht vorgenommen wurden.
Im gesamten Ostalpenraum ist Kupfergewinnung in der Bronzezeit bekannt, so auch im südlichen Niederösterreich [4, 6‐8] und in der Obersteiermark [9]. Für den vorliegenden Beitrag wurden die in der Sammlung des Niederösterreichischen Landesmuseums aufbewahrten Proben untersucht.
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3 Untersuchungsmethoden
Die Schlackenstücke wurden mit einer Labortrennmaschine und einem Diamantsägeblatt geschnitten. Es wurde eine Kalteinbettung in Epoxidharz durchgeführt. Um Poren und Risse mit Epoxidharz zu füllen, wurde eine Vakuumeinbettung durchgeführt. Die metallographische Präparation erfolgte stufenweise mittels Diamantschleifscheiben und Diamantpolierpasten bis zu einer Korngröße von 1 µm. Die derart präparierten Schlackenproben konnten sofort mikroskopisch untersucht werden.
Die Untersuchungen erfolgten mittels Lichtmikroskopie (LOM) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit Rückstreuelektronen (BSE) sowie energiedispersiver Röntgenanalyse (EDX).
4 Untersuchungsergebnisse und Diskussion
Die Schlackenstücke mit den Inventarnummern UF-8927, UF-8928, UF-8929, UF-8930, UF-9535.1 des Niederösterreichischen Landesmuseums Asparn an der Zaya wurden untersucht.
4.1 Probe 1-UF-8927
Dieses Schlackenstück hat eine sehr raue Oberfläche, da vermutlich Schlacke auf Quarzgestein geronnen ist (Abb. 2a). Dies bedeutet, dass im vorliegenden Stück neben der erstarrten Schlacke auch SiO2 enthalten ist, das nicht aufgeschmolzen war. Um Aussagen über die Schlacke treffen zu können, dürfen nur die ursprünglich aufgeschmolzenen Bereiche betrachtet werden [10‐13]. Bereits im LOM ist ersichtlich, dass nur schmale Bänder von Schlacke vorliegen (Abb. 2b–f). Die Strukturen sind sehr feinkörnig und enthalten helle Flecken welche auf Cu-haltige Einschlüsse hindeuten. In den REM-BSE Bildern (Abb. 2g–i) erkennt man anhand der unterschiedlichen Helligkeiten große Unterschiede in den Phasen. Von verschiedenen Bereichen wurden aus EDX-Messungen die Verhältnisse der Oxide FeO-SiO2-CaO (+MgO + Al2O3) berechnet und in das FeO-SiO2-CaO Phasendiagramm eingetragen (Abb. 3; [7]). Dass die Zusammensetzung der Schlacke sehr inhomogen ist, erkennt man daran, dass die Messwerte sehr weit auseinanderliegen. Die Punkte im SiO2-Bereich können dadurch erklärt werden, dass nicht aufgeschmolzener Quarz gemessen wurde. Bereiche mit höheren Fe-Konzentrationen könnten aus Fayalit (Fe2SiO4) oder Mischungen von Ca-Silikaten mit Wüstit (FeO) bestehen.
Abb. 2
Schlackengefüge UF-8927: a Foto der Probe, b, c, d, e, f LOM, f polarisiertes Licht, g, h, i REM
In Abb. 2i ist eine Pore von etwa 0,5 mm Durchmesser zu sehen, in der eine Cu-haltige Schmelze erstarrt ist. Dieser Bereich besteht aus einer Mischung von Cu-Fe-S-O-Si und geringen Mengen an Sb. Es könnte sich hierbei um die unvollständige Umsetzung von Erz handeln (vermutlich Chalkopyrit oder Fahlerz), die auf eine Unterbrechung des Verhüttungsprozesses zurückzuführen wäre [14, 15].
