Chemical and structural changes in Cervus elaphus tooth enamels during fossilization (Lazaret cave): a combined IR and XRD Rietveld analysis

Michel, Véronique; Ildefonse, Philippe; Morin, Guillaume

doi:10.1016/0883-2927(95)00001-z

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“…In a large number of biochemical and isotope studies, enamel is considered to be stable and resistant to structural and chemical change over geological (Bocherens et al 1994, Glimcher et al 1990, Horn et al 1994, Kolodny et al 1996, Michel et al 1995, Michel et al 1996, Rink and Schwarcz 1995, Wang and Cerling 1994 as well as archaeological time scales , Elias et al 1982, Ericson 1993, Koch et al 1997, Lee-Thorp and van der Merwe 1991, NielsenMarsh and Hedges 2000, Price et al 2002, Price et al 1994a, Robinson et al 1986, Trickett et al 2003, Vernois et al 1987. Enamel and dentine contain the same carbonate hydroxyapatite mineral phase but their structure, formation process, crystal size and organic content are very different.…”

Section: Assessing the Biogenic Integrity Of Excavated Skeletal Tissuementioning

confidence: 99%

Passports from the past: Investigating human dispersals using strontium isotope analysis of tooth enamel

Montgomery

2010

Annals of Human Biology

285

261

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Use policyThe full-text may be used and/or reproduced, and given to third parties in any format or medium, without prior permission or charge, for personal research or study, educational, or not-for-prot purposes provided that:• a full bibliographic reference is made to the original source • a link is made to the metadata record in DRO • the full-text is not changed in any way The full-text must not be sold in any format or medium without the formal permission of the copyright holders.Please consult the full DRO policy for further details. AbstractStrontium isotopes are a powerful tool which provide information about provenance directly from the tissues of humans rather than the grave context and burial goods.Geographical variation in strontium isotopes is primarily controlled by the underlying geology but there are many other factors that need to be considered before migratory individuals can be identified. Consequently, despite many studies which have shown that the method works well, it is clear that much remains to be clarified and it will not work for every question or in every place. It rests on the assumption that people were sourcing their food locally and that there is a measurable strontium isotope difference between the place the person migrated from and the place they migrated to. As migrants may deliberately seek out familiar soil types and terrains in their new homeland, some questions surrounding major migration events may prove intractable for this technique. Other factors that can create heterogeneity or homogeneity leading to false positives or false negatives, such as human choices or coastal subsistence, are explored and the metabolism of strontium into human tooth enamel is discussed.Several models of land use choices by humans are presented to highlight the subtleties inherent in the isotope data and these are used to interpret archaeological human isotope ratios from three studies.

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Section: Assessing the Biogenic Integrity Of Excavated Skeletal Tissuementioning

confidence: 99%

Passports from the past: Investigating human dispersals using strontium isotope analysis of tooth enamel

Montgomery

2010

Annals of Human Biology

285

261

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“…Sin embargo este hecho debe ser analizado en detalle, como señalan Michel et al (1995), ya que los valores cristalográficos pueden estar condicionados negativamente por la presencia de carbonatos, aunque en general se incrementan con el contenido en flúor, proceso diagenético que se evidencia en los huesos largos de los vertebrados fósiles ( fig. 10C).…”

Section: Discussionunclassified

The paleontological site of Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava (Ciudad Real): Diagenetic processes and associated volcanism

Badiola¹,

Mazo²,

Ruiz³

2007

Estud. geol.

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IntroducciónEl yacimiento de Las Higueruelas se sitúa al suroeste de la Llanura Manchega, en una cuenca terciaria delimitada por los relieves paleozoicos-mesozoicos, conocida como «Campo de Calatrava». Esta región geológica está señalada por un extenso volcanismo alcalino que se extiende desde el Mioceno inferior hasta principios del Pleistoceno, Ancochea (1979), Ancochea et al. (1979) RESUMENEl yacimiento de Las Higueruelas constituye un escenario singular para el estudio de procesos diagenéticos relacionados con un contexto tafonómico complejo. Existen en él numerosos fósiles de vertebrados e invertebrados del Plioceno, preservados en unas particulares condiciones de enterramiento, lagunares y volcanoclásticas. Los procesos diagenéticos se han estudiado en molares de Hipparion y costillas de mastodonte Anancus y se han comparado con las mineralizaciones en molares de caballos y costillas de elefante actual Loxodonta. En los fósiles, la cementación por carbonatos es predominante, como se observa en las cavidades de los restos fósiles que están rellenos de carbonatos micríticos con total ausencia de procesos de dolomitización. La presencia de fragmentos de rocas basálticas, intercalados con los niveles fosilíferos, conlleva un marcado enriquecimiento en metales pesados, especialmente en los elementos menos compactos. Los resultados diagenéticos evidencian los diferentes cambios físicos y químicos observados en los fósiles estudiados (molares y costillas). Palabras clave: vertebrados fósiles, tafonomía, volcanismo, mineralogía, composición química, diagénesis. ABSTRACTThe paleontological site of Las Higueruelas presents a singular opportunity to study diagenetic processes in a complex taphonomical context. Numerous Pliocene vertebrate and invertebrate fossils were preserved in particular lagoonal and volcaniclastic conditions. The diagenetic processes were studied in molars of the equid Hipparion and in ribs of the mastodont Anancus and were compared with the mineralisation in the molars horse and ribs of the recent elephant Loxodonta. In the fossils, the cementation with carbonate is predominant, as seen in cavities in the fossils which are filled with carbonate micrite without dolomitisation. The presence of basaltic rock fragments, which are intercalated with the fossiliferous levels cause a marked enrichment in heavy metals, especially in the less compate elements. Diagenesis resulted in different chemical and physical changes in the fossils studied (molars and ribs).

