zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2026-92-1-24-34zldm-2699Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISО применимости портативного рентгенофлуоресцентного анализатора Olympus Vanta M для получения количественных данных об элементном составе археологической керамикиApplicability of the portable X-ray fluorescence analyzer Olympus Vanta M for quantitative elemental analysis of archaeological ceramicsПашковаГ. В.PashkovaG. V.

Галина Валерьевна Пашкова

664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, д. 1

Galina V. Pashkova

128, ul. Lermontova, Irkutsk, 664033

1, ul. Karla Marksa, Irkutsk, 664003

 

pashkova.gv@yandex.ruБердниковИ. М.BerdnikovI. M.

Иван Михайлович Бердников

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, д. 1

Ivan M. Berdnikov

1, ul. Karla Marksa, Irkutsk, 664003

pashkova.gv@yandex.ruЧубаровВ. М.ChubarovV. M.

Виктор Маратович Чубаров

664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128

664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, д. 1А

Victor M. Chubarov

128, ul. Lermontova, Irkutsk, 664033

1A, ul. Favorskogo, Irkutsk, 664033

СоколоваН. Б.SokolovaN. B.

Наталья Борисовна Соколова

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, д. 1

Natalya B. Sokolova

1, ul. Karla Marksa, Irkutsk, 664003

ШегутовИ. С.ShegutovI. S.

Иван Сергеевич Шегутов

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, д. 1

Ivan S. Shegutov

1, ul. Karla Marksa, Irkutsk, 664003

ФинкельштейнА. Л.FinkelshteinA. L.

Александр Львович Финкельштейн

664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, д. 1

664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, д. 1А

Aleksandr L. Finkelshtein

1, ul. Karla Marksa, Irkutsk, 664003

1A, ul. Favorskogo, Irkutsk, 664033

Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук; Иркутский государственный университетРоссияInstitute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Irkutsk State UniversityRussian FederationИркутский государственный университетРоссияIrkutsk State UniversityRussian FederationИнститут Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук; Институт геохимии им. А. П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИркутский государственный университет; Институт геохимии им. А. П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наукРоссияIrkutsk State University; Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2026290120269212434Copyright © Пашкова Г.В., Бердников И.М., Чубаров В.М., Соколова Н.Б., Шегутов И.С., Финкельштейн А.Л., 20262026Пашкова Г.В., Бердников И.М., Чубаров В.М., Соколова Н.Б., Шегутов И.С., Финкельштейн А.Л.Pashkova G.V., Berdnikov I.M., Chubarov V.M., Sokolova N.B., Shegutov I.S., Finkelshtein A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2699

Представлены методические исследования по изучению применимости рентгенофлуоресцентного анализатора Olympus Vanta M для получения количественных данных об элементном составе археологической керамики. В качестве объектов исследования выбраны фрагменты керамических сосудов из коллекций 7 археологических местонахождений, датируемые в хронологическом диапазоне от раннего до позднего неолита (~8,5 – 5 тыс. лет назад). Для оценки правильности результатов анализа, получаемых с помощью портативного анализатора, использовали стандартные образцы осадочных горных пород, близкие по составу к исследуемой керамике. Для большинства аналитов (Al, Si, P, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Zr, Ba, Pb) наблюдали линейную корреляцию между найденными и аттестованными содержаниями (R2 ≥ 0,90), что позволило сделать вывод о надежной встроенной (заводской) калибровке для определения этих элементов. При неразрушающем анализе керамики исследование внешней, внутренней поверхностей и среза показало неоднородность распределения P, Ca, Mn, Cr, Ni, Cu и Zn в пределах одного фрагмента. Однородное распределение в разных частях фрагмента наблюдалось для Al, Si, K, Ti, Fe, Rb, Sr, Y, Zr, Ba и Pb, при определении которых относительное расхождение между результатами анализа фрагментов с использованием Olympus Vanta M и данными, полученными для измельченной керамики в соответствии с методиками сравнения, не превышало 30 %.

The applicability of the Olympus Vanta M X-ray fluorescence analyzer to obtain quantitative data on the elemental composition of archaeological ceramics was evaluated. Fragments of ceramic vessels from collections of 7 archaeological sites dating from the early to late Neolithic (~8.5 – 5 thousand years ago) were selected as a case study. To assess the trueness of the portable instrument’s analytical results, reference materials of sedimentary rocks with a close to the studied ceramics composition were used. For most of the analytes (Al, Si, P, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Zr, Ba, Pb), linear correlation between the determined and certified concentrations was observed (R2 ≥ 0.90), which allowed us to conclude that the built-in (factory) calibration for these elements is reliable. Measurements of the outer and inner surfaces, as well as cut of the sherds without destruction, showed heterogeneity in the P, Ca, Mn, Cr, Ni, Cu, and Zn distribution within a ceramic fragment. Homogeneous distribution in different parts of the sherd was observed for Al, Si, K, Ti, Fe, Rb, Sr, Y, Zr, Ba, and Pb. For these elements, the relative discrepancies between the results obtained by the Olympus Vanta M analyzer for sherds and by the reference methods for powdered ceramics did not exceed 30%.

