Ergebnisse petrographischer Untersuchungen von Mortelproben aus dem friihchristlichen Pilgerheiligtum und der spatantiken Siedlung vom Hemmaberg/Karnten Sabine LADSTATTER und Roman SAUER1 Izvleček Članek podaja rezultate petrografske analize 21 vzorcev malte iz zgodnjekrščanskega romarskega središča in poznoantične naselbine na Sv. Hemi na Koroškem (si. 1-3). Dodatno so zbrani vzorci peska iz področja Globasnice, rimskega vicusa Iuenna (si. 6). Zbruski in analiza težkih mineralov dokazujejo, da so uporabljali gradivo iz Globasnice in ne, kot je bilo pričakovati, s hriba (si. 4, 5, 7). Večina izmed vzorcev si je podobna (tipi malte B, D, E) razlikujejo se le nekateri (tipi malte A, C, F). Ob arheoloških in zgodovinskih argumentih tako tudi rezultati petrografske analize poudarjajo sočasnost dvojnih cerkva in hiš namenjenih romarjem (vzorci 2-14; 16-18; 20-21). Drugačna je malta iz starejše cerkve (vzorec 1), zidu na terasi (vzorec 15) in s tubulov v hiši Q (vzorec 19). Abstract The article contains results of petrographical analyses on 21 mortar samples of the early christian pilgrim centre and the late roman settlement on the Hemmaberg in Carinthia (Fig. 1-3). Supplementary sand samples in the area of Globasnitz, the roman vicus Iuenna, were collected (Fig. 6). The thin-section and heavy mineral analyses proof, that the raw material sources were situated in Globasnitz and not as expected on the hill (Fig. 4, 5, 7). While most of the samples are very similar (mortar types B, D, E), some of them are characterized by differences (mortar types A, C, F). In addition to the archaeological and historical arguments also the results of petrographical analyses emphasize the chronological equality of the double churches and the pilgrim houses (samples 2-14; 16-18; 20-21). Different are the mortars of the elder church (sample 1), of the terracewall (sample 15) and of the tubuli in house Q (sample 19). 1. EINLEITUNG Seit 1978 werden am Hemmaberg systemati-sche Ausgrabungen durchgefiihrt, im Zuge derer ein komplexes friihchristliches Pilgerheiligtum sowie eine zugehorige Siedlung des 5. und 6. Jhs.n.Chr. freigelegt wurde.2 Wiihrend sich die Forschungs-aktivitiiten der ersten beiden Jahrzehnte in er- ster Linie auf die Freilegung und Dokumentati-on der Objekte sowie die Befundanalyse konzen-trierten, kam es in den letzten Jahren zu einer Scliwerpunktverlagerung hin zu einer umfassen-den kontextorientierten Fundbearbeitung in Kombination mit naturwissenschaftlichen Analyses3 In diesem Zusammenhang wurden Mortelproben aus Bruchsteinmauern beinahe aller 1 Fiir die Mitarbeit danken wir Herrn Ing. J. Maiden, Institut fur Silikatchemie und Archaometrie an der Hochschule fiir Angewandte Kunst in Wien, sehr herzlich. Herrn W. Kogoj, Globasnitz, sei fiir viele ortskundliche Hinweise gedankt. 2 F. Glaser, Das fruhchristliche Pilgerheiligtum auf dem Hemmaberg, Aus Forschung und Kunst 26 (1991); Ders., Archaologisch-historische Ergebnisse im Lichte der letzten Ausgrabungen in St. Peter in Holz/Teurnia und auf dem Hemmaberg/Iuenna, Arh. vest. 45, 1994, 165-173; Ders., Kirchenbau und Gotenherrschaft. Auf den Spuren des Arianismus in Binnennorikum und in Ration II, Per Schlern 70/2, 1996, 83-100; Ders., Fruhes Christentum im Alpenraum (Graz, Wien, Koln 1997). -1 S. Schretter, Von Noricum Mediterranean zurprovincia sclaborum, unpubl. Diss. (Wien 1997); H. Rodriguez, Die Zeit vor und nach der Schlacht am Fluvius Frigidus (394 n. Chr.) im Spiegel der siidostalpinen Gebrauchskeramik, Arh. vest. 48, 1997, 153-177; S. Ladstatter-Schretter, Neue Forschungsergebnisse zum Pilgerheiligtum auf dem Hemmaberg/Karnten, MiC'liA 4, 1998, i.D. Abb. 1: Hohenschichtenplan vom Hemmaberg (F. Glaser). Nr. 15-17 markieren die Probenentnahmestellen im ostlichen Siedlungsabschnitt." Gebiiude am Hemmaberg entnommen und diese petrographisch analysiert (Abb. 1, 2). Die diesen Untersucliungen zugrunde geleg-ten Fragestellungen betrafen in erster Linie die Zusammensetzung der einzelnen Zuschlagstoffe des verwendeten Mortels. Da insbesondere bei der westlichen Doppelkirchenanlage sowohl Mortel aus den Fundamenten,"4 dem aufgehenden Mau-erwerk5 und den halbhohen Briistungsmauern der Hallen() beprobt wurde, war von Interesse, ob bei konstruktiv unterschiedlichen Bediirfnissen ver-schiedene Roh- und Zuschlagstoffe zur Verwen-dung kamen. Die spiitantike Siedlung am Hemmaberg wurde in den letzten Jahrzehnten des 4. Jhs. gegriin-det. Entweder gleichzeitig mit Siedlungsbeginn oder kurz danach wurde auch eine erste Kirclie am Plateau des