analisi mineralogico-petrografiche di alcune malte provenienti dal sito di San Vincenzo al Volturno

(n) giorgio trojsi

analisi mineralogico-petrografiche di alcune malteprovenienti dal sito di San Vincenzo al Volturno

Si riportano i risultati delle indagini mineralogico-petrografiche condotte su 28 frammenti di malta provenientidall'Abbazia di San Vincenzo al Volturno attribuibili, crono-logicamente, ad un periodo che va dal IX all'XI sec. d.C.(tav.1O).

Metodologie analiticheDlFFRAZIONE DEI RAGGI X (XRD)La diffrazione dei raggi X I, basata sull'irraggiamento

clel campione con un fascio monocromatico prodotto cia unopportuno generatore, consente l'individuazione e il ricono-scimento delle fasi mineralogiche presenti nel campione ana-lizzato, in funzione del loro grado di cristallinita e permettela determinazione qualitativa e semiquantitativa delle com-ponenti. II campione di norma viene macinato e finementepolverizzato per migliorare la statistic a di conteggio, ottenen-do una buona riproducibilita dei risultati. Ove non sia possi-bile, I'analisi puo essere effettuata sulla superficie tal quale.

Le analisi sono state effettuate con un diffrattometro araggi X Ital Structures 3K5 can tuba al cobalto operante a 35KV e 30 mA e monocromatore suI fascio diffratto, analizza-tore multicanale portatile (4096canali), rivelatore curvilineoa filo a Busso di gas (miscela argon-etano 15%, tempo di con-teggio di 1800 secondi,tale da consentire una buona statisti-ca. L'interpretazione dei diffrattogrammi e stata effettuatausando un metodo moderno computerizzato che permetteun confronto sufficientemente rapido tra Ie posizioni dei pic-chi presenti in ciascuno spettro e quelle delle sostanze cri-stalline di riferimento contenute in una specifica banca datil.

(OJ Universita degli Studi SUOI'OrsolaBenincasa, Napoli, Laboratorio didiagnostica.

I Bonissoni, Ricci Bitti 1'/55; KIng,.Alexander 1954-

I campioni scelti sono stati preparati in maniera dapoter essere adattati per Ie analisi. A tal proposito dopo aver-ne evidenziato la struttura, Ie caratteristiche superficiali e inmaniera indiretta il grado di consistenza mediante stereomi-croscopio, da ciascun campione sono state prelevate piccoleparti che sono state successivamente macinate in mortaiod'agata ottenendo una polvere a grana finissima da sottopor-re a diffrazione dei raggi X. Successivamente sono state pre-levate altre porzioni con cui sono state realizzate Ie sezionisottili da osservare con un microscopio petrografico a lucepolarizzata.

Nella tabella 1 sono indicate Ie fasi mineralogichericonosciute mediante diffrazione dei raggi X.

INVENTARIO CALCITE QUARZO fELD5PATI 0551DI fIE

Usm 38 +++ ++ +

Usm 509 +++ + + +

Usm 512 +++ + ++ +

Usm 572 Centro +++ + ++ +

Usm 572 Ovest +++ + ++ +

Usm 572 Est +++ + ++ +

Usm 585 +++

Usm 754 +++

Usm 955 +++ + ..

Usm 3004 +++ + +

Usm 3016 +++

Usm 3030 +++ +

Usm 3223 +++

Usm 3243 +++

Usm 4376 +++

Usm 4603 Nord +++ ++ +

Usm 4603 5ud +++ ++ +

Usm 4603 Centro +++ ++ +

Usm 4610 +++ + +

Usm 4618 Ovest +++ + + +

Usm 4618 Est +++ + + +

Usm 955 Ovest +++ + + +

Usm 955 Est inferlore +++ + + +

Usm 955 Est superiore +++ + + +

Usm 10052 +++ + ++ +

Usm 2146 +++ ++ +

Muro triconco +++ .