портативный анализаторРФАнеразрушающий анализнеолитархеологическая керамикаportable analyzerXRFnon-destructive analysisNeolithicarchaeological ceramicsReferencesДроздов А. А., Андреев М. Н., Ратников Д. С. и др. Определение состава исторических свинцовых стекол в условиях музейного хранения с использованием портативного рентгенофлуоресцентного анализатора / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 6. С. 14 – 19. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-14-19Drozdov A. A., Andreev M. N., Ratnikov D. S., et al. Historical lead glass in museum collections: determination of the composition by a portable X-ray fluorescence analyzer / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2021. Vol. 87. No. 6. P. 14 – 19 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-6-14-19Дроздов А. А., Андреев М. Н., Бычков Е. Д. и др. Определение состава исторических стекол с использованием портативного рентгенофлуоресцентного анализатора / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 11. С. 13 – 19. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-11-13-19Drozdov A. A., Andreev M. N., Bychkov E. D., et al. Determination of the elemental composition of historical glasses using a portable X-ray fluorescence analyzer / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2020. Vol. 86. No. 11. P. 13 – 19 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-11-13-19Вишневский А. В., Белоусова Н. Е., Лавренчук А. В. и др. Портативный РФА анализатор: новые возможности диагностики каменного сырья и идентификации его источников, оценки валидности применения метода сырьевых единиц / Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий. 2023. Т. 29. С. 90 – 96.Vishnevskiy A. V., Belousova N. E., Lavrenchuk A. V., et al. Portable X-ray analyzer: new possibilities for the diagnosis of stone raw materials and identification of their sources, assessment of the validity of raw units method application / Probl. Arkheol. Étnogr. Antropol. Sib. Sopred. Terr. 2023. Vol. 29. P. 90 – 96 [in Russian].Бердников И. М., Шегутов И. С., Золотарёв Д. П. и др. Возможности неразрушающего анализа каменных артефактов на примере материалов позднепалеолитических комплексов Южного Приангарья и Верхней Лены / Изв. Иркутского гос. ун-та. Серия Геоархеология. Этнология. Антропология. 2023. Т. 45. С. 26 – 54. DOI: 10.26516/2227-2380.2023.45.26Berdnikov I. M., Shegutov I. S., Zolotarev D. P. Possibilities of non-destructive analysis of stone artifacts using the example of materials from the Late Paleolithic assemblages of the Southern Angara region and Upper Lena / Izv. Irkutsk. Gos. Univ. Ser. Geoarkheol. Étnol. Antropol. 2023. Vol. 45. P. 26 – 54 [in Russian]. DOI: 10.26516/2227-2380.2023.45.26Бердников И. М. Портативный рентгенофлуоресцентный анализ в археологии каменного века: ограничения и возможности / Вестник Омского университета. Серия: Исторические науки. 2025. Т. 12. ¹ 1(45). С. 151 – 158. DOI: 10.24147/2312-1300.2025.12(1).151-158.Berdnikov I. M. Portable X-ray fluorescence analysis in stone age archaeology: limitations and possibilities / Vestn. Omsk. Univ. Ser. Istor. Nauki. 2025. Vol. 12. No. 1(45). P. 151 – 158 [in Russian]. DOI: 10.24147/2312-1300.2025.12(1).151-158Hunt A. M. W., Speakman R. J. Portable XRF analysis of archaeological sediments and ceramics / J. Archaeol. Sci. 2015. Vol. 53. P. 626 – 638. DOI: 10.1016/j.jas.2014.11.031Hunt A. M. W., Speakman R. J. Portable XRF analysis of archaeological sediments and ceramics / J. Archaeol. Sci. 2015. Vol. 53. P. 626 – 638. DOI: 10.1016/j.jas.2014.11.031Holmqvist E. Handheld portable energy-dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry (pXRF) / Hunt A. (ed.). The Oxford Handbook of Archaeological Ceramic Analysis. — Oxford: Oxford University Press, 2016. P. 363 – 381. DOI: 10.1093/oxfordhb/9780199681532.013.41Holmqvist E. Handheld portable energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) / Hunt A. (ed.). The Oxford Handbook of Archaeological Ceramic Analysis. — Oxford: Oxford University Press, 2016. P. 363 – 381. DOI: 10.1093/oxfordhb/9780199681532.013.41Чубаров В. М., Пашкова Г. В., Мальцев А. С. и др. Возможности и ограничения различных вариантов метода рентгенофлуоресцентного анализа при исследовании химического состава древней керамики / Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. ¹ 3. С. 195 – 209. DOI: 10.31857/s0044450224030019Chubarov V. M., Pashkova G. V., Maltsev A. S., et al. Possibilities and limitations of various X-ray fluorescence techniques in studying the chemical composition of ancient ceramics / J. Anal. Chem. 2024. Vol. 79. No. 3. P. 262 – 272. DOI: 10.1134/s1061934824030067Frahm E. Protocols, pitfalls, and publishing for pXRF analyses: From «know how» to «best practices» / J. Archaeol. Sci. Rep. 2024. Vol. 60. 