Hemmaberges errichtet.7 Im Gegensatz dazu entstand die fruhchristliche Pilger-anlage, bestehend aus zwei Doppelkirchenanlagen mit jeweils einem Baptisterium und mehreren Pilgerhiiusern, erst am Beginn des 6. Jhs.8 Zwi-schen der Erbauung der alteren sog. Westkirche und den beiden Doppelkirchen liegen somit knapp hundert Jahre. Daher lag die Frage nahe, ob sich diese Differenz auch im verwendeten Mortel nachweisen lalit, bzw. ob der Mortel der gleich-zeitigen Doppelkirchenanlagen und der Pilger-hiiuser ident ist. Im Gebiiude Q, das aufgrund seines Grund-risses und der funktionalen Bestimmung der einzelnen Riiume als Pilgerhaus bezeichnet wurde, konnten aufgrund des guten Erhaltungszustan-des Detailanalysen gemacht werden.9 So war urspriinglich die Ostmauer des Raumes O 1 flachendeckend mit Tubuli versehen, die HeiB-luft aus einem Y-formigen Heizkanal aufnahmen. Diese Tubuli waren vor die Bruchsteinmauer gesetzt und an der Innenseite mit mehreren Lagen Fein-verputz verkleidet. Aus Raum O 1 wurden folge- 4 MP 8. 5 MP y. 6 MP 7. 7 S. Schretter, Die westliche Doppelkirchenanlage auf dem Hemmaberg, Arch. Osterr. 8/1, 1997, 54-61. s F. Glaser, Eine weitere Doppelkirchenanlage auf dem Hemmaberg und die Frage ihrer Interpretation, Carintliia 1 183, 1993, 165-186; S. Schretter, Fibeln vom Hemmaberg: Ausgrabungen 1990-1992, Carintliia 1 183, 1993, 187-203. 9 S. Schretter, Die Ausgrabung auf dem Hemmaberg 1995, MiCliA 2, 1996, 28-36. Abb. 2: Das fruhchristliche Pilgerheiligtum auf dem Hemmaberg (F. Glaser, S. Ladstatter). Nr. 1-14 und 18-21 markieren die Probenentna hmestellen. richtig der Mortel der Ostmauer, der Feinverputz und der Mortel zwischen sowie unter den Tubuli untersucht (Abb. 3). Die Gebaude am ostlichen Abschnitt der Befestigungsanlage lieBen sich bislang absolut-chronologisch nicht einordnen, da charakteristi-sches Fundmaterial fehlte (Abb. 1).10 Lediglich unter dem Estrich von Gebaude BF 4 konnten bei Untersuchungen 1995 neben lokal gefertig-ter Grobkeramik ein Armreifen mit stilisierten Tierkopfenden und eine Miinze der 2. Halfte des 4. Jhs. geborgen werden, die an einer spatantiken Datierung des Baues keinen Zweifel lassen." Im Gegensatz zur Pilgeranlage handelt es sich bei den Gebauden am ostlichen Abschnitt der Befestigungsanlage um einfache Wohnbauten. Mortelproben wurden sowohl aus den Wohnbauten, als auch aus der davon nordlich gelegenen Terrassenmauer, deren chronologische Einordnung unsicher ist, genommen. 2. METHODE Nach der makroskopischen Beschreibung wurden von den Mortelbrocken sowohl petrographische Diinnschliffe als auch Schwermineralanalysen angefertigt. Zusatzlich wurden in der Umgebung 10 F. Glaser, Die Ausgrabung Hemmaberg 1985, Carinthia 1 176, 1986, 131-134; Ders., Ausgrabungen auf dem Hemmaberg 1988, Carinthia I 179, 1989, 47-50. 11 Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind noch unpubliziert und sollen im Rahmen einer Publikation der Befestigungsanlage vorgelegt werden. Abb. 3: Gebiiude O. Ansicht von Siiden auf die Ostmauer des Raumes Q1 mit der Tubulatur und dem daruberliegenden Feinverputz (Foto: S. Ladstatter). vorkommende Sande beprobt, analysiert und mit den Zuschlagstoffen des Mortels verglichen. 2.1. Diinnschliffanalyse Von samtlichen ausgewiihlten Proben wurden petrographische Diinnschliffe angefertigt. Der Porenraum wurde vorher mit blauem Kunstharz impragniert, ura ihn besser sichtbar zu machen. Mit den Dunnschliffen erfolgte zunachst eine Bestimmung des Verhaltnisses von feinkdrniger Kalkmatrix zu Sand sowie den im Mikroskop sicht-baren Poren. Fur diese Bestimmung wurde die Punktzahlmethode gewahlt und jeweils 200-300 Punkte geziihlt. Die Analyse der mineralogischen Sandzusammensetzung erfolgte durch Kornzahlung (Kornprozent), wobei aufgrund der Grobkornigkeit der Mortelproben meist weniger als 200 Korner ausgeziihlt werden konnten. Der Vorteil letzte-rer Methode gegeniiber der Punktzahlmethode liegt vor allem in der Zeitersparnis und der ho-heren Aussagekraft bei matrixreichen Proben. Es ware mit der Punktzahlmethode praktisch nicht moglich, in einem Dunnschliff eine ausreichend groBe Anzahl von Sandpartikel zu erfassen. Die Ergebnisse der Diinnschliffanalysen wurden ur-spriinglich in Exceltabellen dokumentiert und fur diesen Bericht in Form von Kreisdiagrammen zu-sammengefaBt (Abb. 4). Typische Diinnschliffe der Morteltypen sind auf Abb. 5 abgebildet. 