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La pétroarchéologie utilise classiquement les méthodes de la pétrographie, de la minéralo-gie et de la micropaléontologie pour tenter de résoudre des problèmes relatifs aux éco-nomies préhistoriques. Notre démarche repose sur un exa-men des silex aux trois échelles (macrosco-pie, microscopie, ultra-microscopie), intègre l'évolution des textures et de la morphologie des surfaces qui sont révélatrices des conditions de genèse et de postgenèse et recourt à l'analyse quantitative en infra-rouge. L'ensemble des facteurs mécaniques, chimi-ques et biochimiques, leurs interactions et la prédominance éventuelle d'un des processus, confèrent au silex une morphologie typique de sa résidence dans un/plusieurs milieu(x) particulier(s). L'examen simultané des pro-cessus génomorphiques et phénomorphiques les plus tardifs procure donc une vision pré-cise et synthétique des comportements de collecte préhistorique. Cette innovation mé-thodologique, permet de présenter les sources géologiques (gîtes primaires) et leurs espaces de diffusion naturelle (gîtes se-condaires). Elle propose donc une vision paléogéographique affinée des ramassages effectués par l'homme (territoire parcou-ru/exploité).
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SILEX : UNE PÉTROARCHEOLOGIE REFONDÉE
Paul Fernandes*, Jean-Paul Raynal*
*Université de Bordeaux 1 Sciences et Technologies, UMR 5199 PACEA, IPGQ, bâtiment de
Géologie B18, avenue des Facultés, 33405 Talence. Courriels : p.fernandes@ipgq.u-bordeaux1.fr
et jp.raynal@ipgq.u-bordeaux1.fr
Résumé :
La pétroarchéologie utilise classiquement les
méthodes de la pétrographie, de la minéralo-
gie et de la micropaléontologie pour tenter
de résoudre des problèmes relatifs aux éco-
nomies préhistoriques.
Notre démarche repose sur un exa-
men des silex aux trois échelles (macrosco-
pie, microscopie, ultra-microscopie), intègre
l’évolution des textures et de la morphologie
des surfaces qui sont révélatrices des condi-
tions de genèse et de postgenèse et recourt à
l’analyse quantitative en infra-rouge.
L’ensemble des facteurs mécaniques, chimi-
ques et biochimiques, leurs inter-actions et la
prédominance éventuelle d'un des processus,
confèrent au silex une morphologie typique
de sa résidence dans un/plusieurs milieu(x)
particulier(s). L'examen simultané des pro-
cessus génomorphiques et phénomorphiques
les plus tardifs procure donc une vision pré-
cise et synthétique des comportements de
collecte préhistorique. Cette innovation mé-
thodologique, permet de présenter les sour-
ces géologiques (gîtes primaires) et leurs
espaces de diffusion naturelle (gîtes se-
condaires). Elle propose donc une vision
paléogéographique affinée des ramassages
effectués par l’homme (territoire parcou-
ru/exploité).
Mot-clés : silex, gîtes primaires, gîtes se-
condaires, cortex, néocortex, texture, chaîne
évolutive de la silice, lieux de collecte.
Une large revue de la littérature permet de
dresser le constat suivant :
l’association de méthodes de caractérisation
macroscopique, pétrographique et géochimi-
que, (Kars et al., 1990 ; Consigny, 1993 ;
Surmely, 1998 ; Dufresne, 1999 ; Bressy,
2002 ; Tharrault, 2003) ne répond que par-
tiellement à un grand nombre de questions,
et ne suffit pas à obtenir une signature uni-
voque pour tous les gîtes primaires ; elle
s’avère en outre inadéquate pour aborder la
diversité des types présents dans les sources
secondaires qui sont pourtant des lieux de
collecte les plus fréquentés au Paléolithique
(Aubry, 1991 ; Turcq, 2006 ; Vaquero,
2007), voire quasi-exclusivement comme
nous l’avons montré pour le sud du Massif
central (Fernandes, 2006 ; Fernandes et
Raynal, 2006a et b, 2007 ; Fernandes et al.,
2006, 2007, 2008).
1 LE SILEX : UNE ROCHE
METASTABLE
« Tout raisonnement sur les silicifi-
cations est suspect, car le pétrographe igno-
re, quand il observe un caillou, l'évolution
parcourue depuis sa formation » : Millot
(1964) introduisait ainsi une problématique
qui nous a semblé sous-exploitée par les
archéologues. Les travaux de Cayeux
(1929), Folk et Weaver (1952), Hoss (1958),
Millot (1960), Erhart (1967), Buurman et
Van Der Plas (1971), Mangin (1974), Le
Ribault (1973,1975) et Villas-Boas (1975),
fondées sur des observations microscopi-
ques, puis au microscope électronique à ba-
layage, ont clairement démontré l’existence
de transformations à la surface et dans les
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roches siliceuses à différents stades de leur
évolution.
Les travaux de Rottlander (1975),
Stappert (1975), Masson (1981) et Heaney
(1993) ont permis de limiter le degré d'incer-
titude, par la prise en considération des pro-
cessus évolutifs : “By this property the flint
in its narrow sense can be distinguished
from other sorts of flint or chert” (Rottlän-
der, op. cit., p. 55). Et même si cette remar-
que est totalement en désaccord avec le
constat d’uniformité des roches siliceuses
fait par Aubry (1975), elle est en partie à
l’origine de notre démarche. Nos observa-
tions, nombreuses, démontrent qu’il y a
beaucoup à attendre d’une exploitation plus
poussée des indices induits par les transfor-
mations minéralogiques et texturales.