Usm 354 +++

Tabella 1 - Composizione mineralogica dei pigmentianalizzati

Legenda: +++ abbondante, ++ mediamente abbon-dante, + scarso, ± tracce

L'analisi diffrattometrica condotta sulle malte prove-nienti da San Vincenzo al Volturno ha rilevato, in tutti icampioni, un'alta percentuale di calcite (CaC03), di fel-dspati (perlopili anortoclasio, Na,K(Si3AI)08), attestati in unbuon numero di frammenti, in quantita pili 0 meno elevatee la presenza pili sporadica tanto degli ossidi di Ferro (emati-te Fe203, magnetite Fe304), quanto del quarzo (Si02).Seguono, a titolo di esempio, due spettri di diffrazione X conIe relative fasi mineralogiche attestate.

Analisi al microscopio ottico a luce polarizzata disezioni sottili

Si tratta di una tecnica distruttiva che precisa e com-pleta Ie informazioni ottenute mediante l'esame al microsco-pio stereoscopico e permette di definire e approfondire laconoscenza della struttura del manufatto stesso, ovvero deirapporti reciproci di forma e dimensioni. II microscopio pola-rizzatore serve a studiare i fenomeni di interferenza e di pola-rizzazione dell a luce caratteristici nei vari minerali. La luceviene polarizzata da un filtro (tipo nicol), situato al di sottodel condensatore, e, dopo aver attraversato il materiale inesame viene raccolta da un secondo filtro polarizzatore (ana-lizzatore), posto al di sotto dell'oculare. Le proprieta ottiche

I.

Spettro di diffrazione X delia malta 4376.Legenda: C - calcite2.Spettro di diffrazione X delia malta 5 181Superiore. Legenda: C • calcite; Q - quarzo:F - feldspati; E - ematite

3.Schema per rapprezzamentodelia dassazione

dei minerali sana state studiate sia usando il polarizzatore dasolo (a nicols paralleli), per determinare I'indice di rifrazionedei cristalli e compiere osservazioni sUlla lara forma sia canpolarizzatore e analizzatore (a nicols incraciati) per determi-nare la natura dei diversi minerali presenti 3.

II campione deve avere dimensioni tali da essere rap-presentativo delle caratteristiche petragrafiche del materialein esame e va preventivamente preparato.

RisultatiPRE MESSA

E stato svolta una caratterizzazione di materiali lapideiartificiali.

Sui campioni sana state eseguite analisi petrografichein sezione sottile.

Le indagini sana state eseguite secondo Ie indicazionidei documenti redatti dalla Commissione Normal (rcR _CNR).

In particolare:per la preparazione di sezioniNormal 14/83: Sezioni sottili e lucide di materiali lapi-

dei: tecnica di allestimentoper la caratterizzazione dei materiali lapidei artificialiNormal 27/88: Caratterizzazione di una maltaNormal 12183: Aggregati artificiali di clasti e matrice

legante non argillosa: schema di descrizioneDi seguito si riportano i diagrammi utilizzati dalle

Raccomandazioni Normal cui si fa riferimento nel testa:1. per I'apprezzamento delIa cIassazione e stato utiliz-

zato il diagramma seguente:

2. per la valutazione dell'addensamento e stato usato10 schema seguent~:

per la valutazione dell'arrotondamento e della sferici-ta 10 schema seguente:

ARROTONDAMENTOSFER'CITA

FORTEMENTE ANGOLOSO sus- SU8- ARAOTONDANGOLOSO ANGOLOSO ARAOTOND

ALTA 0 0 0 Q 0MEDIA 0 0 0 C) 0SASSA <> 0 Q C> 0

MOlTO 8ASSA <::::> c::::::::. <:::::) ~ w

Seguono, a titolo di esempio, tre analisi di sezioni sot-tili condotte secondo Ie indicazioni dei Documenti Normal12/83 e 15/84, indicative dei possibili tre gruppi di malte indi-viduati.