Von einem auffallenden Bereich (Abb. 2h) wurde auch eine EDX-Elementverteilung aufgenommen (Abb. 4). Es ist ersichtlich, dass Cu mit Fe und S vergesellschaftet ist, woraus geschlossen werden kann, dass es sich um nicht umgesetztes Kupfererz handelt. Die Bereiche dazwischen enthalten Fe, Si und O als typische Schlackenbestandteile. Auffällig sind lokale Anreicherungen von Sb, die auch Fahlerz als Ausgangserz nahelegen [16]. Die Verwendung von Cu-Sb-Bronzen wurden in der Bronzezeit mehrfach nachgewiesen [17‐19].
Dieses Stück kann als kompakte Laufschlacke beschrieben werden, da es eine großen SiO2-Körner enthält (Abb. 5a). An der Oberfläche sind grüne Verwitterungsprodukte von Cu zu beobachten.
Abb. 5
Schlackengefüge UF-8928: a Foto der Probe, b, c, e, g, i LOM, d, f, h REM
In den LOM Bildern erkennt man eine fein strukturierte Schlacke, die auch kleine Cu-haltige Einschlüsse enthält (Abb. 5b, c). Aufgrund des Aussehens und der EDX-Messungen (Abb. 6) wird angenommen, dass es sich um Olivin-Balken und Glasphase handelt.
Vereinzelt wurden auch größere Cu-haltige Einschlüsse gefunden (Abb. 5d–f). Bereits im LOM erkennt man, dass mehrere Phasen nebeneinander vorliegen (Abb. 5e–g). In den REM-Bildern sind die Unterschiede noch deutlicher zu erkennen (Abb. 5f, h).
Von einem Bereich der sowohl Schlacke als auch einen Cu-haltigen Einschluss enthält wurde eine EDX Elementverteilung gemessen (Abb. 6). Im Cu-haltigen Einschluss finden sich Cu, Fe, S und O. Die Elementverteilung zeigt, dass Cu mit S und Fe mit O vergesellschaftet sind. Dabei könnte es sich um ein Zwischenprodukt des Verhüttungsprozesses handeln, bei dem sich die CuS Phase und das FeO noch nicht voneinander getrennt haben.
Die Schlacke enthält Si, Fe, Ca und O. Geringe Anteile an P, Mg und Mn sind gleichmäßig verteilt. Zwei lokale Anreicherungen von Al und K könnten durch einen Feldspateinschluss erklärt werden.
Die in Abb. 5i zu sehende Inhomogenität konnte nicht interpretiert werden.
4.3 Probe 3-UF-8929
Dieses Fundstück ist sehr komplex geformt (Abb. 7a, b) und ist auch sehr porös (Abb. 7c, d). Die vorliegende Struktur passt zu keinem uns bekannten Schlackentyp der Bronze- oder Hallstattzeit. Die EDX Analysen ergaben lokale Al-Konzentrationen von bis zu 12 Gew.% und bis zu 5 Gew.% K. Punktuell wurden auch Bi und Ba nachgewiesen.
Abb. 7
Schlackengefüge UF-8929: a, b Fotos der Probe, c, d LOM, e, f REM
Im FeO-SiO2-CaO Phasendiagramm liegen die Messwerte, aufgrund des hohen Al-Anteils, unüblich weit links (Abb. 3).
Diese Probe könnte durch Schmelzen von Ton entstanden sein. Tone werden beispielsweise im Ofenbau als Ofenlehm eingesetzt oder als Ausgangsmaterial für Keramik. Da in diesem Fundstück keine Cu-hältigen Einschlüsse gefunden wurden, ist es unwahrscheinlich, dass dieses Stück aus der Kupferverhüttung stammt. Es könnte aber aus einem Ofen der Keramikproduktion stammen oder sich um ein Stück Keramik handeln, das bei einem Fehlbrand entstanden ist.