L’ensemble des facteurs mécaniques
et physico-chimiques, leurs interactions et la
prédominance éventuelle d’un des processus
confèrent donc au silex une morphologie et
même une texture interne typiques de sa ré-
sidence en un environnement particulier ou
plusieurs. Les roches siliceuses réagissent en
effet en permanence aux variations du mi-
lieu. Elles enregistrent les épisodes altéro-
détritiques successifs sous la forme
d’associations de figures d’altération et pré-
sentent l’avantage de conserver des traces de
l’état initial et donc de permettre des analy-
ses assez rigoureuses des transformations.
Si chaque échantillon géologique /
artéfact préhistorique a enregistré sa propre
histoire, chaque environnement a imposé
une série de traits communs caractéristiques
dans une unité paléogéographique détermi-
née. Un silex n’est donc pas seulement une
entité pétrographique, mais aussi un volume
dont les surfaces et l’intérieur ont enregistré
des transformations, riches d’enseignements.
C’est sur ce postulat de lisibilité qu’est fon-
dée notre conception de la pétroarchéologie
du silex et contrairement aux idées reçues,
l’altération n’est plus un frein à la détermi-
nation d’un matériau mais tout au contraire,
permet de mieux en préciser la source.
2 – REFONDER : COMMENT ?
En préambule, il convient de rappeler
que l’utilisation d’un vocabulaire précis,
propre à chaque discipline, est indispensable
pour décrire et se faire comprendre. « Une
juste compréhension de la variabilité et
l’emploi pertinent de la langue pétrographi-
que aident à surmonter ce délicat problème
des limites entre les types et la transmissibi-
lité de cette méthodologie est ainsi assurée
en grande partie » (Masson, 1979). Dans la
suite de l’exposé, nous utiliserons donc les
termes de la minéralogie, de la pétrographie,
de la micropaléontologie, de la géologie gé-
nérale etc. , et renvoyons le lecteur au lexi-
que en annexe.
2.1 – Le concept de la chaîne évolutive :
La pétroarchéologie classique, qui
utilise les méthodes de la pétrographie, de la
minéralogie et de la micropaléontologie pour
tenter de résoudre des problèmes relatifs à
l’économie préhistorique, doit donc à notre
avis intégrer l’étude de l’évolution post-
génétique des silex. C’est la raison pour la-
quelle nous avons introduit le concept de
chaîne évolutive du silex (figure 1) (Fernan-
des, 2006 ; Fernandes et Raynal, 2006b,
2007) qui élargit à la préhistoire les raison-
nements sur le vieillissement des silex.
Au vu des transformations post-
génétiques, une approche micro-
morphologique respectant les contrastes liés
à l'histoire de l'échantillon a été adoptée.
Elle s’appuie sur une large palette
d’observations, qui peuvent servir de bases à
des analyses replacées dans la cinétique des
modifications et qui seront donc plus signi-
fiantes.
Il existe encore trop peu d’études -
citons Barrague et al. (2001) - permettant de
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suivre les transformations du silex, à partir
de son gîte primaire via le ou les gîte(s) se-
condaire(s), jusque dans le niveau archéolo-
gique. Les stades génétiques et plus encore
le cheminement post-génétique, ne sont ja-
mais traités à l’échelle de l’échantillon.
Pourtant, ce mode opératoire analytique
permet d’établir la succession des transfor-
mations, la chaîne évolutive qui lui est pro-
pre. La caractérisation des silex doit intégrer
l’ensemble des témoignages de sa pétroge-
nèse et des transformations par dissolu-
tion/recristallisation ultérieures.
Figure 1 – Concept de chaîne évolutive de la silice : enchaînement des transformations lithiques successives et des
lieux de collecte potentiels. (in Fernandes et Raynal, 2006b).
Elle repose sur la détermination des
phases minérales en présence, l’évaluation
de l’intensité de la silicification, la descrip-
tion de l’état et de la distribution des allo-
chèmes et la mesure du réseau de porosité.
Il s’agit de suivre l ‘évolution d’un
même silex de son te d’origine aux forma-
tions détritiques les plus éloignées. Nous
sommes en présence de textures, le plus
souvent polycristallines, dans lesquelles et à
la surface desquelles on observe des trans-
formations spécifiques pour chaque phase
minérale. Ces processus témoignent de mo-
difications induites par des équilibres suc-
cessifs avec les différents milieux de rési-
dence. Notre but est donc la reconnaissance
des effets induits en bout de chaîne par le
dernier milieu de résidence, qui se trouve
être précisément la zone de collecte par
l’homme préhistorique.
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2.2 – Comment définir des types ?
Définir des types de silex c’est fixer à
la variabilité des limites au-delà desquelles
une attribution géographique change de sens
(Masson, 1979). Les processus génétiques
du silex déterminent les types et les trans-
formations secondaires (liées aux phénomè-
nes d’altération) qui permettent de créer des
sous-types que nous appelons types gîtologi-
ques (figure 2). Dans la majorité des cas, il
existe plusieurs types gîtologiques par type
génétique et donc autant de lieux de collecte
potentiels. Il convient en outre, dans cette
perspective strictement archéologique, de
bien séparer des transformations pré-
dépositionnelles (antérieures à la collecte)
des modifications postdépositionnelles inter-
venues dans le site archéologique postérieu-
rement à l’introduction du matériau. Ces
dernières sont les seules lisibles sur les fa-
ces taillées de la pièce archéologique. Il
s’agit donc de faire un inventaire raisonné
des processus environnementaux qui ont
affecté le silex et surtout de séparer in fine
les processus antérieurs au ramassage des
processus postérieurs déterminés par l'histoi-
re du remplissage. Les processus induits par
les modifications postérieures à l’abandon
dans le site archéologique ne modifient pas
totalement le faciès pré-dépositionnel.
Les états de surfaces post-
dépositionnels se sont développés à
l’intérieur du site, dans des conditions
d’exploitation, d’exposition ou
d’enfouissement variés. La grande majorité
des artéfacts conservent néanmoins des zo-
nes qui portent encore les indices décrypta-
bles de mécanismes antérieurs à la collecte.
