Evolution of ornamental vitreous materials in Italy from the Middle Bronze Age to the Iron Age: case studies from Lipari and from the Veneto region

The research focused on the chemical and mineralogical study of ornamental vitreous materials belonging to different archaeological sites of south and north Italy, dated from the Middle Bronze Age to the Iron Age. Composition, texture and morphological characteristics of glass beads are investigated in order to shed light on the different types of raw materials used and on the evolution of the production techniques in the within the examined period. The ornamental vitreous materials dated to the Bronze Age come from Lipari and Salina (Southern Italy), two islands strategically located in the Aeolian archipelago and characterized by important commercial trading with the Mediterranean area throughout the Bronze Age. The vitreous materials are composed by 66 beads of different color and typology from Lipari –Acropolis and Piazza Monfalcone cemetery – and Salina – Villaggio di Portella – dated between the Middle Bronze and the Final Bronze Ages. The Iron Age ornaments come from Padova (Piovego cemetery) and Villa di Villa (Cordignano, Treviso), two important contexts located in the North Eastern Italy. Both sites are positioned in the north – Adriatic area which played a very important role in the connection between the eastern Mediterranean area and continental Europe. Moreover, they are the first archaeometric data of Iron Age ornamental vitreous materials from North-East Italy. From the Piovego Necropolis cremation graves come 38 glass beads dated between the second half of the 6th century and the end of the 5th century B.C. The 8 ornaments from Villa di Villa site are very different for typologies and ages, covering a time span ranging from the Final Bronze Age to the Late Roman Age. The ornaments were sampled from the bodies and the decorations to obtain 130 micro-samples of different kind of glass. The samples were incorporated in epoxy resin, surface-polished and analyzed by SEM-EDS and EPMA, whereas non – invasive X-Ray Diffraction was performed on the beads. Some samples were also studied by means of Single Crystal X-Ray Diffraction and Micro – Raman Spectroscopy to identify nano – crystalline inclusions. The analyzed glasses from Lipari and Salina, dated from the Middle Bronze Age (MBA) to the Final Bronze Age (FBA), were obtained using two different fluxes: soda – rich plant ashes (HMG glasses) and mixed alkali plant ashes (LMHK glasses). The MBA samples from Lipari and Salina show a HMG composition, which is present in the whole Italian peninsula in that period. The only MBA1-2 glass is from Lipari Acropolis and it is a HMG amber glass colored by a Fe-S complex produced in a reducing atmosphere. The MBA3 samples are all from Salina and show a HMG composition. They are mostly blue colored by Co associated to Cu even though a few amber glasses and one white glass are present. Different cobalt sources were hypothesized suggesting the use of different raw materials and, probable, provenance from different production centers. Interestingly, the only analyzed white glass seems to be the early presence in Italy of Ca antimonates to obtain an opaque white glass, while this technology is well known in the same period in Egypt. The samples dated to the Final Bronze Age (FBA) are all from Lipari (Piazza Monfalcone cemetery and Acropolis) and belong to 2 compositional groups: 15 samples are HMG glasses while 50 are LMHK glasses, produced with mixed alkali ashes as flux. Additional 2 glasses have a particular high content of potash, like a subclass of LMHK glasses (LMHK –K class) identified in Northern Italy. The HMG glasses are mostly blue all colored by low amounts of copper, even though also a few amber and black glasses are present. The LMHK glasses are blue, colored by Cu (sometimes associated to Sn and/or Sb) or by Co associated to Cu, Ni and As, as found in the coeval