2.2. Schwermineralanalyse Von den Mortelproben wurden auch Schwer-mineralanalysen angefertigt. Um eine quantitative Bestimmung der Schwermineralzusammen-setzung vornehmen zu konnen, miissen die Schwer-mineralien vorerst angereichert werden. Dazu wurden zunachst samtliche Proben in einem Morser zerkleinert und mit Salzsaure entkalkt. Die dar-aus durch NaBsiebung gewonnene Kornfraktion 0,125-0,04 mm wurde dann zur Schweretrennung herangezogen, wobei der Schwermineralanteil mit-tels Bromoform (spez. Gewicht 2,85) in Scheide-trichtern abtrennt wurde. Die so gewonnenen Schwermineralfraktionen wurden auf Objekt-trager in Kunstharz eingebettet, polarisations-mikroskopisch analysiert und die Anteile der ill O LU O Q CL -1 UJ K oz O S o <£> -D (/) CL O io C d) 0) TJ X C — o - C © « ^ ■t; CD Q) XI — o. — c enc ro o 3 2 2.2 feE^ HH-OQK^: □ ■□UDI 52ar = ' C0 LU O C0 C^- O a. t UJ h-(£ O s ffl CL cc O < a. UJ K CE O s (luszojdujox) d3NHoxaNvs asa ONnzi3SN3wtwsnz d) t c 'a; 00 c o t: C a) * tn "O c (luazojdswniOA) 0N0Z13S -N3wwvsnzi3iao^ (luszojdujox) DNnZ13SN3WVWSnZ nva3NIWM3MH3S O s d) o m :3 trt L- -C d) o c l— X c ,Q u- ro C CTJ X) Q) 75 E v O) CO m O) * u C (II J* € "O C -I V— d) O) r tf) O > p 03 a m C! 03 3 O E i— 03 L_ O C 3 * O ^ □ □ ■ ■ □ /4M>. 4: Zusammensetzung der Mortelproben (Graphik: R. Sauer). Legende 1: Sandanteile in Volumsprozent. Legende 2: Schwermineralien (Zu den Sandanteilen in Kornprozent vgl. Abb. 7, Legende 3). verschiedenen Schwermineralien ausgezahlt. Es gelangten jevveils mindestens 200 durchsichtige Korner zur Auszahlung. Die Aufbereitung der Sedimentproben erfolgte in gleicher Art und Weise. Die Resultate der Schwermineralanalysen wurden wie die Diinnschliffproben in Exceltabellen erfaBt und graphisch ausgewertet.12 3. DIE MORTELPROBEN 3.1. Probenauswahl (Abb. 1-3) MP 1 Altere Kirche Apsis MP 2 Gemeindekirche nordlicher Anbau MP 3 Gemeindekirche Zisternenwestmauer MP 4 Gemeindekirche Nordostecke MP 5 Memorialkirche Siidmauer MP 6 Memorialkirche Baptisterium MP 7 Vierte Kirche Nordhalle MP 8 Vierte Kirche Apsis Fundament MP 9 Vierte Kirche Apsis aufgehendes Mau-erwerk MP 10 Vierte Kirche Vestibiilmauer MP 11 Ftinfte Kirche Apsis MP 12 Gebaude G Ostvestibiil MP 13 Gebaude L Nordmauer MP 14 Gebaude P Nordmauer MP 15 Ostliche Terrassenmauer MP 16 BF 4 Gebaude unter Wall MP 17 BF 2 Gebaude an der ostlichen Befestigungsanlage MP 18 Gebaude Q Ostmauer MP 19 Gebaude Q zwischen den Tubuli MP 20 Gebaude Q Feinverputz MP 21 Gebaude O Steinlage parallel zur Ostmauer (Auflager fur Tubuli) 3.2. Ergebnisse der Analysen (Abb. 4) Insgesamt konnten sechs Morteltypen unter-schieden werden. Die Analysenergebnisse sind graphisch und fotographisch (Abb. 4 und 5) dar-gestellt. 3.2.1. Morteltyp A (Abb. 5/1) Referenzprobe: MP 1. Die Mortelprobe weist ein Sand/Kalkmatrix-verhaltnis von ca. 33:67 auf. Im „Sandanteil" ist ein Anteil (etwa 40 %) von nicht vollstandig ge- brannten Karbonatkornern enthalten, der nicht zum zugesetzten Sand gehort. Die im Diinnschliff festgestellte sichtbare Porositat betragt etwa 20 %. Der zugesetzte Sandanteil setzt sich volumsmaBig hauptsachlich aus Dolomitpartikel zusammen. Untergeordnet treten zusatzlich noch Kalk und Quarzkorner sowie Kristallinbruchstiicke auf. Die maximale im Diinnschliff beobachtete KorngroBe der Dolomitpartikel ist 4 mm. Die durchschnitt-liche KorngroBe betragt 0,9 mm. Unabhangig von ihrer GroBe (Kornprozent) bestehen die Sandkorner aus 53 % Dolomitkornern, 22 % Kalkpartikel (14 % Sparit, 6 % Mikrit, 2 % Biomikrit), 13 % monokristallinen Quarzen, 5 % polykristallinen Quarzen, 1 % Hornstein, 2 % Kristallinbruchstiicken, 2 % Ton bis Siltstein-brockchen, sowie 1 % Feldspat und 1 % Muskovit. In Spuren kommen Marmorbrockchen vor. Die Dolomitkorner bestehen zum GroBteil aus z.T. angerundeten fein- bis mittelkornigen z.T. auch sehrgrobkornigen Dolospariten (KristallgroBe bis etwa 0,5 mm). Dolomikritkorner sind dagegen selten. Bei den Kalkpartikel konnen vereinzelt Pelsparite bzw. Biolithitkorner beobachtet werden. Vereinzelt kommen Pflanzenreste (Hohlform-poren) und in der Kalkgrundmasse Relikte un-vollstandig gebrannter Kalkkornervor. Die Schwer-mineralzusammensetzung ist durch Granatvormacht (57 %) gekennzeichnet. Daneben treten Epidot/ Zoisit und Rutil starker in Erscheinung. Untergeordnet kommen Zirkon, Hornblende, Staurolith, Disthen, Brookit/Anatas und Titanit vor. Zusammenfassung: Typisch fur Morteltyp A ist der hohe Gehalt an unvollstiindig zersetzten Kalkkornern in der Kalkgrundmasse. Als Zuschlag-stoff wurde ein dolomitreicher Sand verwendet, der nicht mit den untersuchten, unmittelbar am Hemmaberg vorkommenden Sanden iiberein-stimmt. Als Herkunftsquellen bieten sich vor allem dolomitreiche Sande aus der Gegend siidostlich des Hemmaberges an (Bereich Krupicbach). 