A PCA-AHC Approach to Provenance Studies of Non-Ferrous Metals with Combined Pb Isotope and Chemistry Data

Autor: Céline Tomczyk, Grzegorz Żabiński
Přispěvatelé: Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne - UFR Histoire de l'art et archéologie (UP1 UFR03), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1), Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologies environnementales, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologie et Philologie d'Orient et d'Occident (AOROC), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Sciences de l'Antiquité - ENS Paris (DSA ENS-PSL), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), Jan Dlugosz University in Czestochowa
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Journal of Archaeological Method and Theory
Journal of Archaeological Method and Theory, 2023, ⟨10.1007/s10816-022-09598-y⟩
ISSN: 1072-5369
1573-7764
Popis: International audience; Abstract This paper discusses the applicability of the Principal Component Analysis-Agglomerative Hierarchical Clustering (PCA-AHC) approach to provenance studies of non-ferrous metals using combined Pb isotope and chemistry data. Pb isotopic ratios were converted to the natural abundance of individual isotopes and then to weight units. Next, all relevant variables (Pb isotopes and trace elements) were processed with PCA and AHC to examine the relationships between observations. The method is first verified on three literature-based case studies (1, 2, and 3) . It is argued that, as is the case in archaeological iron provenance studies, the PCA-AHC method is also viable for non-ferrous metals. This method can greatly facilitate research, compared to conventional biplots with ratios of Pb isotopes and trace elements. Additionally, PCA-AHC can become part of the initial deposit selection process, and it can help clarify less obvious classification cases. The main problem with a practical application of this approach is insufficient deposit datasets with complete Pb isotopic and chemistry data. In such cases, it is possible to use the PCA-AHC method separately on Pb isotopic and chemistry data and then to compare and contrast results. Alternatively, the proposed approach can be used solely with Pb isotopic data. This application is shown in two additional case studies (4 and 5), which demonstrate the method’s application for tracing artefacts to their parent ores using datasets with a few thousand observations.; Cet article traite de l'applicabilité de l'approche Analyse en Composantes Principales-Classification Ascendante Hiérarchique (ACP-CAH) aux études de provenance des métaux non ferreux en utilisant des données combinées d’isotopes du plomb et de composition élémentaire. Les rapports isotopiques du plomb ont été convertis en abondance naturelle des isotopes individuels, puis en unités de poids. Toutes les variables pertinentes (isotopes du plomb et éléments traces) ont ensuite été traitées avec une ACP et une CAH afin d’examiner les relations entre les observations. La validité de la méthode a été vérifiée sur trois études de cas basées sur la littérature. Il est démontré que, comme c'est le cas dans les études de provenance du fer, la méthode ACP-CAH est également viable pour les métaux non ferreux. Cette méthode peut grandement faciliter la recherche de provenance, par rapport aux diagrammes bivariés conventionnels. De plus, la méthode ACP-CAH peut faire partie du processus initial de sélection des gisements, et peut aider à clarifier les provenances les moins évidentes. Le principal problème de l'application pratique de cette approche est cependant le faible nombre de gisements présentant des données isotopiques et chimiques complètes. Dans le cas de lacunes, il est possible d'utiliser la méthode ACP-CAH séparément sur les données isotopiques du plomb et chimiques, puis de comparer et de contraster les résultats. L'approche proposée peut également être utilisée uniquement avec les données isotopiques du plomb. Cette application est illustrée dans deux études de cas supplémentaires qui démontrent l'application de la méthode pour tracer les artefacts jusqu'à leurs gisements sources en utilisant des jeux de données comportant plusieurs milliers d'observations.
Databáze: OpenAIRE
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