cobalt blue North Italian glasses. Nine FBA LMHK white glasses from the decorations of the beads were also analyzed. They are opacified by silicates phases (Ca silicates with variable stoichiometry and/or Quartz) as attested in some coeval north Italian and European glasses. The presence of LMHK glasses in south Italy during the FBA is relevant because testify a circulation of these materials from north Italy, where is well known the local production of mixed alkali glasses, to south Italy. Morover, the persistence of HMG glasses, which are not attested in the Italian peninsula during the FBA, underline the importance of Lipari as trade center with the Aegean/Middle East area. Conversely, all the Iron Age ornaments are LMG glasses, obtained using natron as flux, according to the few data of the coeval Italian glasses present in the literature. Only one sample from the Piovego Necropolis is a HMG glass, perfectly comparable with both typical Na – rich ashes glasses of the MBA3 – RBA and with those that still persist during the Early Iron Age. No mixed alkali glasses are present in the analyzed Iron Age samples, even if LMHK glasses have been found, although rarely, in the Early Iron Age materials, specifically in some beads from Golasecca (9th century B.C.) and Bologna (8th century B.C.). The typologies of the 8 Villa di Villa ornaments are variable but their chemical composition is perfectly comparable with coeval data in the literature for similar materials. Two of the three blue glass bracelets unearthed in the site, have a particular composition with high contents of K2O that at, has no comparison with coeval celtic arm rings to date. Chemical composition in both Piovego Necropoli and Villa di Villa samples has a large variability depending on the color and opacity/transparency of the glass. Different materials and coloring techniques were identified: Ca antimonates are present in white and opaque pale blue glasses, Fe is the main chromophore in transparent yellow/amber glasses, while Pb antimonates are used to color and opacify the only analyzed opaque yellow glass from Villa di Villa. The blue color is poorly present and mostly with dark shades due to Co, while Cu – coloring glasses are extremely rare. The identified trace elements related to Co are not the same in all the samples suggesting the use of Co-colorant with different origins. High Fe and Mn amount, in two cases associated with high Pb in the glass matrix (PbO up to 20% wt), characterize some opaque black glasses. Several glasses exhibit a higher content of Al and Fe, although the ratio is variable, as described in the literature for some coeval materials. The chemical composition and the morphology observed in the Iron Age ornaments reflect the variability of the materials: most of the samples has a heterogeneous texture with metallic and mineral inclusions due to unreacted raw materials and/or newly formed crystals, more similar to Bronze Age glassy faience than actual glasses. An interesting aspect is the complete change of raw materials and production technologies during the transition from the Final Bronze to the Iron Age. The Iron Age glasses show a very high compositional variability, correlated to different raw materials used and to the wide range of production techniques adopted (in particular for the glasses coloring). This variability does not seem related to the different chronological phases of the ornaments, but in several cases shows a connection with the typology of the beads. The data in the literature for this chronological phase (half of the 6th and the end of the 5th century B.C.) and specific typology are numerically scarce and therefore, at present, is not possible to identify the production areas of the ornaments. This study allows to clarify several aspects of glass production during the period from the Bronze to the Iron Ages, when the vitreous materials are extremely varied in composition, typology and, probably, origin.