3.2.2. Morteltyp B (Abb. 5/2) Referenzproben: MP 2; MP 3; MP 4; MP 5; MP 6; MP 7; MP 8; MP 9; MP 10; MP 11; MP 12; MP 13; MP 14; MP 16; MP 21. Die Mortelproben weisen ein Sand/Kalkmatrix-verhaltnis von ca. 54:46 auf. Im Sandanteil ist zusatzlich noch ein Anteil von etwa 15 % an nicht Die Probenaufbereitung fur die Schwermineralanalysen hat dankenswerter Weise Ing. J. Maiden organisiert. vollstandig gebrannten Karbonatkornern enthalten. Die im Diinnschliff festgestellte Porositat schvvankt sehr stark (3-25 %). Der Morteltyp B konnte aufgrund der unterschiedlichen Porositaten in 2 Untergruppen aufgeteilt werden. Wahrscheinlich hangen aber die beobachteten Porositaten nur von primaren Unterschieden von Verdichtung und Wassergehalt des Mortels ab. Einige Proben zei-gen anscheinend auch einen verschiedenartigen Verwitterungsgrad. Der sehr schlecht sortierte zugesetzte Sand- bis Feinkiesanteil besteht volumsmaBig hauptsachlich aus Dolomitpartikel, sowie untergeordnet Kalk, Quarz und Kristallin-bruchstiicken. Die maximale im Diinnschliff be-obachtete KorngroBe schwankt bei den Dolomitpartikel von 5 bis 14 mm. Die durchschnittliche KorngroBe betragt 1,5 mm (0,6-2,6 mm). Der Sandanteil besteht aus 77 % Dolomit (hauptsachlich Dolosparit, nur untergeordnet Dolomikrit), 11 % Kalkpartikel (10 % Sparit, 1 % Mikrit), 5 % monokristallinem Quarz, 4 % polykristallinem Quarz, 1 % Kristallinbruchstiicken, 2 % Ton und Siltstein, sowie in Spuren Feldspat, Muskovit, Hornstein und Marmorbrockchen. Die Dolomit-korner setzen sich aus zum Teil fein- bis mittel-kornigen Dolospariten sowie aus sehr grobkor-nigen Dolospariten (KristallgroBe bis 0,5 mm) zusammen. Vereinzelt konnen auch Schatten von Mikrofossilien erkannt werden. Selten kommen auch teilweise dedolomitisierte Dolosparite und sehr selten ostracodenfiihrende Dolomikritkorner vor. Bei den Kalkpartikel lassen sich neben den Mikrospariten bis Spariten vereinzelt auch Pelsparite und mikrofossilfiihrende Biosparite (z.T. Dasycladaceenreste) beobachten. Die sehrseltenen Kristallinbruchstiicke bestehen iiberwiegend aus Quarzit (z.T. glimmerfiihrend) bzw. Quarz-Chloritaggregaten. Sehr vereinzelt konnen auch verkohlte Pflanzenreste, Knochen, sowie Gastropodenschalenreste beobachtet werden. In der Grundmasse treten manchmal stark zersetz-te (unvollstiindig gebrannte) Marmorkorner auf. Die Schwermineralzusammensetzung ist durch Granatvormacht (54 %) gekennzeichnet. Dane-ben treten Epidot/Zoisit (18 %) und Rutil (8 %) starker in Erscheinung. Untergeordnet sind Zir-kon, Turmalin, Hornblende, Staurolith, Andalu-sit, Sillimanit, Disthen, Brookit/Anatas und Titanit vertreten. Zusammenfassung: Typisch fur Morteltyp B sind der hohe Gehalt an z.T. angerundeten Dolomitpartikel und die extrem schlechte Sortierung der beigemengten Sande. Als Herkunftsquelle bieten sich vor allem dolomitreiche Sande aus der Ge-gend sudostlich des Hemmaberges an (Krupicbach). 3.2.3. Morteltyp C (Abb. 5/3) Referenzprobe: MP 15. Die Mortelprobe weist ein Sand/Kalkmatrix-verhaltnis von ca. 55:45 auf. Im „Sandanteil" ist ein Anteil von etwa 10 % an nicht vollstandig gebrannten Karbonatkornern enthalten. Die im Diinnschliff festgestellte Porositat betragt etwa 18 %. Der zugesetzte Sandanteil setzt sich volumsmaBig hauptsachlich aus Dolomitpartikel, untergeordnet Kalk und Marmor sowie Quarz und Kristallinbruchstiicken zusammen. Die maximale im Diinnschliff beobachtete KorngroBe betragt bei den Dolomitpartikel 9 mm, die durchschnittliche KorngroBe 2,2 mm. Der Sandanteil besteht aus 65 % Dolomit (hauptsachlich Dolosparite, nur untergeordnet Dolomikrit), 16 % Marmorbrockchen, 3 % Sparit, 3 % Mikrit, 3 % monokristallinen Quarzkornern, 4 % polykristallinem Quarz, 1 % Kristallinbruchstiicken, 2 % Ton und Siltstein, 2 % Muskovit und 1 % Feldspat. Die Marmorbrockchen zeigen gelegentlich Mineraleinschliisse (Muskovit, Quarz, Titanit etc.). Die seltenen Kristallinbruchstiicke bestehen hauptsachlich aus Quarzit. Die Schwermineralzusammensetzung ist durch Epidot/Zoisitvormacht (41 %) gekennzeichnet. Daneben treten Granat (16 %), Titanit (11 %), Brookit/Anatas (9 %), Hornblende (9 %) und Rutil (8 %) starker in Erscheinung. Untergeordnet kommen Zirkon, Turmalin, Staurolith, Disthen und Diopsid vor. Zusammenfassung: Typisch fiir Morteltyp C ist neben dem hohen Gehalt an Dolomitpartikel der auffallig erhohte Zusatz von Marmorkornern. Das Schwermineralspektrum weicht auBerdem deut-lich von den restlichen Mortelproben ab (erhohte Gehalte an Titanit, Zoisit und Diopsid). Die-se Minerale diirften aus den Marmorbeimengungen stammen. 