104831. DOI: 10.1016/j.jasrep.2024.104831Frahm E. Protocols, pitfalls, and publishing for pXRF analyses: From «know how» to «best practices» / J. Archaeol. Sci. Rep. 2024. Vol. 60. 104831. DOI: 10.1016/j.jasrep.2024.104831Marino M. D., Stoner W. D., Fargher L. F., et al. Comparing three sample preparation techniques for portable X-ray fluorescence: a case study of Coarse Orange ceramic jars, Veracruz, Mexico / J. Archaeol. Sci. Rep. 2022. Vol. 41. 103315. DOI: 10.1016/j.jasrep.2021.103315Marino M. D., Stoner W. D., Fargher L. F., et al. Comparing three sample preparation techniques for portable X-ray fluorescence: a case study of Coarse Orange ceramic jars, Veracruz, Mexico / J. Archaeol. Sci. Rep. 2022. Vol. 41. 103315. DOI: 10.1016/j.jasrep.2021.103315Wawryk M. J., Hancock E. A. Portable XRF analysis in the Joe Lord and Perth Core libraries — methodology and case studies. — Perth: Geological Survey of Western Australia, Record, 2022. — 39 p.Wawryk M. J., Hancock E. A. Portable XRF analysis in the Joe Lord and Perth Core libraries — methodology and case studies. — Perth: Geological Survey of Western Australia, Record, 2022. — 39 p.Иванов А. В., Демонтерова Е. И., Ревенко А. Г. и др. История и современное состояние аналитических исследований в институте земной коры СО РАН: центр коллективного пользования «Геодинамика и геохронология» / Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. 0582. DOI: 10.5800/gt-2022-13-2-0582Ivanov A. V., Demonterova E. I., Revenko A. G., et al. History and current state of analytical research at the Institute of the Earth’s Crust SB RAS: Centre for geodynamics and geochronology / Geodyn. Tectonophys. 2022. Vol. 13. 0582 [in Russian]. DOI: 10.5800/gt-2022-13-2-0582Скузоватов С. Ю., Белозерова О. Ю., Васильева И. Е. и др. Центр коллективного пользования «Изотопно-геохимических исследований» ИГХ СО РАН: современное состояние методов изучения вещества на микро- и макроуровне / Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. 0585. DOI: 10.5800/gt-2022-13-2-0585Skuzovatov S. Yu., Belozerova O. Yu., Vasil’eva I. E., et al. Centre of isotopic and geochemical research (IGC SB RAS): current state of micro- and macroanalysis / Geodyn. Tectonophys. 2022. Vol. 13. 0585 [in Russian]. DOI: 10.5800/gt-2022-13-2-0585Амосова А. А., Пантеева С. В., Татаринов В. В., и др. Рентгенофлуоресцентное определение основных породообразующих элементов из образцов массой 50 и 110 мг / Аналитика и контроль. 2015. T. 19. № 2. С. 130 – 138. DOI: 10.15826/analitika.2015.19.2.009Amosova A. A., Panteeva S. V., Tatarinov V. V., et al. X-ray fluorescence determination of major rock forming elements in small samples 50 and 110 mg / Analit. Kontrol’. 2015. Vol. 19. No. 2. P. 130 – 138. DOI: 10.15826/analitika.2015.19.2.009Пашкова Г. В., Мухамедова М. М., Чубаров В. М. и др. Сравнительный анализ методик рентгенофлуоресцентного определения элементного состава археологической керамики из малых навесок / Аналитика и контроль. 2021. Т. 25. ¹ 1. С. 20 – 33. DOI: 10.15826/analitika.2020.25.1.001Pashkova G. V., Mukhamedova M. M., Chubarov V. M., et al. Comparative analysis of X-ray fluorescence methods for elemental composition determination of the archaeological ceramics from low sample quantity / Analit. Kontrol’. 2021. Vol. 25. No. 1. P. 20 – 33 [in Russian]. DOI: 10.15826/analitika.2020.25.1.001Pashkova G. V., Statkus M. A., Mukhamedova M. M., et al. A workflow for uncertainty assessment in elemental analysis of archaeological ceramics: a case study of neolithic coarse pottery from eastern Siberia / Heritage. 2023. Vol. 6(5). P. 4434 – 4450. DOI: 10.3390/heritage6050234Pashkova G. V., Statkus M. A., Mukhamedova M. M., et al. A workflow for uncertainty assessment in elemental analysis of archaeological ceramics: a case study of neolithic coarse pottery from eastern Siberia / Heritage. 2023. Vol. 6(5). P. 4434 – 4450. DOI: 10.3390/heritage6050234

The authors declare that there are no conflicts of interest present.