Les types génétiques sont notés avec
un chiffre précédé de l’initiale de l’analyste,
suivis d’un suffixe alphabétique dans le cas
des sous-types génétiques et/ou numérique
dans le cas des sous-types gîtologiques
exemple (X3-1) ; le 1 indique une collecte
en position sub-primaire, le 2 des collectes
dans les colluvions, le 3 dans le réseau hy-
drographique récent, le 4 dans les réseaux
d’alluvions et d’épandages anciens ; le 5 est
réservé aux types déterminés uniquement
dans le site archéologique ; le 6 caractérise
des silex prélevés dans les formations
d’origine marine et le 7 à ceux provenant de
formations glaciaires et périglaciaires.
Figure 2 – Cinétique de la définition des types. Seuls les types gîtologiques sont discriminants dans le cadre d'une
recherche de provenance (in Fernandes et Raynal, 2006b et Fernandes et al.,
2008).
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3. LES MODES OPERATOIRES
Les silex se définissent par
l’organisation de leurs minéraux, leur faciès
pétrographique et leurs composants chimi-
ques. Notre protocole intègre à cette démar-
che classique la notion d’évolution minéra-
logique et chimique post-génétique. L’étude
des objets d’un niveau archéologique, pour
être pertinente, doit être conduite en parallè-
le avec l’évaluation des ressources régiona-
les et selon le même protocole
d’observation.
3.1 – L’inventaire des ressources
Nos techniques d'investigation repo-
sent d’une part sur la caractérisation du plus
grand nombre possible de gîtes et d’autre
part, sur celle de la totalité des pièces ar-
chéologiques de l'unité stratigraphique étu-
diée ; ceci afin de prendre en considération
non seulement la variabilité des affleure-
ments pour un même type génétique, mais
aussi la présence dans le site archéologique
de types rares, révélateurs de provenances
lointaines. Par exemple, lors de nos travaux
dans le Massif central, nous avons analy
les silex, les silcrètes et les silices hydro-
thermales dans leurs contextes géologiques
et dans leurs dynamiques postgénétiques,
afin de prendre en compte les évolutions de
chacun de ces matériaux, en amont de toute
étude des objets archéologiques. Pour cela
nous avons utilisé deux types de protocoles
différents : un pour les gîtes primaires,
l’autre pour tous les types de gîtes secondai-
res.
Pour les gîtes primaires,
l’échantillonnage détaillé des affleurements
respecte la morphologie, la position et la
polarité de l'accident siliceux. Les prélève-
ments des matériaux et de leurs roches en-
caissantes permettent de bien caractériser les
processus génétiques, de la diagenèse aux
altérations ultimes.
Pour les gîtes secondaires, le protocole repo-
se sur une collecte statistiquement significa-
tive d’un lot de silex d’un même type géné-
tique, selon le paléo-tracé d’épandage lors-
qu’il peut être reconnu ; on identifie sur les
surfaces les stigmates significatifs acquis
lors des déplacements, en respectant les po-
larités dans le dépôt (verticales et antéropos-
térieures). Pour chaque individu, on définit
le mode de transport et de dépôt à l'origine
de la formation géologique qui les contient.
Cette approche permet d’identifier les traces
mécaniques liées aux transports et les altéra-
tions, plus ou moins pénétratives, liées aux
périodes d’immobilisation. Chaque stade
successif du parcours peut être ainsi défini et
s’intègre dans une évolution globale spécifi-
que au matériau.
Cette double démarche permet de
constituer une série de référentiels complé-
mentaires aux seules déterminations pétro-
graphiques ou chimiques.
3.2 – L’observation des échantillons
Le but du croisement de toutes les
observations est de constituer une liste de
discriminants environnementaux pour cha-
que type nétique, à tous les stades de son
évolution et sur toute sa surface de disper-
sion naturelle. Pour le préhistorien, connaître
les matériaux à tous les stades de leur évolu-
tion est en effet un préalable indispensable à
la détermination de leurs origines géologi-
ques et géographiques.
Les principaux éléments de la démarche
descriptive sont les suivants :
- observation croisée aux trois échelles (ma-
croscopique, microscopique et ultra-
microscopique) des échantillons géologiques
puis des pièces archéologiques. Nous intro-
duisons, à chaque étape du protocole, la ca-
ractérisation des transformations minérales,
texturales, du réseau poreux et des associa-
tions de stigmates,
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- prise en compte des polarités (génétique et
post-génétique), afin de mieux apprécier les
processus de dissolution et de dépôt minéral,
- caractérisation avec distinction des zones
interne, endocorticale et périphérique, pour
évaluer dans chacune les phénomènes géné-
tiques et post-génétiques. Dans le cas classi-
que d’un volume silicifié, la zone la plus
stable et témoignant le mieux des processus
précoces se trouve au centre (zone 1). Deux
zones endocorticales sont ensuite distin-
guées, la supérieure (zone 2) et l’inférieure
(zone 3) : l’organisation cristalline y est
moins stable et les mécanismes de recristal-
lisations et de remplissages plus fréquents.
Les parties corticales supérieure (zone 4) et
inférieure (zone 5) possèdent à l’origine une
texture très différente mais qui pourra, peu à
peu, se rapprocher de la texture interne (on
parle d’uniformisation post-génétique).
3.2.1 Echelle macroscopique et stéréos-
copique
L’observation des échantillons géné-
tiques, gîtologiques et de la totalité des ob-
jets d’un niveau archéologique est conduite
dans un premier temps à l’échelle stéréosco-
pique. Il s’agit d’établir une première carto-
graphie de la structure.
