Stratygrafie warstw malarskich polichromii ściennych

    Anna Żurek

Badania fizyko-chemiczne metodą SEM wraz z opracowaniem

    Magdalena Pańczyk, Leszek Giro

Próbki do badań

physical_tests

Na schemacie oznaczono miejsca pozyskania próbek do sporządzenia preparatów; wielkość 4 – 8 mm2 (warstwa malarska; warstwa malarska z zaprawą), 10 – 25 mm2 (zaprawa z pobiałą, zaprawa z polichromią monochromatyczną).
01 - zaprawa i pobiała.
05 - zaprawa i warstwa malarska.
06 - zaprawa i warstwa malarska.
07 - zaprawa i warstwa malarska polichromii figuralnej.
08 - zaprawa i warstwa malarska polichromii figuralnej.
09 - zaprawa i warstwa malarska polichromii figuralnej.
10 - zaprawa (narzut techniczny).
11 - zaprawa i warstwa malarska.
12 - zaprawa z polichromią monochromatyczną.
13B - zaprawa z polichromią monochromatyczną.

01. zaprawa, pobiała

physical_tests

Układ warstw od góry:
1. biała – grubość ok. 80 μm;
2. jasnożółta – grubość ok. 75 μm;
3. kremowa – grubość ok. 200 μm;
4. ciemna kremowa z ziarnistym wypełniaczem – zaprawa.

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

Analiza SEM-EDX potwierdza obecność czterech wartw malarskich. Warstwa biała i jasnożółta zawierają głównie mieszaninę bieli cynkowej i bieli barytowej, występujących w różnych proporcjach. W warstwie jasnożółtej stwierdzono dodatkowo obecność krzemianów i węglanów. Warstwa trzecia, kremowa, stanowi zaprawę, składa się z węglanu wapnia z domieszka prawdopodobnie dolomitu i niewielkich domieszek kwarcu.

05. zaprawa i warstwa malarska (ochra?)

physical_tests

Czerwona jednorodna warstwa z warstwą zaprawy (widoczne ziarna wypełniacza).

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

Warstwa czerwona znajdująca się niejako w obrębie zaprawy zawiera ochrę. Stwierdzono obecność związków żelaza, kwarcu i skaleni (potasowych i plagioklazów).

06. zaprawa i warstwa malarska (malowidło ornamentalne)

physical_tests

Układ warstw od góry:
1. cienka ciemna warstwa zabrudzeń
2. biała – grubość ok. 100 μm;
3. biała z przezroczystymi kryształami i czerwonymi ziarnami – zaprawa.

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

Warstwę drugą, białą stanowi zaprawa. Analiza chemiczna w mikroobszarze wykazała obecność kalcytu z niewielką domieszką dolomitu lub jest to kalcyt wysokomagnezowy. W obrębie warstwy białej występują pojedyncze ziarna ochry.

07. warstwa malarska (z malowidła figuralnego !)

physical_tests

Jednorodna czerwona warstwa, Na zdjęciu rozmazu warstwy widoczne duże, ostrokrawędziste kryształy o zabarwieniu brązowym. Jest to pigment pochodzenia naturalnego, najprawdopodobniej związek żelaza (III) – siena.

physical_tests

physical_tests

physical_tests

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

Warstwa zawiera mieszaninę tlenków żelaza, krzemianów i glinokrzemianów. Wyraźnie widoczne na obrazach BSE , duże (powyżej 100 μm dlugości) ostrokrawędziste okruchy to kwarc.

08. zaprawa i warstwa malarska (z malowidła figuralnego, w tej warstwie chronologicznej zachowany ryty gmerk przedstawieniowy i napis wotywny !)

physical_tests

Układ warstw od góry:
1. cienka czerwona – grubość ok. 10 μm;
2. biała z przezroczystymi kryształami i czerwonymi cząstkami – zaprawa.

physical_tests

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

W pierwszej warstwie malarskiej stwierdzono obecność związków żelaza (ochra), a także prawdopodobnie obecna jest minia. Obecny jest też fosfor????? Druga warstwę stanowi kalcytowa zaprawa.

09. warstwa malarska (z malowidła figuralnego !)

physical_tests

Pobiały, przypuszczalnie w dwóch warstwach.

physical_tests

physical_tests

Dominującym składnikiem obu warstw jest kalcyt, podrzędnie z domieszkami krzemianów i glinokrzemianów.