3.2.4. Morteltyp D (Abb. 5/4) Referenzproben: MP 17; MP 18. Die Mortelproben weisen ein Sand/Kalkmatrix-verhiiltnis von ca. 45:55 auf. Der „Sandanteil" enthalt einen Anteil von etwa 10 % an nicht vollstandig gebrannten Karbonatkornern. Die im Diinnschliff feststellbare Porositat schwankt von 20-25 %. Der zugesetzte Sandanteil setzt sich volumsmaBig hauptsachlich aus Dolomitpartikel, Kalk, Quarz und Kristallinbruchstiicken sowie Silt/ Tonsteinbrockchen zusammen. Die maximale im Abb. 5/1: Morteltyp A (MP 1). Bemerkenswert ist der hohe Gehalt an schlecht gebrannten Karbonatpartikel sowie ein hoher Anteil von feinkornigem Kalkbindemittel. Abb. 5/3: Morteltyp C (MP 15). Charakteristisch fur Morteltyp C ist der Zusatzvon zum Teil grobkornigen Marmorbrockchen. Im groben Marmorkorn sind Mineraleinschliisse kenntlich (Titanit). Abb. 5/5: Morteltyp E (MP 19). Morteltyp E ist gekenn-zeichnet durch eine feinkornige Kalkgrundmasse mil gro-ber Pflanzenmagerung. Die urspriingliche Pflanzenzugabe laBt sich durch Hohlformporen, die aus den langlichen Pflanzenresten entstanden sind, nachweisen. Abb. 5/2: Morteltyp B (MP 5). Mortelprobe mit relativ ge-ringer Makroporositat. Typisch ist der Zuschlag von dolomit-reichem Sand. Abb. 5/4: Morteltyp D (MP 17). Der Morteltyp D ist neben der Hiiuligkeit an Dolomitkornern durch erhohte Gehalte an Siliziklastika und Kalkkornern gekennzeichnet. Abb. 5/6: Morteltyp F (MP 20). Sichtbar sind hauptsach-lich grobe Dolosparitkorner neben feinerem siliziklastischen Material. Abb. 5: Diinnschliffiibersichtsaufnahmen der Morteltypen A-F (Fotos: R. Sauer). Diinnschliff beobachtete KorngroBe der Dolomitpartikel schwankt von 5 bis 7 mm. Die durchschnitt-liche KorngroBe betragt 1,4 mm (0,9-1,8 mm). Der Sandanteil besteht aus 35 % Dolomit (hauptsachlich Dolosparite, nur untergeordnet Dolomikrit), 23 % Kalkpartikel (19 % Sparit, 4 % Mikrit), 18 % monokristallinem Quarz, 11 % polykristallinem Quarz, 4 % Kristallinbruchstiicken, 3 % Ton und Siltstein, sowie 2 % Feldspat, 1 % Muskovit, 1 % Marmorbrockchen, 1 % Schwer-mineralien und Spuren von Hornstein und Schalen-resten. Die Kristallinbruchstiicke bestehen hauptsachlich aus Quarzit (z.T. chloritfiihrend) und Quarz-Kalifeldspataggregaten. Vereinzelt lassen sich, unregelmaBig verteilt, Hohlformporen ehe-maliger Pflanzenreste beobachten. Die Schwermineralzusammensetzung ist durch Granatvormacht (54 %) gekennzeichnet. Daneben treten Epidot/ Zoisit (19 %) und Rutil (6 %) starker in Erschei-nung. Untergeordnet kommen Turmalin, Brookit/ Anatas, Staurolith, Hornblende, Disthen, Zirkon, Andalusit, Sillimanit und Titanit vor. Zusammenfassung: Typisch fiir Morteltyp D ist neben dem Dolomitanteil der erhohte Gehalt an siliziklastischen Beimengungen und Kalkpartikel. Die Zusammensetzung der Sandzuschlagstoffe weist groBe Ahnlichkeiten mit Sandproben aus dem Bereich des Krupicbaches auf. 3.2.5. Morteltyp E (Abb. 5/5) Referenzprobe: MP 19. Die Mortelprobe weist ein Sand/Kalkmatrix-verhaltnis von ca. 10:90 auf. Im Sandanteil ist ein Anteil von etwa 73 % an nicht vollstandig gebrannten Karbonatkornern enthalten. Die im Diinnschliff festgestellte Porositat betragt etwa 20 %. Der sehr geringe, vielleicht auch nur unabsichtlich zugesetzte Sandanteil (Verunreinigung) besteht aus Dolomit, Quarz und Mikrit. Die maximale im Diinnschliff beobachtete KorngroBe ist 1,5 mm (Dolomitpartikel). Typisch ist das Auftreten von z.T. langlichen Grobporen, die Hohlformporen ehemaliger Pflanzenreste sind. Die Schwermineralzusammensetzung ist durch Granatvormacht (63 %) gekennzeichnet. Daneben treten Epidot/Zoisit (7 %), Hornblende (7 %) und Rutil (6 %) starker in Erscheinung. Untergeordnet kommen Andalusit, Turmalin, Staurolith, Disthen, Brookit/Anatas, Zirkon und Titanit vor. Zusammenfassung: Typisch fiir Morteltyp F ist die Verwendung von sehr feinem Kalkmortel mit Pflanzenzusatz. Es kann aus der vorliegenden Probe nicht entschieden werden, ob iiberhaupt bewuBt Sand zugesetzt wurde. 