Geoquímica, mineralogia e luminescência de um mundo pré-histórico em negativo: do neolítico à idade do bronze região do Alentejo

Abstract

Os trabalhos de investigação arqueológica realizados nos últimos anos no Sul de Portugal têm revelado a existência de estruturas arqueológicas negativas com arquiteturas e funcionalidades inéditas, que levantaram questões quanto à sua dinâmica de preenchimento e cronologia. Estas estruturas (fossos, fossas e hipogeus) estão associadas a sociedades Pré-Históricas, do Neolítico à Idade do Bronze, e foram escavadas em formações carbonatadas e materiais de alteração de granitos, e de dioritos e gabros associados. Neste trabalho estudaram-se diferentes fracções granulométricas de materiais de preenchimento das estruturas negativas e contexto geológico com uma nova abordagem: (i) composição química (ativação neutrónica e fluorescência de raios-X), (ii) composição mineralógica (difração de raios-X), (iii) estudos de luminescência estimulada oticamente e termicamente, e (iv) datação por luminescência dos materiais de preenchimento. As diferenças encontradas na granulometria, composição química e mineralógica, nomeadamente da fração argilosa das diferentes formações estudadas, permitiram definir condições paleoambientais para os materiais de preenchimento das estruturas negativas, bem como diferenciar as formações carbonatadas: (i) calcretos freáticos, (ii) calcretos lacustes (jovens/maduros e pobres/ricos em Mg) e (iii) formações detríticas carbonatadas. Os resultados da luminescência combinados com os da mineralogia e geoquímica (complementando os da arqueologia) permitiram contribuir para a identificação de diferentes fases na sequência de preenchimento das estruturas, a proveniência dos materiais e o tipo de relação com o substrato geológico, destacando-se o papel dos elementos traço, particularmente das terras raras. A datação por luminescência confirmou em alguns casos a sequência cronológica estabelecida pela interpretação arqueológica. Contudo, verificou-se que em outras situações a idade de luminescência foi afectada por uma grande contribuição de materiais geológicos e/ou pela presença de calcite. Para atenuar o efeito da calcite propõe-se uma nova abordagem metodológica para o cálculo da taxa de dose, permitindo re-interpretar as idades determinadas. Desta forma, contribuiu-se para o conhecimento da composição e comportamento de amostras de natureza geológica sujeitas a processos de meteorização naturais e antrópicos, numa perspectiva interdisciplinar para uma melhor compreensão de um “mundo Pré-Histórico negativo” na região do Alentejo.

Archaeological research developed in recent years in South Portugal has revealed negative archaeological structures with original architectures and features, posing questions related to their chronology and fill dynamics. These structures (ditches, pits and hypogeum) have been excavated in carbonate-rich rocks and materials derived by weathering of granites, diorites and associated gabbros. They are related with Pre-Historic societies, from the Neolithic through the Bronze Age. In this work, different granulometric fractions of the fill materials of the negative structures and geological contexts have been studied by an innovative approach comprising: (i) chemical composition (neutron activation analysis and X-ray fluorescence), (ii) mineralogical composition (X-ray diffraction), (iii) thermo and optically stimulated luminescence profiling, and (iv) luminescence dating of fill materials. Results found for granulometry, chemical and mineralogical composition, particularly of the clay fraction, enable differentiation of the paleoenvironments of the fill materials, as well as classification of the carbonate-rich materials: (i) phreatic calcretes, (ii) lacustrine calcretes (young/mature and poor/rich in Mg) and (iii) carbonate detrital formations. Luminescence together with geochemical and mineralogical results (complementing archaeological ones) contributed to the identification of different phases in the stratigraphic sequence, materials provenance and relation with the geological background, with particular emphasis in the role of trace elements, namely rare earth elements. Luminescence dating is often in accordance with archaeological interpretations of stratigraphy. Nevertheless calcite and/or the contribution of geological materials disturb the obtained age. In order to attenuate the effect of calcite, a new methodological approach is proposed in this work for the dose rate estimation, allowing a re-interpretation of the obtained age. Thus this work contributes to better establish behaviour of geological materials subjected to natural and anthropogenic weathering effects, in an interdisciplinary point of view, and better understanding the “negative Pre-Historical world” in the Alentejo region.