Spectroscopic analysis of lead tin yellow pigment in medieval necklace beads from Kernavė-Kriveikiškės cemetery in Lithuania

LTAtliktas kaklo vėrinio (kapas Nr. 232) biserinių geltonų karoliukų iš Kernavės-Kriveikiškių kapinyno, kuris datuojamas XIII–XIV a., tyrimas. Derinant kelis analizinius metodus nustatyta karoliukų sudėtis bei geltoną spalvą suteikiantis pigmentas. Tiriamų karoliukų SEM nuotraukoje matyti sferinės formos 2–3 μm aglomeruoti grūdeliai, pasiskirstę gana tolygiai ir linkę sudaryti vientisą struktūrą. EDS rezultatai parodė, kad tiriamų karoliukų sudėtyje yra gana daug švino – 45,33 wt%, silicio – 2,86 wt%, taip pat alavo – 18,67 wt%. XRD difraktogramoje matyti viena kristalinė fazė, priskirtina junginiui PbSn0,76Si0,24O3. Apibendrinę SEM / EDS ir RSD rezultatus padarėme išvadą, kad geltonus karoliukus sudaro kristalinė-stikliška medžiaga ir jie pagaminti II tipo Pn–Sn geltonojo pigmento (PbSn0,76Si0,24O3) pagrindu. Jokių kitų pigmentų nebuvo nustatyta. Nustatyta geltonų karoliukų cheminė sudėtis ir struktūra suteikė svarbios informacijos apie technologinį stiklo karoliukų gamybos potencialą, tačiau neatskleidė karoliukų kilmės; vis dėlto tai puiki pradžia tyrinėjant unikalius Kernavės kapinyno radinius.

ENCombination of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energydispersive X-ray microanalysis (SEM / EDX), infrared spectroscopy and Raman microspectroscopy was applied to identify the chemical composition and characterize pigments on glass beads from necklaces found in the Kernavė-Kriveikiškės cemetery in Lithuania, dated back to the 13-14th centuries. Raman measurements conclusively prove that lead tin yellow type II pigment is the main material of the yellow opaque beads. Based on XRD studies, the average crystallite size of the bead pigment (PbSn0.76Si0.24O3) was found to be 159 nm. No evidence for the presence of other pigments was found. The analysis of the results has clearly demonstrated that the methodological approach applied for the investigation of such beads’ composition is appropriate, effective and reliable. The spectroscopic analysis of the chemical composition and structure of necklace beads provided an important information on the technological features and potentiality of the ancient production of glass beads.