3.2.6. Morteltyp F (Abb. 5/6) Referenzprobe: MP 20. Die Mortelprobe weist ein Sand/Kalkmatrix-verhaltnis von ca. 44:56 auf. Im Sandanteil ist ein Anteil von etwa 6 % an nicht vollstandig gebrannten Karbonatkornern enthalten. Die im Diinnschliff festgestellte Porositat betragt 13 %. Der zugesetzte Sandanteil setzt sich volumsmaBig hauptsachlich aus Dolomitpartikel, untergeordnet Kalk sowie Quarz und Kristallinbruchstiicken und et-was Tonstein zusammen. Die maximale im Diinnschliff beobachtete KorngroBe der Dolomitpartikel ist 2,7 mm. Die durchschnittliche KorngroBe betragt 0,9 mm. Im Sandanteil findet man 76 % Dolomit (hauptsachlich Dolosparite, nur untergeordnet Dolomikrit), 5 % Kalkpartikel (4 % Sparit, 1 % Mikrit), 7 % monokristalline Quarze, 5 % poly-kristalline Quarze, 4 % Kristallinbruchstiicke, 2 % Schwermineralien, 1 % Ton und Siltstein sowie Feldspat. Die Schwermineralzusammensetzung ist durch Granatvormacht (72 %) gekennzeichnet. Daneben treten Epidot/Zoisit (5 %) und Rutil (4 %) starker in Erscheinung. Untergeordnet kommen Zirkon, Turmalin, Hornblende, Staurolith, Andalusit, Sillimanit, Disthen, Brookit/Anatas und Titanit sowie Klinopyroxene vor. Zusammenfassung: Typisch fiir Morteltyp F ist die Verwendung von etwas feinerem und besser sortiertem Sand. 4. DIE SANDPROBEN Um die Rohstoffquellen fiir die Mortelzuschlag-stoffe zu definieren, wurde Sand vom Hemmaberg und den umliegenden Bachen in der Ebene um die Ortschaften Globasnitz, Altendorf und Kristendorf entnommen und analysiert (Abb. 6).13 Es wurden von der Fraktion <2 mm Dunnschliffe angefertigt und die Kornzusammensetzung mittels Zahlung von 200 Kornern abgeschatzt. Die Analysen-ergebnisse sind auf Abb. 7 zusammengefaBt. 13 Die Probenauswahl umfaBte auch Erd- und Lehmproben, die bei der vorliegenden Analyse unberiicksichtigt bleiben. ■67i/ J urn. SchounjB V 550 T s che pilsc ha c h 1-Ho'miCtbert KLeuidorff V >1 x-Jaunstein- ifrilerber'j/hn 'f SiVS Globa s ri i IJ K" Wacltendorfc (536) Feuersberg> HeSnitt. S&Polehd ; HoBmann' Schjui ToHcwk ,104« V. H-icktruloh/?? Aim' ropiliahtt.(i -^,/yyy/i. hpnik* ■ Ufrsty/QOI S p Abb.6: Kartierung der Sandproben im Bereich von Globasnitz, Hemmaberg, Altendorf und Kristendorf (Graphik: S. Ladstatter). 4.1. Probenauswahl (Abb. 6) Nr. Ortschaft Entnahmestelle Probenart P 1 Podrain Globasnitzbach Sand P 2 sudlich von Podrain Globasnitzbach Sand P 3 Globasnitz Krupicbach West Sand P 4 Globasnitz Krupicbach Ost Sand P 5 Hemmaberg Bereich Befestigungsanlage West Erde P 6 Hemmaberg Hohe Gradischnig-Hof Sand P 7 Hemmaberg Hohe Gradischnig-Hof lehmiger Sand P 8 Hemmaberg Hohe Gradischnig-Hof Lehm P 9 Saagerberg Bernikbach Sand P 10 Altendorf Suchabach Sand P 11 Kristendorf Golavcnikbach Sand 4.2. Ergebnisse der Analysen (Abb. 7) 4.2.1. Globasnitzbach Referenzproben: P 1; P 2. Die beiden Sandproben bestehen iiberwiegend aus Dolomit (meist Dolomite unterschiedlicher KristallgroBe) und Tonsteinpartikel. Nur untergeordnet kommen auch Kalkpartikel (Sparite, Pelsparit, Mikrit) sowie siliziklastische Korner vor. Die Dolomitkdrner stammen vermutlich aus dem Hauptdolomit. Die auffallig dunklen Tonsteinpartikel diirften karnischen Carditaschichten entsprechen. Die geringen Beimengungen von (luszojdwox) a3NMQ>iaNVS d3Q ONnZ13SN3WWVSnZ ()u»zojduox) 3HOSIOOnVd3NIW ONnZ13SN3WWVSnZ 1VM3NIWa3AAHOS (luozojdujox) aSNdQXaNVS aaa 0Nnzi3SN3wwvsnz 3HDSI001VM3NIW C = £ to m to W 1- "D c O CO S C 3 £ fc! S 2 _ = ro B S2 £ 0 3 S 3 CD 1 O u) ^ 1 -SC o c - m o n 2 E .£ = ro c .. = 0 CL 0 M iS t« » « 2 w c P .c 3 c o 0 o O * I- LL CO □ !!■□□ c ~ •§ 1 - 0 "T . c .O O ™ - - O) aj CL F 0 M t C o O CL ~ O O O c/3 2 a Q co !!□■□□ C 0 C 0 E 0 N -C O tO N (0 _ (/) O 0 i- 3 2 N ~ g> 'C 'c ro S ro jc Q. c ■ti o. ■;= w t {g «o E o o (iuazojduox) O. .2 .9 O O 9Nnzi3SN3wwvsnz CO CD CD Q Q 1VH3NIWH3AAHDS □ B S O I /f/)/). 7: Zusammensetzung der Sandproben (Graphik: R. Sauer). Legende 3: Sandanteile in Kornprozent (Zu den Schwer-mineralien vgl. Abb. 4, Legende 2). Kalken sind vermutlich groBteils Wettersteinkalk. Samtliche Gesteinsarten stehen im Einzugsbereich des Globasnitzbaches an.14 Der hohe Gehalt an Tonsteinpartikel unterscheidet die Sande von den verwendeten Mortelzuschlagstoffen. Es ist der-zeit aber nicht geklart, ob der hohe Gehalt an dunklen Tonsteinpartikel auch in den alteren Sandablagerungen des Globasnitzbaches in glei-cher Haufigkeit auftritt oder ob es sich um rezente Einschwemmungen handelt. 4.2.2. Krupicbach Referenzproben: P 3; P 4. Die Proben bestehen iiberwiegend aus Dolomit, Kalk und siliziklastischen Partikel. Tonsteinpartikel fehlen fast vollig. Die Sandzusammensetzung entspricht den im Einzugsgebiet des Krupicbaches vorkommenden Gesteinsarten.15 Der erhohte Gehalt an Siliziklastika entstammt vermutlich den sandigen Tertiarab-lagerungen. Die Sande aus dem Bereich des Krupicbaches weisen die groGte Ahnlichkeit mit den verwendeten Mortelzuschlagstoffen auf (be-sonders Morteltyp D). 