Analisi minero-petrografica su sezione sottile(secondo Ie indicazioni dei Doc. Normal 12/83 e 15/84)Bene oggetto degli esamiFrammento di maltaDenominazione campioneS. Vincenzo USM 354 (taw. 17 e 18)

4.Schema per la valutazionedell'addensamentoS.Schema per la valutazionedell'arrotondamento e delia sfericici

4 La classazione indica l'intervallodimensionale "delJ'inerte" (aggregato).Un "inerte" ben selezionato(ad es. composto da granuli didimensioni comprese nel ristrettointervallo dimensionale 0,8 mm-I,omm) si dice ben classato. Un inertescarsamente selezionato (mal classato)e costituito da granuJi aventidimensioni fra lora molto diverse(ad es. da 0,1 mm a 4 mm).

RisultatiSana riportati in schede descrittive redatta in base aIle

indicazioni del Doc. NORMAL 12183= "Aggregati artificiali diclasti e matrice legante non argillosa. Schema di descrizione"

Caratteristiche dell'aggregato ("inerte")G ranulometria

CONGLOMERATICA ARENACEA SILTOSA

Media (32-16 mm) Molto grossolano (2- I X Grossolano (1/16-1/32mm) mm)

Medio fine (IS-S Grossolano (1-112 mm) X Medio (1/32-1/64 mm)mm)

Fine (S-4 mm) Medlo (112-1/4 mm) X (1/64 - 1/12S mm)

Micro (4-2 mm) Fine (1/4-I/S mm) X Argilloso « 1/12S mm)

- Molto fine (1/S-1/16 -mm)

Dlmensioni estreme presentate dai granuli: 2 - 0,13 mm

Classazione (4) Distribuzione delI'aggregato entro lamatriceMolto ben c1assato Omogenea X

Ben classato Concentrata in letti

Moderatamente c1assato X Concentrata in nuvole

Scarsamente c1assato

Assai scarsamente c1as-sato

Per l'apprezzamento delIa classazione e stato utilizza-to il diagramma della fig. 3.

Orientamento dei granuli Addensamento (Rapporto% granuli/legante)

Non orientati X Basso (20 %) X

Iso-orientati Medio (30 %)

Alto.<~O %)

Per la stima dell'addensamento e stato utilizzato il dia-gramma di figura 4.

TIPOLOGIA DIMENSION 1 ARROTONDAMENTO SFERICITA (2) !PIU USUALI (I)(MM)

Marmi, calcari e 2-0,125 Arrotondato Altaargillltl di dimen-sion! varlabill

(1) Classi di arrotondamento: Fortemente angoloso; Angoloso; Sub-angoloso; Sub-arrotondato;Arrotondato.

i(2) Classi di sfericita: Alta; Media; Bassa; Molto bassa.

Per l'apprezzamento delIa forma dei clasti e state uti-lizzato il diagramma di figura 5.

Struttura Tessitura

Omogenea Colloforme omogenea

A gruml X Colloforme dlsomogenea a plaghe dl rlcrl- Xstallizzazione

. " Mlcrltica « 4 um)

Microsparltlca (4-10 um)

Sparltlca (> 10 um)

Nell'analisi microscopica non sono state osservateinterazioni (orli di reazione) tra i clasti dell' aggregato e lamatrice.

Caratteristiche porosimetriche

Percentuale del Bassa « 20 %) Media Alta (> 40 %)pori (20.40 %)(stlma delia poro-sita totale)

Origine delia Da granull del- Da sutura granuli Da matrice-porosita I'aggregato - matrlce a causa legante

delia cattlva ade-renza

X

X X

Forma del pori Bollosa A Fessura Irregolare

X X

Analisi minero-petrografzca su sezione sottile(secondo Ie indicazioni dei Doc. Normal 12183 e 15/84)Bene oggetto degli esamiFrammento di maltaDenominazione campioneS. Vincenzo USM 955 ovest (taw. 19 e 20)RisultatiSono riportati in schede descrittive redatta in base aIle

indicazioni del Doc. NORMAL 12/83: "Aggregati artifzciali diclasti e matrice legante non argillosa. Schema di descrizione"

Caratteristiche dell'aggregato ("inerte")

• La classazione indica l'intervallodimensionale "dell'inerte" (aggregato).Un "inerte" ben selezionato (ad es.composto da granuli di dimensionicomprese nel ristretto intervallodimensionale 0,8 mm-I,o mm)si dice ben c1assato. Un inertescaISamente selezionato (mal c1assato)e costituito da granuli aventidimensioni fro lora molto diverse (ades. da 0.1 mrn a 4 mm).

