بررسي روند كربناتيزاسيون مجدد و شكل‌گيري كلسيت ثانويه در سفال‌هاي باستاني براساس مطالعات پتروگرافيك

An Investigation of re-Carbonation Process and Formation of Secondary Calcite in the Texture of Ancient Potteries by Petrographical Method

فرايند كربناتيزاسيون مجدد كاني‌هاي كربناته در ماتريكس سفال‌هاي تاريخي باتوجه?به بررسي شرايط محيط قرارگيري اثر و همچنين آسيب‌شناسي نمونه و پيش?گيري از آسيب‌هاي بعدي، داراي اهميت است. درصورتي‌كه، فرايند تجزيه فازهاي كربناته (مانند كلسيت CaCO3 و يا دولوميت Ca,Mg(CO3)2) طي مراحل پخت سفال، كامل‌نشده و يا كلسيم اكسيد (CaO) شكل‌گرفته به?سبب توقف فرايند پخت، به فازهاي پايدار دماي بالا تبديل‌نشود، اين تركيب مي‌تواند در مجاورت رطوبت (آب و يا بخار آب)، به فرم كلسيم هيدروكسيد (پرتلنديتCa(OH)2) درآيد. تنش حاصل از فشار كريستاليزاسيون و افزايش حجم ناشي از رشد اين فاز جديد، مي‌تواند سبب ايجاد ريزترك، ترك و جدايش در ساختار سفال گردد. همچنين، پرتلنديت قابليت جذب كربن دي‌اكسيد را دارد و پس از جذب (CO2)، به تشكيل كريستال‌هاي كلسيت ثانويه سرعت‌مي‌بخشد. در اثر تجزيه فازهايي چون گلنيت و آنورتيت در محيط مرطوب با (pH) اسيدي نيز، كلسيت ثانويه مي‌تواند تشكيل‌شود. فاز كربناته نسبت?به محيط اسيدي بسيار حساس بوده و با جذب (H+)، به بي‌كربنات محلول در آب تبديل?مي‌شود. پرتلنديت نيز قابليت انحلال در آب را دارد. بنابراين، توجه به حضور دانه‌هاي كربناته در ماتريكس سفال هنگام فرايند مرمت، بسيار قابل توجه است. هدف از نگاشتن اين مقاله، ارزيابي فرايند كربناتيزاسيون در سفال‌هاي باستاني از طريق مطالعه مقاطع نازك با استفاده از ميكروسكوپ پلاريزان است. از اين طريق، تخلخل ناشي از تجزيه فاز كربناته، روند هيدراسيون و كربناتيزاسيون مجدد كربنات، به‌صورت تشكيل پرتلنديت و كلسيت ثانويه، قابل بررسي است. مطالعات پتروگرافي نشانگر آن است كه بررسي فرايند كربناتيزاسيون مجدد در بافت سفال تاريخي، باتوجه‌ به عواملي چون نوع و منشا فاز كربناته، محيط دفن و تاثير آن بر ميزان تخريب اين فازها و تشكيل محصولات ثانويه كلسيم هيدروكسيد و كلسيت ثانويه، امكان‌پذير خواهد‌بود.

Re-carbonation process of calcareous phases in the texture of ancient potteries is important regarding the burial environment, pathology and prevention of future damages. If the decay process of carbonatic phases (e.g. calcite CaCO3 and dolomite Ca,Mg(CO3)2) during firing is not completed or calcium oxide (CaO) is not transformed to stable phases at high temperature (as a result of stop the firing), this can be combined with moisture (water or water vapor) and calcium hydroxide (portlandite: Ca(OH)2) can be formed. Crystallization pressure followed by increasing the volume from new growth phase can cause crevices (the narrow cracks), cracks and separations of the structure of pottery. Furthermore, portlandite can absorb carbon dioxide to form secondary calcite crystals. Formation of secondary calcite occurs after decomposition of gehlenite and anorthite in moist and acidic environment. Carbonate phase is very sensitive to the acidic environment and, by absorbing H+ , it is transformed to bicarbonate phase which is soluble in water. In addition, solubility of portlandite in water is well known and therefore the presence of carbonate grains in the matrix of pottery during conservation and restoration process is remarkable. The purpose of this paper is to review re-carbonation process through investigating the thin sections of ancient potteries by means of polarize microscope. Pores generated from decomposition of carbonate grain, re-carbonation and formation of new crystalline phases (such as portlandite and secondary calcite) can be detected by this method. Petrographical investigation of thin section of ancient potteries implies that the type and origin of carbonatic phase, burial environment and its effect on decomposition of carbonates, and formation of secondary products (portlandite & secondary calcite), are important parameters for investigating the re-carbonation process.