4.2.3. Hemmaberg Referenzproben: P 6; P 7. Die Sandproben entstammen dem verwitter-ten Bindemittel tertiarer Konglomerate, die un-terhalb der Kalkscholle des Hemmaberges anste-hen.16 Die kalkreichen Sande fiihren hauptsachlich Sparitkorner, siliziklastische Partikel sowie gelblich verwitterte Ton-Siltsteinpartikel. Dolomit-korner treten nur sehr selten auf. Eine Verwendung dieser Sande als Zuschlag-stoff fiir die untersuchten Mortelproben kommt aufgrund der deutlich abweichenden Zusammen-setzung insbesondere dem Fehlen von Dolomit nicht in Frage. 4.2.4. Bernikbach, Suchabach, Golavcnikbach Referenzproben: P 9; P 10; P 11. Diese Sandproben unterscheiden sich in ihrer schwermineralogisch-petrographischen Zusammen-setzung, insbesondere durch den erhohten Gehalt an Siliziklastika eindeutig von den verwendeten Mortelzuschlagstoffen und kommen daher als Rohstoffquelle nicht in Frage. 5. ZUSAMMENFASSENDE INTERPRETATION 5.1. Petrographische Interpretation Die untersuchten 21 Mortelproben konnten aufgrund geringer Unterschiede in der minera-logischen-petrographischen Zusammensetzung in 6 Typen untergliedert werden. Die uberwiegen-de Anzahl der Proben (15) entspricht Morteltyp B, vom Morteltyp D liegen zwei Proben vor. Nur einmal sind die Typen A, C, E und F vertreten. Die Morteltypen lassen sich durch Unterschiede im Gehalt an feinkorniger Matrix, durch die verwendeten, verschieden zusammengesetzten Zu-schlagstoffe sowie den variierenden KorngroBen-verteilungen charakterisieren. Die starken Schwan-kungen der im Diinnschliff sichtbaren Porositaten sind, mit Ausnahme der durch zugesetzte organi-sche Zuschlagstoffe hervorgerufenen Poren des Morteltyps E, vermutlich groBteils durch primare Unterschiede in Verdichtung und Wassergehalt des Mortels bedingt. Moglicherweise spielt z.T. auch der verschiedenartige Verwitterungsgrad der Proben eine Rolle. Daher wurde die Porositat als Unter-scheidungsmerkmal nur sekundiir beriicksichtigt. Grundsatzlich sind bei alien Mortelproben die Zuschlagstoffe durchwegs sehr schlecht sortiert. Typisch fiir die meisten untersuchten Mortelproben ist der hohe Gehalt an Dolomitkornern. Die Morteltypen A und D weisen erhohte Gehalte an Kalkpartikel und siliziklastischen Beimengungen 14 F. Bauer, Geologische Karte der Karawanken 1:25 000, Ostteil, Matt 2 (Wien 1981); F. Bauer. I. Cerny, H. L. Holzer, D. Van Husen, J. Loeschke, G. Suette, F. Tessensohn, Erlauterungen zur geologisclten Karte der Karawanken 1:25 000 (Wien 1983); D. van Husen, Zur Schichtfolge und Tektonik des Jungtertiars zwischen Reehberg und Homarrow-Berg und seine Beziehung zur Hebung der Karawanken, Carinthia II 86, 1976, 113-126; Ders., Synsedimentare Gleitschollen groBen AusmaBes im terrestrischen Jungtertiar der Karawanken, Geol. Rundschau 73, 1984, 433-445. 15 Wie Anm. 14. 16 Wie Anm. 14. auf, wogegen Typ C durch die typische Marmor-beimengung charakterisiert ist. Morteltyp E wie-derum ist durch iiberwiegend feine Kalkmatrix, Pflanzenhackselbeigabe und nur sehr geringen Sandzusatz gekennzeichnet. Als etwas problematisch erwiesen sich die teil-weise sehr groben Sand- bzw. Schotterbei-mengungen einiger Mortelproben (bis 14 mm bei Typ B). Bei diesen grobkornigen Proben ist die Untersuchung nur eines Diinnschliffes, insbesondere fiir die Abschatzung der KorngroBe, meist nicht reprasentativ. Bei solchen KorngroBen sind wesentlich groBere Proben fiir eine statistisch gesicherte Aussage notwendig. Der Vergleich mit den untersuchten lokalen Sandvorkommen zeigte, daB die Zuschlagstoffe der Mortel nicht aus der unmittelbaren Umge-bung der Bauwerke am Hemmaberg stammen.17 Sie ahneln Sedimentablagerungen aus dem Bereich siidostlich des Hemmaberges, wo entspre-chende dolomitreiche Sande vorkommen, wie z.B. in der Umgebung des Krupicbaches. Die iibrigen untersuchten Sandvorkommen scheiden wegen deutlicher Unterschiede in der mineralogischen Zusammensetzung aus. Da in einigen Mortelproben eindeutig unvoll-standig gebrannte Marmorkomponenten in der Kalkmatrix nachgewiesen werden konnten, liegt die Annahme nahe, daB z.T. auch Marmorabfalle zu Kalk gebrannt wurden.18 5.2. Archaologische Interpretation Die Zusammensetzung der Mortelzuschlagstoffe verdeutlicht, daB das Material nicht vom Hemmaberg selbst entnommen wurde, sondern aus der Gegend siidostlich des Berges im Um-kreis des heutigen Ortes Globasnitz, dem romi- schen Iuenna stammt. Zusatzlich wurde bei der Mortelproduktion zu Kalk gebrannter Marmor beigemengt. Nachweislich waren romische Architekturglieder, meist von Grabbauten stam-mend, nicht nur als Spolien innerhalb der Gebaude vermauert,19 sondern erfuhren auch eine Umar-beitung und Adaption zu spatantiken Ausstattungs-elementen20 bzw. Geraten.21 Zudem charakterisiert eine Magerung mit Marmormehl bzw. Marmorkornern die lokal gefertigte, spatantike Grobkeramik.22 Marmortesserae fehlen hingegen im Spektrum der Bodenmosaike in den fruhchristlichen Kirchen am Hemmaberg. Da zusatzlich Tesserae aus lokal am Hemmaberg anstehenden Kalksteinen nachweislich auch nicht verwendet wurden und kein charakteristisches Abschlag-material gefunden werden konnte, ist eine Pro-duktion der Steinchen vor Ort im Zuge der Ver-legung der Mosaikboden auszuschlieBen. