English Title: Petrological and geochemical characterization of Paracas-period ceramics and clay deposits along an east-west transect (Altiplano - Coast), southern Peru

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Abstract

Durch interdisziplinäre Arbeiten und Projekte konnte die Siedlungs- und Kulturgeschichte der südperuanischen Küste für den Zeitraum zwischen 1100 v. Chr. und 1500 n. Chr. nahezu lückenlos erforscht werden. Hypothetisch lässt sie sich für einen Zeitraum von etwa 5000 Jahren rekonstruieren. Obwohl Keramiken in den Anden immer von Bedeutung waren, lag der Schwerpunkte der Andenarchäologie stark auf dem Studium des Keramikstils. Dies bedeutet u.a. für die Paracas-Kultur (800-200 v.Chr.), eine der ersten keramikführenden Regionalkulturen, dass faktisch keine petrographischen und geochemischen Daten existieren. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Keramiken aus drei verschiedenen Paracas-zeitlichen Fundorten systematisch untersucht. Genauer handelt es sich um die Fundorte Jauranga (Andenfuß, 285 m ü NN), Collanco (mittlere Höhe, 1630 m ü NN) und Cutamalla (Altiplano, 3200-3400 m ü NN), die einen Tansekt vom Andenfuß hin zum Altiplano bilden, und die neben verschiedenen geologischen und geografischen Stufen verschiedenen zeitlichen Phasen der Paracas-Kultur zugeordnet werden können. Weiterhin konnten verschiedene Referenzmaterialien (u.a. Tone, Ziegel) diverser zeitlicher Sequenzen der Region Palpa analysiert werden. Phasenanalyse und geochemische Analyse wurden an Keramik sowie Referenz- bzw. Vergleichsmaterial durchgeführt. Die Phasenanalyse mittels Polarisationsmikroskopie, Raman-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie (XRD), wurde zur Bestimmung der mineralischen Zusammensetzung von Grundmasse und Magerungsbestandteilen verwendet. Die geochemische Zusammensetzung wurde durch Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) ermittelt. Anhand der naturwissenschaftlichen Analysenergebnisse lässt sich zusammenfassen, dass sowohl beim Vergleich der drei Fundplätze miteinander, als auch bei der Betrachtung des einzelnen Fundortes, lokale wie auch temporäre kompositionelle Unterschiede sichtbar werden. Die Phasenanalysen zeigen, in Bezug auf die dominierenden mineralischen Komponenten eine weitgehende Übereinstimmung. Unterschiede zwischen den keramischen Fragmenten beruhen auf den Akzessorien, Tonen und insbesondere den Magerungsbestandteilen. Basierend auf der mineralischen Zusammensetzung liegen die Brenntemperaturen für den Fundort Jauranga bei Tmax 800 – 950 °C, für Collanco bei Tmax 650 – 950 °C und für Cutamalla bei Tmax 650 – 900 °C. Die geochemische Analyse der Paracas-zeitlichen Keramiken zeigen, dass sich die untersuchten Keramiken, auf Basis der Alkali- und Erdalkalielemente, voneinander separieren lassen. Zudem sind teils deutlichen Schwankungen der Elementkonzentrationen ein Hinweis auf unterschiedliche Rezepte für die Keramikherstellung sowie ein Indiz für verschiedene Rohstoffquellen und Lokalitäten zur Gewinnung der Tone und Magerungsbestandteile. Der Vergleich zwischen Paracas-zeitlicher Keramik und analysierten Referenzmaterialien von regionalen Tonvorkommen konnte, außer für den Fundort Jauranga, trotz Ähnlichkeiten, keine eindeutige Identifizierung potentieller Herkunftsgebiete der Tonmassen ermöglichen.

Translation of abstract (English)

Through interdisciplinary researches and projects, it was possible to cover the settlement and cultural history of the southern Peruvian coast almost completely for the period between 1100 BC and 1500 AD. Hypothetically, it can be reconstructed for a period of around 5000 years. Although ceramics were always important in the Andes, the Andean archeology focuses on studying ceramic style. This means i.a. for the Paracas-culture (800-200 BC), one of the first ceramic leading regional cultures, that in fact no petrographic and geochemical data exist. In course of this dissertation, ceramics from three different Paracas finding sites were systematically analysed. More precisely, these finding sites are named Jauranga (Andean footzone, 285 m asl), Collanco (intermediate area between the coast and the highlands, 1630 m asl) and Cutamalla (highlands, 3200-3400 m asl), which form a transect from the Andean foot to the Altiplano. In addition to different geological and geographical levels, they can be assigned to different phases of the Paracas-culture. Furthermore, various reference materials (e.g. clays, bricks) of various temporal sequences from the Palpa region could be analyzed. Phase analysis and geochemical analysis were applied on pottery and reference materials. For phase analysis, polarization microscopy, Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) were used to determine the mineral composition and temper. The geochemical composition was determined by mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS). Based on the scientific measurements, it can be summarized that both local and temporary compositional differences become apparent when comparing the three sites with each other and when considering the individual site. Phase analyzes show a broad agreement with regard to the dominant mineral components. Differences between the ceramic fragments are due to the accessories, clays and especially the temper components. Based on the mineral composition, the estimated firing temperatures for Jauranga ceramics are Tmax 800 - 950 °C, for Collanco ceramics Tmax 650 - 950 °C, and for Cutamalla ceramics Tmax 650 - 900 °C. The geochemical analysis of shows that the examined ceramics can be separated from each other on the basis of alkali and alkaline earth elements. In addition, significant fluctuations in the element concentrations are an indication for different recipes used for ceramic production as well as an indication of different raw material sources and locations for the extraction of the clay and temper components. Except for the finding site Jauranga, the comparison between Paracas-period ceramics and analyzed reference materials did not allow a clear identification of potential origin of the clay masses.