Pour les gîtes secondaires, on procè-
de à un examen morphométrique de 50
échantillons au moins. On discerne, pour les
éléments transportés, les zones exposées des
zones protées et on caractérise les élé-
ments du micro-relief des néo-cortex. Nous
avons distingué quatre zones à la surface des
néo-cortex : le sommet des irrégularités, les
irrégularités mineures, les surfaces planes et
les dépressions. Pour chacune de ces zones,
on note les associations de stigmates, sa-
chant que les résultats des processus
d’altération varient selon la microtopogra-
phie de l’échantillon.
Pour les artéfacts, la description en
distinguant entre surface naturelle et taillée
est indispensable. Sur une surface taillée, on
peut en effet caractériser les effets des pro-
cessus d ‘altération postérieurs à l’abandon
dans le site archéologique, ce qui permet de
les exclure pour ne retenir que les indices
témoins des processus pré-dépositionnels,
caractéristiques du lieu de collecte. À la fin
du tri à la loupe binoculaire, il faut avoir :
différencié la plupart des groupes présents,
repéré tous les matériaux étrangers et obtenu
une juste idée de la variabilité des différentes
catégories identifiées. On peut ainsi établir
un premier catalogue, mais ce n’est qu’un
classement de textures et pas encore un véri-
table catalogue de types mais surtout, par
cette seule méthode d’observation, on ne
peut encore déterminer précisément les caté-
gories gîtologiques. Il convient donc
d’approfondir la démarche.
3.2.2 – Echelle microscopique
Une lame mince est alors effectuée
pour chacun des types de textures précé-
demment déterminées. La description pétro-
graphique utilise une terminologie inspirée
de Folk (1959) et Dunham (1962) et la des-
cription minéralogique utilise une termino-
logie inspirée d’Arbey (1980). L’observation
au microscope polarisant permet de caracté-
riser le microfaciès : la matrice, les éléments
présents dans cet encaissant et le type de
porosité.
À ce stade du protocole, nous possé-
dons une fiche descriptive qui va permettre
d’établir le catalogue des microfaciès géné-
tiques et de leurs variantes gîtologiques. La
détermination de la nature et des proportions
des phases minérales d’un échantillon cons-
titue une des étapes essentielles dans le che-
minement vers la définition du type et des
sous-types.
On utilise une classification compre-
nant les grands faciès minéralogiques classi-
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ques, sachant que chaque texture étudiée représente une phase minérale.
évoluée de la texture d'origine et ne conserve
le plus souvent que des caractères globaux
de la forme originelle.
La prise en compte des modifications miné-
rales et texturales comme marqueurs autori-
se, à ce stade, des présomptions sélectives
sur la provenance du matériau.
Cependant, la perte importante
d’information liée au mode de fabrication de
la lame mince, notamment au niveau de la
périphérie de l’échantillon, nous oblige à
recourir à un autre outil et à une autre échel-
le.
3.2.3 – Ultramicroscopie
Fondée sur les travaux de Le Ribault
(1975), l’exoscopie des silex permet
d’aborder la diversité texturale et micro-
morphologique liée à l’altération des formes
génétiques. Elle révèle des informations sur
les milieux de résidence successifs et permet
donc de caractériser des familles de gîtes
secondaires. Les grandes étapes de transport,
naturel et anthropique, depuis le gîte primai-
re sont ainsi plus aisément décryptées.
On observe : la matrice pour déterminer les
stades de cristallisation successifs, les for-
mes d’altération et les éléments détritiques.
L’observation des fantômes de bioclastes
permet parfois de reconnaître les organismes
et éventuellement leurs conditions de dépôt.
Les modes d’expansion de la porosité sont à
nouveau examinés : il faut distinguer dans le
réseau de vacuoles, les cavités primaires, des
cavités de dissolution. Les degrés de tapissa-
ge (colmatage secondaire) et d’altération des
cristaux sont également examinés (déchaus-
sement, agrégation, enrobage, cimentation et
émoussé des grains).
Sur les pièces archéologiques, nous obser-
vons chacune des faces, pour prendre en
compte les différents effets d’accumulation
ou de dissolution pré-dépositionnels et post-
dépositionnels. Les surfaces naturelles sont
très différentes par leur morphologie tou-
jours plus lourdement marquée que les sur-
faces taillées. Chaque grande famille néo-
corticale possède un faciès particulier (figure
3)
3.3 - La phase analytique
Le cœur d’un échantillon de silex
possède, dans la majorité des cas, une com-
position minéralogique différente de celle
des zones périphériques. Sans une connais-
sance précise de ces différentes zones, il est
inutile de mettre en œuvre une étude géo-
chimique pour tenter de différencier des ty-
pes gîtologiques et archéologiques. Mais on
peut utilement recourir à des analyses en
infrarouge qui permettent de quantifier les
proportions des différentes phases minérales
dans chaque zone (interne, endocorticale et
néo-corticale), pour chaque type gîtologique
et en tenant compte de la chaîne évolutive.
À bien regarder la littérature, jusqu’à
présent, peu d’analyses quantitatives sont
présentées dans les divers travaux de pé-
troarchéologie et aucune ne semble avoir été
réalisée en tenant compte des processus de
déformation des roches (Wannesson, 1962 ;
Gratier, 1984).
Notre démarche propose à l’analyse
une série d’échantillons d'un même type de
silex jalonnant un parcours détritique et d'al-
tération à des moments différents de son
histoire. On constitue ainsi une série de réfé-
rentiels infiniment plus précis que la seule
détermination de la composition élémentaire
d'un échantillon et on crée des ponts entre
les différents états de déformation. Pour
chaque échantillon, nous prélevons dans les
différentes zones néo-cortical, endocorticale
et interne (exposée ou protégée) pour tenir
compte des avatars post-génétiques.