CONGLOMERATICA ARENACEA SILTOSA

Media (32-16 mm) Molto grossolano (2- GrossolanoI mm) (1/16-1/32 mm)

Medlo fine (18-8 mm) Grossolano (I- 1/2 X Medlo (1/32- Imm) 1/64 mm}

Fine (8-4 mm) Medlo (1/2-1/4 mm) X Fine (1/64 -11128 mm)

Micro (4-2 mm) Fine (1/4-1/8 mm) X Argilloso «1/128 mm)

. Molto fine (1/8- 1/16mm)

Dlmensionl estreme presentate dal granuli: I- 0,13 mm

ConcentrataIn lettlConcentratain nuvole

I I~J~~~_~L- ~I

Distribuzione dell'aggregato entro Ia matrice

Per l'apprezzamenta delIa classaziane e stata utilizzatail diagramma di figura 3

Orientamento dei granuIiNon orientati X Basso (20 %) X

Iso-oriilntatl Medlo (30 %)

Alto (50 %)

Addensarnento (Rapporto % granulillegante)

Per Ia stima dell'addensarnento e stato utiIizzato iI dia-grarnrna di figura 4

Tipologia Dimensionl Arrotondame Sfericitapi •• usuali nto (I> (2)(mm) ~

Calcari, marmi e argllliti a granu- 1-0,13 Arrotondato. Altalometria variablle

Calcite, k.feldspatl e ossldi dl 0,2-0,125 Sub-angoloso Bassaferro

(l) Classi di arrotondamento: Fortemente angoloso; Angoloso; Sub-angoloso; Sub-arrotondato;!Arrotondato.

(2) Classi di sferieita: Alia; Media; Bassa; Molto bassa.I

Per I'apprezzarnento della forma dei clasti e stato uti-Iizzato iI diagramma di figura 5

I Struttura TesslturaI

Omogenea Colloforme omogenea

A gruml X Colloforme disomogenea a plaghe dl X

. '. rlcrlstallizzazlone

Mlcrltica « 4 um)

Microsparitica (4-10 um)

Sparitica (> 10 um)

Nell'analisi microscopica non sono state osservate inte-razioni (orli di reazione) tra i clasti dell' aggregato e la matrice.

Percentuale del pori Bassa « 20 %) Media (20 - 40 %) Alta (> 40(stima delia porosita %)totale)

X

Origine delia Da granuli Da sutura granuJl - Da matriceporosita dell'aggregato matrice a causa - legante

delia cattiva ade-renza

X X

Forma del pori Bollosa A Fessura Irregolare

X X

Analisi minero-petrografzca su sezione sottile(secondo Ie indicazioni dei Doc. Normal 12183 e 15/84)Bene oggetto degli esamiFrammento di maltaDenominazione campioneS. Vincenzo USM 2146 (taw. 21 e 22)

RisultatiSana riportati in schede descrittive redatta in base aile

indicazioni del Doc. NORMAL 12183: "Aggregati artifzciali diclasti e matrice legante non argillosa. Schema di descrizione"

Caratteristiche dell'aggregato ("inerte")G ranulometria

ICONGLOMERATICA ARENACEA SILTOSA,I Media (32- 16 mm) Molto grossolano Grossolano (1/16-I (2-1 mm) 1/32 mm)Medio fine 18-8 mm) X Grossolano (I - 1/2 X Medlo (1/32-1/64

mm) mm)Fine (8-4 mm) X Medlo (112-1/4 mm) X Fine (1/64 - 1/128

mm)Micro (4-2 mm) X Fine (1/4-1/8 mm) X Argllloso « 1/128

mm)