10. zaprawa i warstwa malarska

physical_tests

Układ warstw od góry:
1. biała z przezroczystymi kryształami
2. cienka czerwona (fragmenty)
3. biała z przezroczystymi kryształami i czerwonymi cząstkami – zaprawa.

physical_tests
physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

czerwoną ramką oznaczono fragment powiększony na obrazie poniżej

physical_tests

W pierwszej warstwie malarskiej obecne są bardzo liczne kryształy kwarcu, ziarna ochry, a wypełnienie stanowi mieszanina zaprawy wapiennej, plagioklazów i tlenków żelaza. Druga warstwa, występująca jedynie miejscami składa się głównie z mini. Trzecia warstwa to zaprawa wapienna.

11. zaprawa (pod warstwą z polichromią i gmerkiem - prawdopodobnie narzut techniczny pierwotny)

physical_tests

Biała zaprawa ze skupiskami czerwonymi, białymi i półprzezroczystymi.

physical_tests

Zaprawa wapienna zawierająca liczne okruchy kalcytu, kwarcu, ochry, a także pojedyncze ziarna rutylu.

12. zaprawa z pigmentem

physical_tests

Na wierzchu próbki występuje cienka czerwona
warstwa malarska leżąca na grubej zaprawie,
od spodu której również widoczna jest
czerwona warstwa malarska

physical_tests
physical_tests

physical_tests

W obrębie zaprawy wapiennej występują liczne, bardzo duże (powyżej 100 μm długości) ziarna kwarcu. Sporadycznie spotykane są pojedyncze ziarna gipsu.

13.B zaprawa (i pigment?).

physical_tests

Układ warstw od góry:
1. cienka czerwona – grubość ok. 15 μm;
2. biała jednorodna – grubość ok. 165 μm – pobiała;
3. biała z przezroczystymi kryształami i czerwonymi cząstkami – zaprawa.

We wszystkich badanych zaprawach występują kokkolity, czyli wapienne płytki wytwarzane przez planktoniczne, jednokomórkowe glony z gromady Chrysophyta (rząd Coccolithophorales) masowo rozwijające się w morzach począwszy od młodszego mezozoiku. Największy rozkwit tej grupy organizmów nastąpił w epoce kredowej, szczególnie w kredzie górnej. Organizmy te mają znaczenie skałotwórcze a także stratygraficzne, czyli pozwalają na określenie wieku względnego skał osadowych, w których występują. Analizując skład taksonomiczny zespołów kokkolitów, in. nanoplanktonu wapiennego, można wskazać okres geologiczny, w którym utworzyły się badane skały. Zmiany ewolucyjne, które nastąpiły w tej grupie organizmów, polegające na pojawianiu się nowych gatunków i wymieraniu innych, pozwoliły na wyróżnienie tzw. poziomów stratygraficznych, odpowiadających średnio ok. 2 milionom lat. Tego typu analiza zespołu nanoplanktonu zastosowana została uprzednio z powodzeniem w badaniach zapraw z ikon XV-XVIII w, z obszaru południowo-wschodniej Polski (Pańczyk i inni 2012), gdzie dobrze i bardzo dobrze zachowane kokkolity, pozwalały na ich identyfikację gatunkową. Wynika to z jednej strony z dużej odporności kokkolitów na procesy diagenezy zachodzące w osadach gromadzących się na dnie mórz i oceanów oraz rozpuszczanie pod wpływem wody słodkiej (zbudowane są z tzw. kalcytu wysokomagnezowego), z drugiej zaś ich mikroskopijne rozmiary (większość mieści się w przedziale od 2 do 10 μm) chroniły przed zniszczeniem mechanicznym podczas przygotowywania zapraw malarskich i murarskich. W przypadku fresków kokolity są silnie przeobrażone, często rozpuszczone bądź nadtrawione co wymagało badań skaningowym mikroskopem elektronowym nie przekroi przez warstwy malarskie, ale odłupków zapraw, w celu identyfikacji skamieniałości przewodnich. Analiza geologiczna, na tym etapie badań wskazuje raczej na pozyskanie kredy z tzw. "kry kredowej" (translokowanej przez lodowiec na obszar Białorusi – materiał lokalny) niż z odsłaniającej się kredy platformowej, która na tym obszarze zalega dość głęboko. Pośród pigmentów idntyfikowano ochry, sporadycznie z domieszką minii. Materiał zanieczyszczony kwarcem.