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Figure 3 -Micro-morphologies néocorticales (surface, colluvion, alluvion récente et alluvion ancienne) vues au MEB
en électrons secondaires. Convergences de faciès entre les surfaces d'échantillons géologiques et les surfaces naturel-
les des objets archéologiquesdes sites de Sainte-Anne I (Haute-Loire, France) et Payre (Ardèche, France) (in Fernan-
des et al., 2007).
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A1 : type F14, Barémien, faciès hémipélagi-
que, Le Pontet (Le Teil, Ardèche), prélevé
en position sub-primaire.
A2 : type F14. Payre (Ardèche, France), uni-
archéostratigraphique Gb, objet archéolo-
gique Q8 72.5, stade isotopique 7.
B1 : type F14, Barémien, faciès hémipélagi-
que, Terre du Charnier (Lagorce, Ardèche),
prélevé en position secondaire dans des
colluvions.
B2 : type F14. Payre (Ardèche, France), uni-
archéostratigraphique Gb, objet archéolo-
gique M5 1224, stade isotopique 7.
C1 : type F3, Sannoisien, faciès lacustre,
Saint-Vidal (Haute-Loire), prélevé en posi-
tion secondaire dans le réseau hydrographi-
que
actuel.
C2 : type F3, Sainte-Anne I (Polignac, Hau-
te-Loire), unité archéostratigraphique J1,
objet archéologique S26-588, stade isotopi-
que 6.
D1 : type F34, Bédoulien, faciès hémipéla-
gique, Naussac (Lozère), prélevé en position
secondaire dans les alluvions anciennes.
D2 : type F34, Sainte-Anne I (Polignac,
Haute-Loire), unité archéostratigraphique J1,
objet archéologique R27-300, stade isotopi-
que 6.
4. Conclusion
Les méthodes couramment utilisées
sont inadaptées pour identifier les matériaux
collectés par l’homme préhistorique, en ma-
jorité en position secondaire et donc à des
stades différents d’évolution. Elles ne per-
mettent pas de préciser l’évolution du silex
depuis sa formation. Déterminer la seule
origine stratigraphique d’un silex ne répond
plus aux exigences de l’archéologie
d’aujourd’hui et la problématique pétroar-
chéologique doit donc être refondée et s'ap-
puyer en particulier sur l'histoire du silex
afin de mieux définir les provenances des
matériaux utilisés par les populations du
passé.
Notre démarche repose sur
l’optimisation des outils d’observation clas-
siques. Elle est applicable à tous les genres
de silicifications identifiés dans les sites ar-
chéologiques. Nos travaux permettent peu à
peu, à l’aide d’observation à multi-échelles
et d’analyses ciblées, de typer les textures
des néo-cortex et des matrices sous-jacentes.
Le développement pénétratif de l’altération
engendre la mise en place de porosités suc-
cessives, la perte de certaines phases minéra-
les et l’apparition de phases nouvelles : tous
ces indices permettent de retrouver l’histoire
post-génétique de l’échantillon.
C’est en considérant la nature des
minéraux néoformés, leur composition,
l’aspect du réseau de porosité et de la surface
des silex que l’on décrypte les effets liés aux
processus d’altération. Une approche micro-
morphologique des déformations et des as-
sociations de stigmates fournit les indices les
plus discriminants. Les transformations du
silex sont donc de bons témoins de stades
évolutifs correspondant à des milieux de
résidence successifs.
Les effets des processus catalogués à
l’intérieur des échantillons géologiques sont
retrouvés sur des objets archéologiques, en
dépit de processus actifs liés à la sédimento-
genèse du site. Ces faciès sont corrélables.
Les surfaces, mais aussi les zones internes
des artéfacts préhistoriques, ont conservé un
grand nombre d’indices révélateurs des pro-
cessus post-génétiques donc des environne-
ments successifs de résidence antérieurs à la
collecte par l’homme : leur examen appro-
fondi permet de préciser l’origine géomor-
phologique et géographique des matériaux
siliceux utilisés, donc de mieux cerner la
nature des gîtes secondaires collectés.
P. Fernandes et al. in : Silex et territoires préhistoriques. Avancées des recherches dans le Midi de la France
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Lexique :
allochem : terme créé par Folk (1959), pour décrire des
éléments allochtones qui participent à une
roche calcaire. Il s’agit en fait de débris dans
le sédiment. Ce terme est réservé aux roches
sédimentaires carbonatées, nous l’employons
en équivalence d’éléments figurés.
alluvial : qualifie un dépôt détritique apporté par les
eaux.
altérite : roche sédimentaire issue d’une altération.
altération : changement de la propriété ou de la nature
d’une roche, sous l’action d’agents principa-
lement météoriques et biologiques. Ces
agents déterminent des mécanismes chimi-
ques (physico-chimiques et biochimiques).
bioclastes : dans les roches sédimentaires, éléments
fossiles fragmentés, déplacés ou non.
Calcédoine : variété cryptocristalline et fibreuse du
quartz.
chaîne évolutive : ensemble des processus comprenant
la phase sédimentaire -la diagenèse la
postgenèse – la catagenèse à partir du trans-
port avec ou sans incorporation à un ensem-
ble secondaire avec ou sans récupération par
le réseau hydrographique catagenèse post-
dépositionnelle régie par les conditions de
mise en place du remplissage du site archéo-
logique.
chert : selon Fröhlich (1981) : "nodules ou bancs, ils
passent aux roches non silicifiées par dimi-
nution progressive du ciment d’opale CT.