- Molto fine (1/8-1/16mm)

Dlmenslonl estreme presentate dai granuJl: 10 - 0, I 3 mm

• La classazione indica l'intervallodimensionale "dell'inerte" (aggregato).Un "inerte" ben selezionato (ad es.composto da granuli di dimensionicomprese nel ristretto intervallodimensionale 0,8 mm-I,o mm)si dice ben classato. Un inertescarsamente selezionato (mal classato)e costituito da granuli aventidimensioni fra 10TO molto diverse (ades. da 0,1 mm a 4 mm).

Classazione 6

Distribuzione dell'aggregato entro la matrice

Molto ben classato Omogenea X

Ben c1assato Concentrata in letti

Moderatamente c1assato X Concentrata in nuvole

Scarsamente c1assato

Assai scarsamente c1as-sato

Per l'apprezzamento della c1assazione e stato utilizza-to il diagramma di figura 3

Orientamento dei granuliAddensamento (Rapporto % granuli/legante)Non orientati X Basso (20 %) X

Iso-orientati Medio (30 %)

Alto (SO %)

Per la stima dell'addensamento e stato utilizzato il dia-gramma di figura 4

Tipologia Dimensioni Arrotondamento (I) Sfericitapiu usuali (2)(mm)

Frammenti di rocce la-a,s Arrotondato AltacarbonaticheCalcite 0,3-0,13 sub-arrotondato Alta

Frequenti frammenti 4-0,8 ISub angolofo mediaceramic! di colore rossastro

(l) Classi di al7otondamento: Fortemente angoloso; Angoloso; Sub-angoloso; Sub-al7otondato; Al7otondato.

(2) Cla"si di sfericita: Alta; Media; Bassa; Molto bassa

Per l'apprezzamento della forma dei clasti e stato uti-lizzato il diagramma di figura 5

STRUTTURA TESSITURA

Omogenea X Colloforme omogenea

Agruml Colloforme disomogenea a plaghedi ricristallizzazioneMicritica « 4 um) X

Microsparitica (4-10 um)

Sparitlca (> 10 um)

Nell'analisi microscopica non sono state osservateinterazioni (orli di reazione) tra i clasti carbonatici dell' ag-gregato e la matrice.

PERCENTUALE DEI PORI Bassa « 20 %) Media (20 - 40 Alta (> 40(stima delia porosita totale) %) %)

X

ORIGINE DELLA POROSI- Da granull del- Da sutura gra- Da matriceTA J'aggregato null - matrlce a - legante

causa delia cat-tiva aderen:z:a

X

FORMA DEI PORI Bollosa A Fessura Irregolare

X

Sulla base delle analisi mineralogico-petrografiche epossibile evidenziare, in maniera del tutto preliminare, aleu-ne discordanze, tra i 28 campioni esaminati che possonoessere suddivisi in tre gruppi, come ben indicato dalla tabel-la successiva (Tab. 2).GRUPPO A GRUPPO B GRUPPO C

SV USM 585 SV USM 38 SV USM 509

SV USM 754 SV USM 512 SV USM 3004

SV USM 5181 SV USM 572 Ovest SV USM 4610

SV USM 3016 SV USM572 Est SV USM 4618 Ovest

SV USM 3030 SV USM 572 Centro SV USM 4618 Est

SV USM 3223 SV USM 4603 Nord SV USM 955 Ovest

SV USM 3243 SV USM 4603 Centro SV USM 955 EstInferiore

SV USM 4376 SV USM 4603 Inferiore Sud SV USM 955 EstSuperiore

SV USM 354 SV USM 10052

Muro Trlconco SV USM 2146

Tabella 2 - Divisione dei campioni di malta analizzatiL'esame dei frammenti permette, dunque di poter dif-

ferenziare Ie malte in questione, poiche il gruppo A (10 cam-pioni) si contraddistingue per la presenza di una granulome-tria di tipo arenaceo e per una composizione mineralogico-petrografica a base di marmi, caleari e argilliti di dimensionivariabili e per la attestazione piu 0 meno abbondante di restidi fossili (perlopiu bioclasti, foraminiferi e in minor misuragasteropodi). II gruppo B (10 campioni) si caratterizza per

1Brancaccio et al. 1986; Venosiniinfra.