La presente ricerca è focalizzata sullo studio chimico e mineralogico di materiali vetrosi per ornamenti appartenenti a diversi siti archeologici del sud e del nord Italia e datati dal Bronzo Medio alla piena Età del Ferro. Le caratteristiche chimiche, tessiturali e mineralogiche dei materiali sono studiate al fine di investigare i diversi tipi di materie prime utilizzate e l'evoluzione delle tecniche di produzione nell’arco cronologico considerato. I materiali vetrosi ornamentali risalenti all'Età del Bronzo provengono da Lipari e Salina, due isole situate nell’arcipelago eoliano e interessate da importanti traffici commerciali con l'area del Mediterraneo durante tutta l'Età del Bronzo. I materiali vetrosi sono composti da 66 vaghi di colore e tipologia diversa da Lipari -Acropoli e Necropoli di Piazza Monfalcone - e Salina - Villaggio di Portella – e datati tra il Bronzo Medio e il Bronzo Finale. Gli ornamenti dell’Età del Ferro provengono da Padova (Necropoli del Piovego) e Villa di Villa (Cordignano, Treviso) due importanti contesti del Veneto. Entrambi i siti sono situati in prossimità dell’area nord adriatica, importante anello di collegamento tra l'area del Mediterraneo orientale e l'Europa continentale. Inoltre, le analisi di questi reperti costituiscono i primi dati archeometrici per reperti ornamentali in materiale vetroso provenienti dal Nord-Est Italia. Dalle tombe a cremazione della necropoli del Piovego di Padova provengono 38 vaghi databili tra la seconda metà del VI secolo e la fine del V secolo a.C. Gli 8 ornamenti dal sito di Villa di Villa, invece, sono molto diversi per tipologia ed età, e coprono un arco temporale che compreso tra l’età del Bronzo finale e la tarda Età Romana. Gli ornamenti sono stati prelevati sia dai corpi che dalle decorazioni dei vaghi, ove possibile, e sono stati micro campionati 130 tipi diversi di vetro. I campioni sono stati incorporati in resina epossidica, lucidati, grafitati e analizzati mediante SEM-EDS e EPMA, mentre l’analisi in diffrazione di raggi X è stata eseguita direttamente sui vaghi in maniera non invasiva. Alcuni campioni sono stati anche studiati mediante diffrazione di raggi X a cristallo singolo e spettroscopia micro Raman per identificare la natura delle inclusioni cristalline disperse nella matrice vetrosa. I materiali vetrosi da Lipari e Salina, datati dal Bronzo Medio (BM) al Bronzo finale (BF), sono stati prodotti utilizzando due diversi fondenti: ceneri di piante sodiche (vetri HMG) e ceneri di piante ad alcali misti (vetri LMHK). I campioni di BM provenienti da Lipari e Salina presentano una composizione HMG, presente in tutta la penisola italiana in quel periodo. L'unico vetro di BM1-2 proviene dall’Acropoli di Lipari ed è un vetro color ambra di composizione HMG colorato molto probabilmente dal complesso Fe-S prodotto in atmosfera riducente. I campioni di BM3 sono tutti da Salina e hanno una composizione HMG. Sono per lo più di colore blu colorati da Co associato a Cu. Oltre ai vetri blu sono presenti anche pochi esemplari di colore ambra e un vetro bianco. Diverse fonti di cobalto sembrano essere state impiegate nella produzione dei vetri blu da Salina, suggerendo l'uso di materie prime diverse e, probabilmente, la provenienza da diversi centri di produzione. È interessante notare che l’unico vetro bianco analizzato di BM3 sembra costituire la prima evidenza in Italia dell’uso di antimoniati Ca per ottenere un vetro bianco opaco, mentre questa tecnologia è ben nota nello stesso periodo in Egitto. I campioni risalenti al Bronzo finale (BF) sono tutti da Lipari (Necropoli e Acropoli di Piazza Monfalcone) e appartengono a due gruppi composizionali: 15 campioni sono vetri HMG mentre 50 sono di tipo LMHK. Due vetri blu hanno una particolare composizione ad alto contenuto di potassio, come già identificato in una sottoclasse di vetri LMHK (LMHK - classe K) provenienti dal nord Italia. I vetri HMG di BF sono per lo più blu colorati da piccole quantità di rame, ma sono presenti anche vetri ambra e un vetro nero. I vetri LMHK sono blu, colorati da Cu (talvolta associato a Sn e / o Sb) o Co associato a Cu, Ni e As, come nei vetri blu al cobalto dal Nord Italia. Nove vetri bianchi LMHK di BF dalle decorazioni dei vaghi sono