Les cherts comportent le plus souvent des
noyaux massifs à calcédoine et opale CT, en-
tourés par des porcelanites et/ou de l’opale
CT seule".
cimentation : (Meyer 1981), action liée au nourrissage
et aux néoformations, processus qui soude
les éléments selon le pH et la salinité des
fluides minéralisants. Avec la profondeur, la
nature des cimentations change.
colluvion : (Plaisance et Cailleux,1958 ; Foucault et
Raoult ,1995), dépôt détritique de bas de
pente n’ayant généralement subi qu’un dé-
placement limité, suivant le profil transversal
de la vallée.
cortex : ensemble correspondant à la bordure externe
du front siliceux, formant une enveloppe
contenant la plupart des éléments rejetés par
la diagenèse, mais aussi les vides laissés par
la dissolution des matières organiques. Ses
compositions minéralogiques et chimiques
sont le plus souvent différentes de celles du
cœur du silex et proches de la roche encais-
sante.
Déchaussement : action chimique ou
mécanique qui retire la matrice ou le ciment
qui entoure un grain.
détritique : (géologie) qualifie classiquement une roche
meuble ou consolidée composée de débris de
roches préexistantes -(pétroarchéologie) en-
semble de processus mécaniques et thermiques,
postérieurs à la mise à l’affleurement.
diagenèse : Le terme diagenèse crée par Von Gumbel
(1868) est utilisé au sens préconisé par Du-
noyer de Segonzac (1969) modifié comme suit
: ensemble de processus précoces, évolués ou
tardifs, entraînant la lithification, actifs jusqu’à
la réduction des sources de silice disponibles
ou à la mise en place de conditions de lessivage
et d’oxydation qui sont celles de l’altération
superficielle Krumbein (1942). Elle comprend
de ce fait tous les changements postérieurs à la
silicification principale intervenant dans les
mêmes conditions d’enfouissement (Twenho-
fel, 1932).
dissolution : processus physico-chimique et biochimi-
que entraînant la mise en solution d’éléments
plus ou moins bien cristallisés. Elle est créatri-
ce de modifications minéralogiques et d’une
porosité secondaire. On distingue la dissolution
congruente (homogène) et incongruente (sélec-
tive) (Cojan et Renard, 2003). La silice est dis-
soute sous forme d’acide orthosilicique. La so-
lubilité de la plupart des silex dépend de leur
texture (plus ou moins ordonnée), de la tempé-
rature, de la qualité des solutions plus ou moins
basiques, de la valeur du pH et de la présence
d’ions acides (Wannesson, 1962).
éclat : fragment de silex détaché brutalement d'un bloc,
à surface inférieure plane portant parfois un
bulbe de percussion.
épigenèse : processus de remplacement secondaire d’un
minéral par une autre phase minérale, molécule
à molécule. Elle est caractérisée par une
conservation très précise de la texture originel-
le, ce qui l’oppose à la diagenèse, à la fois mé-
canisme initial de solidification et modificateur
de formes plus précoces.
lessivage : entraînement sous la dépendance de circula-
tions hydriques percolantes d’éléments chimi-
ques dans un milieu vadose.
matrice : résultant de la précipitation chimique ou bio-
chimique de carbonates, constituée de cristaux
de 1 à 8 µm (au-dessus de 8 µm on parle de
ciment) ; il s’agit de l’équivalent du terme mi-
crite ou plasma (pédologique).
métastable : peut se dire d’un corps qui n’est pas stable,
mais qui cependant paraît l’être car sa trans-
formation est très lente. Cette stabilité peut di-
minuer dans les conditions de surface.
P. Fernandes et al. in : Silex et territoires préhistoriques. Avancées des recherches dans le Midi de la France
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néo-cortex post-dépositionnel : zone périphérique d'un
silex, résultant d'un ensemble de modifications
morphologiques d’origine détritique et physi-
co-chimique, localisées à la surface des silex
après abandon dans le site archéologique.
néo-cortex pré-dépositionnel : zone périphérique d'un
silex, résultant d'un ensemble de modifications
morphologiques d’origine détritique et physi-
co-chimique, localisées à la surface des silex
après séparation de la roche mère et avant
abandon dans le site archéologique.
néogenèse : Millot (1961), synthèse complète d’un
minéral exogène à partir d’éléments provenant
de la décomposition de minéraux primaires.
opale CT : dans sa variété sédimentaire, cette forme de
silice résulterait d’un mélange d’eau et d’un
empilement désordonné de feuillets de tridymi-
te, formant des sphérules ( 12 micromètres)
visibles sous le microscope.
phase minérale : solide naturel homogène possédant
une composition chimique définie et une struc-
ture atomique plus ou moins ordonnée.
polarité : orientation d’une couche géologique, par
extension d’un objet géologique, par rapport à
la gravité (haut, bas).
post-dépositionnel : (ce terme est propre à notre proto-
cole et ne s’utilise qu’au sens de l’unité archéo-
logique considérée) : période de la chaîne évo-
lutive comprenant tous les phénomènes altéro-
détritiques postérieurs à la collecte par
l’homme préhistorique et régis par les condi-
tions de sédimentation du site archéologique.
postgenèse : ensemble des mécanismes d’altération
actifs dès le début de la mise à l'affleurement,
et par la suite lors des différents déplacements
et transports postérieurs au détachement de la
roche mère, jusqu'à aujourd'hui.
pré-dépositionnel : (ce terme est propre à notre protoco-
le et ne s’utilise qu’au sens de l’unité archéolo-
gique considérée) période de la chaîne évoluti-
ve comprenant tous les phénomènes altéro-
détritiques postérieurs à la mise à l'affleure-
ment avec ou sans transport -avec ou sans en-
fouissement secondaire - avec ou sans récupé-
ration par le réseau hydrographique et anté-
rieurs à la collecte par l’homme préhistorique.
quartz : forme la mieux cristallisée de la silice.