8Cardinale et ai. 2002.

• Bonora et al. 2003; Torraca 1987.

una granulometria arenacea-conglomeratica e per una strut-tura mineralogico-petrografica a base di rocce carbonatiche,calcite e piu 0 menD frequenti frammenti ceramici di colorerossastro inglobati all'jnterno delle malte.

II gruppo C rappresentato da 8 campioni si differenzia,invece, per la presenza di una granulometria arenacea e peruna contenuto mineralogico-petrografico a base di calcari,marmi e argilliti a granulometria variabile e per l'attestazio-ne di feldspati potassici (perlopiu anortoclasio), calcite, ossi-di di Ferro (perlopiu ematite e in minor percentuale magne-tite) e per la rarissima presenza di fossili (bioclasti)

Da questa prima fase delle indagini e possibile trarrealcune conclusioni parziali, ma gia interessanti riguardo lapossibile area di approvvigionamento delle malte di SanVincenzo. Dalla lettura delle carte geologiche e dagli studieffettuati negli ultimi vent'anni su guest'area7 si potrebbelocalizzare l'area di provenienza del gruppo A in corrispon-denza del bordo orientale delIa struttura di M.te delIaRocchetta, e non propriamente dall' area sub-pianeggiantedelIa Piana di Rocchetta e tale ipotesi potrebbe essere avva-lorata dal presenza piu 0 me no abbondante di resti di fossiliguali bioclasti e foraminiferi, che normalmente si rinvengo-no, all'interno dei litotipi costituenti la struttura di M.te dellaRocchetta piu che nei depositi carbonatici guaternari delIapiana. II gruppo B caratterizzato da una granulometria sab-bioso-conglomeratica a base carbonatica (calcariltravertini) eframmenti ceramici potrebbe essere legato ad un'area di pro-venienza associabile ad un mezzo di trasporto, guale ilfiume Volturno (a partire dalle sue sorgenti) nel suo percor-so lungo la Piana 0 comungue nelle sue vicinanze. II gruppoC contraddistinto per la presenza di feldspati e frequenti ossi-di di Ferro farebbe pensare ad aree interessate allo sviluppo disuoli come per esempio la Piana di Rocchetta.

Sono stati, inoltre, analizzati due frammenti di calca-re provenienti dal vicino Colle delIa Torre, che sembrereb-bero avere delle affinita con Ie malte in questione.

Questo lavoro condotto su un limitato numero di cam-pioni costituisce una preliminare caratterizzazione cheriprendendo, parzialmente, uno studio gia effettuato su alcu-ne malte di San Vincenzo al Volturno 8, a1l9..stesso tempovuole essere un punto di partenza per una piu vasta campio-natura (di materiale archeologico e geologico) che dovraessere esaminata e completata con l'ausilio di ulteriori anal i-si (ad esempio analisi termiche, in f1uorescenza a raggi X ein spettrometria nell' infrarosso) al fine di otten ere una mag-giore e piu completa informazione 9.

BONISSONI, RICCI BITTI, 1988Bonissoni·G., Ricci Bitti R., La diffrattometria dei

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Bonora G., Chiari G., Santarelli M.L., Torraca G.,:\nalisi di malte antiche. Confronto tra tecniche di indagine,in "~lateriali e Strutture. Problemi di conservazione",Roma, I, pp. 39"-67,

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CARDINALE Et AI. 2002Cardinale v., Persia F., Campanella 1., Cardellini F.,

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