stati analizzati. Essi sono opacizzati da fasi silicatiche (silicati Ca con stechiometria variabile e / o quarzo), come attestato in alcuni vetri bianchi nord italiani ed europei. La presenza di vetri a composizione LMHK nel sud Italia durante il BF è rilevante perché testimonia una circolazione di questi materiali dal nord Italia, dove è ben nota la produzione locale di vetri ad alcali misti, al Sud Italia. Inoltre, la persistenza di vetri HMG, che non sono attestati nella penisola italiana nel corso del BF, sottolinea l'importanza di Lipari quale luogo di circolazione di materiali provenienti dall'area Egea / Medio Orientale. Tutti gli ornamenti della piena età del Ferro, invece, sono di tipo LMG, ottenuti utilizzando natron come fondente. Solo un campione dalla necropoli del Piovego è di tipo HMG, ed ha composizione perfettamente comparabile sia coi vetri HMG di BM3 - BR sia con quelli che ancora persistono durante la prima età del ferro. Non sono invece presenti vetri ad alcali misti che in alcuni casi invece persistono, anche se raramente, nei materiali della prima età del Ferro, in particolare in alcuni vaghi della cultura di Golasecca (IX secolo a.C.) e da Bologna (VIII secolo a.C.). I vetri di Villa di Villa, aventi tipologie ed età molto differenti fra loro, hanno composizioni comparabili con i dati coevi di materiali simili presenti in letteratura. È interessante notare che due dei tre bracciali di vetro blu rinvenuti nel sito, hanno una particolare composizione ad alto contenuto di K2O che non trova invece riscontro, almeno per il momento, con i coevi dati disponibili per i bracciali celtici. La composizione chimica dei materiali dal Piovego e da Villa di Villa ha una grande variabilità in funzione del colore e dell'opacità / trasparenza del vetro. Materiali e tecniche di colorazione differenti sono state identificate: gli antimoniati di Ca sono presenti nei vetri turchesi e bianco opaco; il Fe è l’elemento cromoforo principale nei vetri trasparenti giallo / ambra, mentre gli antimoniati di Pb vengono utilizzati per colorare e opacizzare l'unico vetro giallo opaco analizzato, proveniente da Villa di Villa. Il colore blu è poco presente e nella maggior parte dei materiali con tonalità scure per la presenza di Co, mentre i vetri colorati al Cu sono estremamente rari. Gli elementi associati al Co non sono gli stessi in tutti i campioni suggerendo l'uso di fonti di cobalto di diversa origine e, quindi, una provenienza diversa dei materiali. Alti tenori di Fe e Mn, in due casi associati ad alto Pb nella matrice vetrosa (PbO fino al 20% in peso), caratterizzano alcuni vetri blu e marrone opaco. Diversi vetri presentano un alto contenuto di Al e Fe, anche se il rapporto è variabile, come riscontrato in letteratura per alcuni materiali coevi. La variabilità chimica e morfologica osservata negli ornamenti dell’età del Ferro riflettere le diverse tessiture dei materiali: la maggior parte dei campioni ha una tessitura eterogenea con inclusioni metalliche e minerali dovute a relitti di materie prime non reagite e / o a cristalli di nuova formazione, e più paragonabili a faïence dell’età del Bronzo che a vetri veri e propri. Un aspetto interessante è il cambiamento completo delle materie prime e tecnologie di produzione durante il passaggio dal Bronzo Finale all'età del Ferro. I vetri dell’età del Ferro mostrano una elevata variabilità composizionale, correlata a diverse materie prime utilizzate e alla vasta gamma di tecniche di produzione adottate (in particolare per la colorazione dei vetri). Questa variabilità non sembra correlata alle diverse fasi cronologiche degli ornamenti, ma in molti casi alla diversa tipologia dei vaghi. I dati in letteratura per questa specifica fase cronologica (metà del VI e fine del V secolo a.C.) e tipologie di materiali sono numericamente scarsi e quindi, allo stato attuale, non è possibile identificare le zone di produzione e/o provenienza dei reperti. Tuttavia, questa ricerca permette di chiarire alcuni aspetti della produzione del vetro nel periodo compreso tra l’età del Bronzo Medio e la piena età del Ferro, in cui i materiali vetrosi sono evidentemente caratterizzati da una estrema variabilità in termini di composizione, tipologia e, probabilmente, origine.