4.4 Probe 4-UF-8930
Schlackenstück UF-8930 sieht kompakt aus (Abb. 8a), und es sind auch in den Schliffbildern keine größeren SiO2 Einschlüsse erkennbar (Abb. 8b, c). Dies stimmte auch mit den EDX Elementanalysen überein (Abb. 3), bei denen die Schlackenzusammensetzungen im Bereich des Olivins liegen. Einzelne Einschlüsse enthalten hohe Fe-Konzentrationen und können als FeO bezeichnet werden. Auch in dieser Schlacke wurden Cu-hältige Einschlüsse gefunden (Abb. 8d–i). Bereits aus den unterschiedlichen Verfärbungen der LOM-Bilder kann geschlossen werden, dass mehrere Phasen nebeneinander vorliegen (Abb. 8d–f), was auch die REM-BSE-Bildern bestätigen (Abb. 8g, h). Um mehr über die Zusammensetzungen der einzelnen Bereiche zu erfahren, wurde eine EDX-Elementverteilung gemessen (Abb. 9). Der zu sehende Cu-haltige Einschluss besteht aus Cu, Fe, S und nur wenig O. Da Cu und Fe separiert sind, dürfte es sich um Mischungen von Cu2S und FeS handeln. Im Schlackenbereich sind auch Inhomogenitäten zu sehen. Rund um den Cu-haltigen Einschluss liegt Fe-Silikat mit geringen Anteilen von Ca, Al und K vor. Der linke Bildbereich zeigt mehr Mg und Mn.
Abb. 8
Schlackengefüge UF-8930: a Foto der Probe, b, d, e, f, i LOM, c, g, h REM
In der Schlacke wurden auch Bereiche mit metallischen Cu-Einschlüssen beobachtet, was darauf hindeutet, dass die Verhüttungsbedingungen, bei denen diese Schlacke entstanden ist, sehr inhomogen waren (Abb. 8i).
4.5 Probe 5-UF-9535.1
Bei diesem Fundstück handelt es sich um eine Plattenschlacke mit einer Dicke von ca. 7 mm (Abb. 10a). Da diese Schlacke vollständig aufgeschmolzen war, ist das Gefüge auch sehr gleichmäßig (Abb. 10b, g). Es wurden auch nur vereinzelte, bis zu 40 µm große Cu-haltige Einschlüsse gefunden (Abb. 10c, g, h). Aufgrund der niedrigeren Fe-Konzentrationen liegen die EDX-Analysen zwischen Olivin und Wollastonit (Abb. 3). Die Schliffbilder zeigen sowohl im LOM als auch im REM Olivinbalken mit umgebender Glasphase. Im LOM mit polarisiertem Licht erscheint der Olivin hell (Abb. 10e, f) und so auch im REM (Abb. 10g–i). Aus der erstellten EDX-Elementverteilung ist gut zu erkennen, dass in den Olivinbalken Fe und Mg angereichert sind und in der Glasphase sich dazwischen Ca und Al befinden (Abb. 11).
Abb. 10
Schlackengefüge UF-9535.1: a Foto der Probe, b, c, d, e, f LOM, g, h, i REM
Es wurden fünf Schlackenstücke – metallurgische Hinterlassenschaften von Verhüttungsprozessen oder Verarbeitungsschritten – untersucht. Ziel der Analysen war es zu verifizieren, ob diese Schlacken aus Aktivitäten der Kupfererzverhüttung stammen.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass es sich um unterschiedliche Schlackentypen handelt, welche verschiedenen Prozessschritten der Kupfererzverhüttung zugeordnet werden können. Die Schlacken enthalten auch kupferhaltige Einschlüsse mit sehr unterschiedlichen Zusammensetzungen. Die häufigsten Einschlüsse enthielten Cu-Fe-S‑O, was darauf hindeutet, dass die Schlacken aus frühen Prozessschritten der prähistorischen Kupferverhüttung stammen. Es wurden auch geringe Anteile von Sb in den Einschlüssen gefunden, was darauf hinweist, dass auch Fahlerze oder Recyclingmaterial aus Sb-haltigen Bronzen verarbeitet wurden.