Silcrète : association siliceuse des formations continen-
tales à processus épigénétique ou diagénétique
tardif,
silex : terme employé pour toutes les silices diagénéti-
ques d’origine biochimique développées lors
de la phase d’enfouissement ou à l’interface
eau/sédiment dans les formations marines, la-
custres et palustres. Il est dissocié du sédiment
porteur et constitué majoritairement de calcé-
doine. C’est en outre le composant majeur de
l’agrégat minéral qui détermine les sous-
groupes : silex à opale CT, silex à quartz mi-
crocristallin pour les formes où ces types de
cristallisations dominent. C’est l’agrégat de la
médulla (cœur du silex) qui sert de référence
pour ce type de caractérisation, les autres for-
mes minérales sont indiquées comme complé-
ment.
silice : Millot (1960), SiO
2
, tectosilicate à trois polymor-
phes principaux : quartz, tridymite, cristobalite
et plusieurs espèces dites amorphes : verre de
silice, silice en gel et silice amorphe. Texture
tétraédrique avec un réseau tridimensionnel. La
formation de la silice à partir du silicium en so-
lution est une polymérisation de précurseurs
moléculaires et non plus comme pour les car-
bonates une précipitation d'espèces ioniques
(Livage, 2003).
silice hydrothermale : silex des formations continenta-
les épigénisées par des venues hydrothermales,
responsable de la mise en place de filons sili-
ceux, en relation ou non avec le domaine vol-
canique.
texture : aspect général de la roche à l’échelle micros-
copique.
tridymite : forme de la silice cristallisée en système
orthorhombique pseudohexagonal.
vacuoles : vides de forme régulière, généralement reliés
à leurs voisins par des chenaux.
zonalité : (pétroarchéologique), terme servant à la des-
cription des effets diagénétiques et postgénéti-
ques. Elle se révèle par des différences minéra-
logiques, pétrographiques et morphologiques
entre le centre d’un échantillon et sa surface.
... Starting from similar works concerning flint assemblages (e.g. Fernandes and Raynal, 2010), the present work represents a first attempt to verify if the methodology elaborated for flint is adaptable and efficient also for vein quartz, given some methodological changes due to the different character of the raw material involved (Venditti et al., 2016). 3.3.1. ...
... The study about the identification of vein quartz secondary outcrops show that the concept of evolutionary chain (Fernandes et al., 2007;Fernandes and Raynal, 2010) is efficient also for vein quartz: some adaptations are needed due to the different characteristics of the raw material but the study of the mechanical alterations present on the natural surfaces of vein quartz artefacts led to a more precise understanding of the local mobility of the Middle Palaeolithic human groups of the Ciota Ciara cave. The identification of raw materials supply areas located nearby actual Lombardy (Fig. 14), suggests that these territories have been frequented more intensely than it was thought during Middle Palaeolithic. ...
Article
The importance of the Ciota Ciara cave for the understanding of the Middle Palaeolithic peopling of Piedmont (north-western Italy) is known since the 60s but it is just since 2009 that systematic and multidisciplinary archaeological excavations are ongoing at the site. In this region, studies about Palaeolithic are quite underdeveloped and the proposed research represents the first attempt to understand Middle Palaeolithic land mobility in the region. The lithic assemblage found is composed by 7046 artefacts and different raw materials are involved in the production of lithic artefacts. Vein quartz is the main exploited raw material in all the archaeological layers followed by spongolite, a local variety of chert, and by a better-quality grey/black flint. For these rocks the reduction sequences are complete while other raw materials are sporadically attested all along the sequence (opal, jasper and milonite) and probably exploited out of the site. Rhyolite and radiolarite are present in different proportions in all the archaeological levels and are represented almost exclusively by re-touched tools and by small flakes belonging to the reshaping or re-sharpening of the tools' edges. The proposed research focuses on the identification of the supply areas of lithic raw materials in order to define the land mobility of the human groups that inhabited the cave during Middle Palaeolithic. The study involves both local and allochthonous raw materials to understand the mobility range on a local and sub-regional scale. Starting from the idea of evolutionary chain, a specific methodology has been developed for vein quartz, aimed at the identification of the most probable secondary sources exploited. For all the raw materials, field works and lab analysis (stereomicroscope observations, Scanning Electron Microscopy and μ-XRF analysis) have been set up. The results obtained show that several local primary and secondary deposits were exploited, located at few hundred meters from the site. Vein quartz was collected in secondary deposits at the base of the mount while rhyolite comes from secondary deposits located at about 2 km in a straight line from the site. Radiolarite was instead collected within deposits located at distance between 20 and 30 km from the Ciota Ciara cave giving the chance to formulate reliable hypothesis on the seasonal mobility of the Middle Palaeolithic hunter-gatherers of the Ciota Ciara cave.
... After discard, archaeological stone tools are subjected to postdepositional processes, which may lead to transformation or "alteration" of their surface state. In spite of the durability of stone tools, the environment in which they are discarded will affect and alter their surfaces until equilibrium between them and their environment is reached (Fernandes and Raynal 2008). The resultant alterations may be macroscopically and/ or microscopically visible. ...
Article
Full-text available
Alterations caused by post-depositional processes have long hampered functional analysis of stone tools, and several attempts have been made to understand their effect on the visibility and identification of use-related traces and residues. Alterations can be caused by a broad range of phenomena that involve both mechanical and chemical processes. In this article, we present the results of an experimental study focused on the reproduction of alterations caused by repeated freeze–thaw cycles, which are among the crucial processes that many prehistoric artefacts have been subjected to after their deposition. Thanks to the use of a climate chamber, we succeeded in reproducing alteration polish comparable to what is frequently observed on prehistoric stone tools, in particular those dating to the Palaeolithic and Mesolithic periods. The results open new possibilities for exploring the effect of post-depositional processes on the preservation of use traces and residues and demonstrate that alterations can also contribute to the understanding of site formation processes.
