Journal Article

Micromorphological Sediment Screening (MSS) and CT-Scanning for Prioritization in Archaeological Excavations

Spin-Neto, Rubens, Tjelldén, Anna Katarina Ejgreen, Jensen, Rikke Brock, Kristiansen, Søren M., Stott, David

2025

Overview

When excavating complex anthropogenic stratigraphies, the field archaeologist is often limited to prioritizing the sampling strategy based on in situ macroscopic interpretations. Not until months after the excavation do supporting information and interpretations such as micromorphological analysis offer a more nuanced picture. This article addresses this challenge by evaluating two methods for analyzing results as the excavation is ongoing: computer tomography (CT) and cone beam CT-scanning (CBCT-scanning) of soil blocks using commercially available medical scanners (0.6 mm and 0.3 mm resolution) and an impregnation and micromorphological sediment screening (MSS) approach. The combined methods were applied on samples from a Neolithic settlement ( n = 24), an Iron Age / Viking Age cult ( n = 9), and an Iron Age settlement ( n = 1) in Denmark. Results showed that the CBCT-scanning did not offer clear visual documentation of the different densities between, for example, organic-rich and sandy layers, while the micromorphological screening showed potential when a fluorescent agent (Epodye) was added to the epoxy. Hence, the results suggest that the epoxy impregnation makes it possible to detect microstratigraphical features, while further identification requires a traditional micromorphological thin-section analysis. It would require a larger quantity of samples to assess the procedure’s cost-efficiency on a larger scale. Al excavar estratigrafías antropogénicas complejas, el arqueólogo de campo a menudo se limita a priorizar la estrategia de muestreo basándose en interpretaciones macroscópicas in situ. No fue hasta meses después de la excavación que la información de apoyo y las interpretaciones, como el análisis micromorfológico, ofrecen una imagen más matizada. Este artículo aborda este desafío evaluando dos métodos para los resultados del análisis a medida que avanza la excavación: tomografía computarizada (CT) y escaneo por TC de haz cónico (CBCT) de bloques de suelo utilizando escáneres médicos disponibles comercialmente (resolución de 0,6 mm y 0,3 mm) y un escáner rápido. Enfoque de impregnación y detección micromorfológica de sedimentos (MSS). Los métodos combinados se aplicaron en muestras de un asentamiento neolítico ( n = 24), un culto de la Edad del Hierro / Edad vikinga ( n = 9) y un asentamiento de la Edad del Hierro ( n = 1), en Dinamarca. Los resultados mostraron que el escaneo CBCT no ofrecía una documentación visual clara de las diferentes densidades entre, por ejemplo, materia orgánica capas ricas y arenosas, mientras que el cribado micromorfológico mostró potencial al agregar un agente fluorescente (Epodye) al epoxi. Por lo tanto, los resultados sugieren que la impregnación con epoxi permite detectar características microestratigráficas, mientras que una mayor identificación requiere un análisis micromorfológico tradicional de sección delgada. Se necesitaría una mayor cantidad de muestras para evaluar la rentabilidad del procedimiento a mayor escala.

• Publisher: Cambridge University Press
• Subject: Archaeology / Decision making / Documentation / Earth science / Excavation / Iron Age / Sediments / Viscosity