Die untersuchte Plattenschlacke enthielt nur wenig Cu und stammt vermutlich aus einem der letzten Verhüttungsschritte.
Es kann somit bestätigt werden, dass die untersuchten Schlackenstücke von der Kupfererzverhüttung, wie sie im gesamten Ostalpenraum aus der Bronze- und Urnenfelderzeit bekannt ist, stammen. Da nur einzelne Schlackenstücke an unterschiedlichen Stellen gefunden wurden, kann keine eindeutige Aussage getroffen werden, ob und wo auf der Malleiten Kupfererz verhüttet oder Bronze verarbeitet wurde.
Danksagung
Unser Dank gilt dem Land Niederösterreich, Abt. Kunst und Kultur – K1, Außenstelle Asparn/Zaya für die Bereitstellung des Probenmaterials.
Open Access Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbildungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das betreffende Material nicht unter der genannten Creative Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Materials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers einzuholen. Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de.
Hinweis des Verlags
Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.
Klemm, S.: Zum Verhältnis Höhensiedlung – Gräberfeld im Spiegel der hallstattzeitlichen Funde am Alpenostrand, dargestellt am Beispiel der Malleiten bei Bad Fischau/NÖ. In: Jerem, E. (Hrsg.) Die Osthallstattkultur. Akten des Internationalen Symposiums, Sopron, Bd. 10, S. 187–208. Archaeolingua Alapítvány, Budapest (1994)
2.
Klemm, S.: Die Malleiten bei Bad Fischau, NÖ. Monographie zu den Grab- und Siedlungsfunden der urgeschichtlichen Höhensiedlung. Dissertation, Universität Wien (1992)
3.
Kyrle, G., Hofmann, I.: Siedlungen und Gräber auf dem Malleitenberg. In: Frey, D. (Hrsg.) Verlag Hölzel, Die Denkmale des politischen Bezirkes Baden, Bd. 18. Wien (1924)
4.
Szombathy, J.: Die Tumuli im Feichtenboden bei Bad Fischau im Steinfeld. Mitteilungen der Anthropologischen. Gesellschaft, Bd. 54., S. 163–197 (1924)
5.
Haubner, R., Strobl, S., Klemm, S., Trebsche, P.: Prähistorische Kupfergewinnung im südöstlichen Niederösterreich – archäometallurgische Untersuchungen an alten und neuen Fundstücken. „Beiträge zum Tag der Niederösterreichischen Landesarchäologie 2015. In: Lauermann, E., Trebsche, P. (Hrsg.) herausgegeben von: Niederösterreichischen Landesmuseums, Asparn/Zaya; Niederösterreichisches Landesmuseum, Asparn/Zaya, S. 26–33. Hrg (2015)
6.
Haubner, R., Strobl, S., Trebsche, P.: Materialographic investigations of plate slags from the Late Bronze Age copper production site of Prigglitz-Gasteil. J. Archaeol. Sci. 48, 103838 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2023.103838CrossRef
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Klemm, S.: Der bronzezeitliche Kupferschmelzplatz S1 in der Eisenerzer Ramsau, Steiermark (Österreich). Archäologische Erforschung und interdisziplinäre Untersuchung einer ostalpinen Kupferhütte, Forschungen zur geschichtlichen Landeskunde der Steiermark (2021). https://www.hlk.steiermark.at/cms/beitrag/12831626/147002886/
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Haubner, R., Strobl, S., Thurner, M., Herdits, H.: Ein Kupfergusskuchen mit hohem Antimongehalt aus Velem/Westungarn. Berg Huettenmaenn Monatsh 165, 453–460 (2020). https://doi.org/10.1007/s00501-020-01017-7CrossRef
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Klemm, S., Strobl, S., Haubner, R.: Spuren der bronzezeitlichen Kupferverhüttung in der Radmer, Steiermark, Österreich. Berg Huettenmaenn Monatsh 168(9), 414–424 (2023). https://doi.org/10.1007/s00501-023-01362-3CrossRef
Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.