Thesis
Entre 29 000 et 7 000 cal. BP, le Quercy a enregistré plusieurs occupations humaines traversant des contextes climatiques variés depuis les prémices du Dernier Maximum Glaciaire (He3 event) jusqu’à l’Optimum climatique holocène. Depuis le Gravettien moyen jusqu’à la fin du 2nd Mésolithique, les chasseurs-collecteurs ont mis en œuvre différentes stratégies techno-économiques dans l’acquisition et l’utilisation du silex. Pour préciser ces choix, l’étude pétroarchéologique des silex collectés s’attache à mieux appréhender les espaces parcourus par les Préhistoriques. L’étude synchronique permet de mettre en évidence de possibles interactions entre groupes à moyenne ou longue distance et d’évaluer la variabilité des occupations. L’étude diachronique permet de mieux appréhender les tendances et les variations ces comportements techno-économiques au regard des évolutions environnementales.L’analyse des assemblages provenant de douze occupations et la synthèse comparative de quatorze sites du Quercy et de ses marges permettent de caractériser la variabilité des litho-espaces et de mettre en évidence des phénomènes d’extension ou au contraire de contraction des territoires de collectes. Les résultats permettent de souligner des différences entre le nord (vallée de la Dordogne) et le sud du Quercy (vallée du Lot et vallée de l’Aveyron) et de percevoir plus finement le processus de contraction territoriale qui débute à la fin du Pléistocène supérieur et qui s’exprime pleinement durant le Mésolithique. Une réflexion sur les grands traceurs lithologiques permet également de percevoir de probables connexions à longue distance avec d’autres domaines géographiques (Gascogne, Charente, Centre) à des moments clés du Paléolithique supérieur.
Article
Full-text available
Petro-archaeology is a powerful tool useful in understanding the origin and management of rocks discovered in prehistoric sites and the complexity of human territories. This research technique has been applied extensively to the Massif Central and its margins, allowing the revaluation of lithic imports from the Rhodanian corridor. Flint derived from Oligocene conglomerates at Rochemaure–Cruas (Ardèche) was a perennial and often preferred source for prehistoric groups inhabiting the Vivarais lowlands and was exported through the Monts d’Ardèche to the Velay highlands (Haute-Loire) during the upper Pleistocene and the Holocene. This modifies the previously drawn litho-spaces occupied by Neanderthals and Modern Humans and questions their land-use strategies in these contrasting natural landscapes. https://doi.org/10.1016/j.crpv.2018.06.005
Article
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Résumé Les niveaux archéologiques de l’abri sous-roche Baume-Vallée (Haute-Loire), dans le Sud-Est, du Massif central, fouillés par A. Laborde (de 1966 à 1973), puis par J.-P. Raynal (de 1974 à 1996), ont livré un matériel lithique abondant attribué au Paléolithique moyen récent, avec une grande diversité de matières premières. L’industrie lithique des unités supérieures fut tout d’abord rattachée au faciès charentien lato sensu, puis ultérieurement attribuée au Moustérien de type Ferrassie. Sa révision technologique et techno-économique livre de nouvelles informations sur les concepts de débitage et le fractionnement des chaînes opératoires mises en œuvre, données qui permettent d’inclure désormais cette série au sein des techno-complexes Levallois à racloirs, fréquemment observés au Paléolithique moyen récent dans un grand Sud-Est de la France.
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Dans le Sud du Bassin parisien, les silex du Turonien inférieur – dits silex blonds – et supérieur – dits silex du Grand-Pressigny – constituent des ressources de première importance au Paléolithique supérieur. Leur exploitation préhistorique est reconnue dans tout le Berry, la Touraine, le Poitou et l’Auvergne. Ils se retrouvent également en petites quantités dans les séries lithiques du Paléolithique supérieur du Bassin parisien, de la vallée du Rhône, de l’Aquitaine et des Charentes. Ces ressources, malgré leur importance, n’avaient jamais fait l’objet d’une description pétrographique détaillée et ont été parfois confondues avec des silicifications cénozoïques. Nous présentons donc une synthèse de nos observations sur plus de 700 échantillons issus de 104 gîtes différents et sur plusieurs milliers d’artefacts lithiques, étayées par une revue bibliographique des publications, cartes géologiques et mémoires universitaires ayant trait au sujet. En conclusion, l’apport massif de silex du Turonien et notamment du Turonien inférieur comme élément structurant des assemblages lithiques du Paléolithique supérieur se cantonne pour l’essentiel à un espace contraint, au sud, par le seuil du Poitou et les Combrailles creusoises et, au nord et à l’est, par la Loire. Leur circulation sur plusieurs centaines de kilomètres n’est plus un fait anecdotique et permet de retracer des relations entre provinces préhistoriques.
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En 2015, les résultats scientifiques obtenus débouchent sur une amélioration significative aux niveaux gîtologique, pétroarchéologique et archéologique. Nous sommes en mesure de présenter une carte précise des formations à silex et une ébauche d’atlas comprenant les principaux types de silex présents en Auvergne. Avec la constitution d’un protocole d’analyse refondé et la mise en place d’un plan rationnel au niveau de la numérisation des données géoréférencées, nous participons à la construction d’un outil plus approprié à l’étude des comportements des hommes préhistoriques en milieu de moyenne montagne. La phase d’acquisition de données est en cours de finalisation. Il s’agissait d’interpréter, de modéliser et d’intégrer aux autres travaux d’archéologie préhistorique, ces nouveaux résultats. La représentation ainsi que le mode d’introduction et de consommation des différents types de matériaux sur les sites nous ont permis de distinguer les choix opérés par les hommes, autorisant dès lors l’inscription sémantique du litho-espace dans un essai de reconstruction du paléo-espace économique puis social (territoire) de chacun des groupes.
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