The application of visible/near‐infrared reflectance (VNIR) spectroscopy to chert: A case study from the Dover Quarry sites, Tennessee

Abstract

Prehistoric cultural material is commonly composed of chert, due in large part to its physical properties that are conducive to tool manufacture. Despite its ubiquity, archaeologists are faced with an arduous task when attempting to source chert artifacts to known quarries/deposits. The application of visible/near-infrared reflectance (VNIR) spectroscopy to chert sourcing attains a cost-efficient, fast, non-destructive, and accurate means of identifying material type and geologic/geographic origin. This study examines the merits of VNIR spectroscopy within chert sourcing studies by highlighting a material-based case study from the Dover Quarry sites, Tennessee. Results demonstrate the ability of VNIR spectroscopy to differentiate chert types from different geologic formations with 98% accuracy. However, accuracy significantly decreased when attempting to distinguish particular outcrops within the same formation. Although the application of VNIR spectroscopy to chert sourcing is in its experimental phase, the preliminary results compare favorably with other provenance techniques whose aim is to quantify inter-outcrop variation.

Tras La Huella Del Sílice Pampino: Nuevas Metodologías Para El Rastreo De Las Áreas Fuente De Aprovisionamiento Lítico en Taltal

“…La espectroscopía de reflectividad en el rango visible a infrarrojo cercano (VIS/NIR -o VNIR-: 0,35-2,5 µm) (Clark 1999) se destaca como una técnica precisa, veloz, eficiente en términos de costo y no destructiva para rastrear fuentes líticas (Hubbard et al 2005;Parish 2011). …”

“…Asumiendo que la asignación de un tipo de roca a una fuente específica de origen (o sourcing) constituye un problema de probabilidad estadística, debido a la existencia de una alta heterogeneidad a nivel físico y composicional dentro de la mayoría de las fuentes de rocas silíceas (Luedtke 1979;Shackley 2008), desarrollar estrategias de muestreo exhaustivo resulta clave para abordar la variabilidad vertical y horizontal derivada de procesos paleoambientales y post-depositacionales que incidieron en la formación de estas fuentes (Parish 2011).…”

“…La espectroscopía VNIR hace posible un análisis rápido y a la vez detallado de las propiedades de reflectividad de un gran volumen de muestras líticas, permitiendo cuantificar los rangos de variabilidad que caracterizan a una determinada fuente y así mejorar el nivel de resolución geográfica y geológica de los estudios de procedencia (Parish 2011). Los resultados experimentales del empleo de esta técnica demuestran su capacidad para diferenciar con certeza entre rocas silíceas y no silíceas, pero también entre tipos de rocas silíceas macroscópicamente similares, con un alto porcentaje de acierto (98%) en la asignación de las muestras analizadas a sus respectivas categorías de pertenencia (Hubbard et al 2005).…”

Mapping stone: using GIS spatial modelling to predict lithic source zones

“…Finally, geochemical characterisation and artefact sourcing would provide a further valuable test of source locations and predictive models, as attested by recent publications on this subject (Frahm, 2012;Koster, et al 2012;Parish, 2011). M A N U S C R I P T…”

Going the distance: Mapping mobility in the Kalahari Desert during the Middle Stone Age through multi-site geochemical provenancing of silcrete artefacts

“…The most accurate means of determining source locations is through geochemical provenancing of lithic raw materials. A range of stone types have been used successfully in provenancing studies, including obsidian (e.g., Shackley, 1995;Roth, 2000;Negash and Shackley, 2006;Vogel et al, 2006;Eerkens et al, 2007;Negash et al, 2007;Morgan et al, 2009;Phillips and Speakman, 2009;Smith, 2010;Smith and Kielhofer, 2011;Ambrose, 2012;Freund, 2013), chert (e.g., Thacker and Ellwood, 2002;Evans et al, 2007;Milne et al, 2009;Parish, 2011;Gauthier et al, 2012;Speer, 2014;Boulanger et al, 2015), flint (e.g., Moroni and Petrelli, 2005;Navazo et al, 2008;Olofsson and Rodushkin, 2011;Ekshtain et al, 2014), dolerite (e.g., Gallello et al, 2016), quartzite (e.g., Pitblado et al, 2013), and, recently, silcrete (Nash et al, 2013a,b).…”