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, daB die Steinchen bereits am Abbauort behauen wurden.23 Erfreulicherweise konnte sowohl die aufgrund archaologischer Kriterien postulierte Unterschied-lichkeit der alteren Kirche (Morteltyp A) als auch die Uniformitat des Materials aus den beiden Doppelkirchenanlagen und den gleichzeitigen, zugehorigen Bauten in petrographischer Hinsicht nachgewiesen werden (Morteltyp B). Als zeitgleich ist auch Morteltyp D anzusehen, da dieser gemein-sam mit Typ B Verwendung im Gebaude Q fand. Analoge Zuschlagstoffe beinhaltete auch der Feinverputz (Morteltyp F), die jedoch etwas besser sortiert und feiner gesiebt wurden. Weiters ist festzuhalten, daB im Mortel der Fundamente, des aufgehenden, tragenden Mauer-werkes und der halbhohen Briistungsmauern keine Unterschiede festzustellen waren, sondern vielmehr das gleiche Material in alien drei Bereichen Verwendung fand. 17 Auch die Mosaiksteine, die in den Doppelkirchenanlagen Verwendung fanden, wurden nicht aus anstehendem Material hergestellt, sondern stammen groBtenteils aus der Umgebung von Globasnitz. Vgl. dazu: E. Fliigel, Ch. Flugel, Applied Microfacies Analysis: Provenance Studies of Roman Mosaic Stones, Fades 37, 1997, 1-48. Is Bislang konnten am Hemmaberg keine Kalkbrennofen nachgewiesen werden, vgl. aber z.B. dazu die spatantiken Befunde auf dem Kučar: J. Dular, S. Ciglenečki, A. Dular, Kučar. Železnodobno naselje in zgodnjekrščanski stavbni kompleks na Kučarju pri Podzemlju, Opera Instituti archaeologici Sloveniae 1 (1995) 125-128. ''' Vgl. v.a. die in der Sakristei der vierten Kirche vermauerte Inschrift eines Duumvirn: S. Schretter, Die Grabinschrift eines Virunenser Duumvirn vom Hemmaberg, Carinthia I 182, 1992, 47-50. 211 Vgl. dazu grundlegend: G. Gruber, Die Marmorausstattung friihchristlicher Kirchen im Ostalpenraum, unpubl. Diss. (Wien 1997). 21 Aus Marmor wurden z.T. sogar Spulen, die in der Wollproduktion Verwendung fanden, hergestellt (unpubl.). 22 A. Gastgeb, Mineralogisch-sedimentpetrologische Untersuchungen an spatromischen Grobkeramiken der Ausgrabungen Teurnia und Hemmaberg in Karnten, Carinthia I 185, 1995, 205-249. 23 Flugel. Flugel, wie Annt. 17, 30-32. Alle Abbildungen: Archiv des Landesmuseums f. Karnten (F. Glaser). Morteltyp E kam gezielt als Bindemittel zwi-schen den Tubuli an der Ostmauer von Gebaude Q zum Einsatz. Um das Gewicht moglichst zu reduzieren, wurden dem Mortel hauptsachlich Pflanzenreste beigemengt, die bei der Erhitzung der Wand ausbrannten und Hohlraume hinterlieBen. Petrographisch eindeutig unterschiedlich ist der Mortel der ostlichen Terrassenmauer (Morteltyp C), deren chronologische Einordnung und die Verbindung zur Befestigungsanlage bislang un-klar ist. Hier konnten gezielte feldarchaologische Untersuchungen zu einer Klarung der relativen Bauabfolge fiihren. Zusammenfassend ist festzuhalten, daB die Ergebnisse der petrographischen Untersuchungen eine Definition der Rohstoffquellen fiir die Zuschlagstoffe des in der spatantiken Siedlung am Hemmaberg verwendeten Mortels erbrach-ten. Zudem konnten zwei Haupttypen bestimmt werden (in erster Linie Morteltyp B und sekun-dar D), die bei einem GroBteil der Gebaude zur Verwendung kamen. Unterschiedlich davon sind der Mortel aus der alteren Kirche, der Terrassenmauer und jener zur Festigung der Tubulatur. Es steht auBer Zweifel, daB petrographische Analysen keine Bestatigung fiir eine aufgrund archaologischer und historischer Kriterien ge-troffene relative Bauabfolge sein konnen. Die Untersuchungen an Mortelproben vom Hemmaberg zeigen aber ganz deutlich, daB durch Kombination von archaologischer Fragestellung, gezielter Probenentnahme und petrographischer Analyse eine interpretative Auswertung moglich ist. Dr. S. Ladstatter Forschungsstelle Archaologie Osterr. Akademie der Wissenschaften Postgasse 7/4/1 A-1010 Wien Dr. R. Sauer Institut fur Silikatchemie und Archaometrie Hochschule fiir Angewandte Kunst Salzgries 14/1 A-1010 Wien