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“…Como este mineral es termodinámicamente inestable, el ion hidroxilo suele quedar sustituido por otros iones en el medio sedimentario. Estos cambios se producen comúnmente dentro de su estructura mediante reemplazamientos isomórficos (Newesely, 1989;Piepenbrink, 1989;Michel et al, 1995). La incorporación de estos nuevos iones dentro de la estructura cristalina del apatito, debe empezar al mismo tiempo, o un poco después, que la fracción orgánica del hueso es destruida (Grupe & Piepenbrink, 1989;Tuross et al, 1989;Ayliffe et al, 1994;Hubert et al, 1996;Pfretzschner, 2000Pfretzschner, , 2001Pfretzschner, , 2004.…”

unclassified

Relationship of the cristallinity index (CI) with the age and content of F and CO<sub>3</sub> ions in vertebrate fossil samples

Merino¹,

Morales²

2008

Estud. geol.

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IntroducciónCuando los huesos quedan enterrados bajo tierra, su composición química está sujeta a cambios, unos rápidos y otros más lentos, que hacen que se destruyan o que fosilicen (Parker & Toots, 1980;Bocherens et al., 1997;Karkanas et al., 2000;Metzger et al., 2004;Carpenter, 2005 RESUMENSe ha determinado el índice de cristalinidad (IC) mediante difracción de rayos X de muestras actuales y fósiles pertenecientes a esmalte, dentina y hueso de metápodo de équidos, jiráfidos, rinocerótidos y proboscídeos de diferentes yacimientos neógenos españoles. Con estos valores de la cristalinidad del apatito se estima semicuantitativamente la evolución de los cambios diagenéticos ocurridos en el material óseo fósil. Se ha observado que el esmalte presenta un IC mayor que la dentina y hueso de metápo-do, debido a su estructura más compacta. Sin embargo, no hay una correlación clara entre el incremento de la cristalinidad y la edad de las muestras. Además, el contenido de flúor aumenta durante los procesos de fosilización y como consecuencia aumenta el IC en las muestras fósiles. Por otro lado, el enriquecimiento diagenético de carbonato no está relacionado con la edad de los yacimientos, pero al aumentar su contenido en el esmalte, dentina y hueso de metápodo, disminuye en ellos su IC. Los sedimentos adyacentes juegan un papel clave en los cambios de cristalinidad de los huesos fósiles, como es el caso de los yacimientos con arenas, donde las muestras tienen un IC alto, por el contrario los yacimientos de margas y arcillas tienen un IC más bajo.Palabras clave: Índice de cristalinidad, procesos diagenéticos, intercambio iónico, yacimientos neógenos. ABSTRACTThe crystalline fraction of enamel, dentin and metapodial bone of modern and fossil mammals were studied by X-ray diffraction analysis. The powdered samples were collected from several equids, giraffids, rhinocerotids and proboscideans of Spanish Neogene deposits. Changes in the crystallinity index (CI) of apatite are particularly useful to estimate later diagenetic changes in the fossil material. The enamel displays larger CI than dentine and metapodial bone since they have a more dense structure; furthermore there is not a clear relationship between the CI enlargement and the geological age of samples. In addition, the fluorine content increases during the fossilization process and accordingly the parameter CI increases in fossil samples. The carbonate enrichment is not linked to the age of the deposits; however this carbonate increase in enamel, dentine and metapodial bone reduces the CI parameter. The host sediments play an essential role in the crystallinity changes observed in fossil bones; e.g., in the silica sands case, samples display a high CI while in the claystone and chalks case, they display a lower crystallinity index.

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Chemical and structural changes in Cervus elaphus tooth enamels during fossilization (Lazaret cave): a combined IR and XRD Rietveld analysis

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Passports from the past: Investigating human dispersals using strontium isotope analysis of tooth enamel

Passports from the past: Investigating human dispersals using strontium isotope analysis of tooth enamel

The paleontological site of Las Higueruelas, Alcolea de Calatrava (Ciudad Real): Diagenetic processes and associated volcanism

Relationship of the cristallinity index (CI) with the age and content of F and CO<sub>3</sub> ions in vertebrate fossil samples

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