background image

GEOLOGICA CARPATHICA, 52, 5, BRATISLAVA, OCTOBER 2001

319 — 324

RAW MATERIALS OF NEOLITHIC/AENEOLITHIC STONE BASES

AND CRUSHERS FROM THE NITRIANSKY HRÁDOK SITE

(WESTERN SLOVAKIA)

DUŠAN  HOVORKA

1

 and   UDMILA  ILLÁŠOVÁ

2

1

Faculty of Science, Comenius University, Mlynská dolina, 842 15 Bratislava, Slovak Republic

2

Archaeological Institute of the Slovak Academy of Sciences, Akademická 2, 949 21 Nitra, Slovak Republic

(Manuscript received October 12, 2000; accepted in revised form March 15, 2001)

Abstract: The polycultural site of Nitriansky Hrádok-Zámeček, 35 km SE of the town Nitra, is characterized by its rich
collection (several hundreds!) of stone bases and crushers. They are made mostly of metaconglomerates, in less amount
also of andesites, basalts, granodiorites, metaquartzites and sandstones. The provenances of the raw materials are Tribeč
Mts (metaquartzites, metaconglomerates, granodiorites), Late Tertiary volcanic mountain ranges of Pohronský Inovec
Mts, Štiavnické vrchy and Kremnické vrchy (andesites and basalts) as well as the Neogene sediments (sandstones) of
southern  Slovakia.

Key words: Neolithic/Aeneolithic, Slovakia, stone bases and crushers, raw material.

Introduction

The authors of this paper in the framework of the national as
well as international IGCP/UNESCO Project No. 442 during
the  last  years  have  concentrated  on  the  problems  of  “small”
tools or implements of daily use. In this paper we deal with the
raw materials of stone bases and crushers from the above men-
tioned site.

The  raw  material  studies  of  Neolithic/Aeneolithic  imple-

ments  realized  on  the  archaeological  site  of  Nitriansky  Hrá-
dok-Zámeček  (western  Slovakia,  Fig.  1)  during  the  most  re-
cent years have brought new aspects into the given problem.
Using standard modern petrographical laboratory methods, the
information on the stone raw materials used by the Neolithic/
Aeneolithic  populations  have  been  significantly  enlarged.
Among the raw materials those of very local, distant, and very
distant sources were described as well.

The Neolithic revolution (agriculture and domestic animals

treatment as the main activities for food supply) brought sever-
al necessities in daily activities. A need of higher amount of
stone raw materials on one side, and the trend towards use of
stone bases spread all over the country – but till now no pet-
rographical studies of their raw material have been done. As
stone  bases  have  been  found  on  several  archaeological  sites,
their mutual comparison and determination of the rock types
used  seems  to  be  supplementary  information  to  the  material
culture of the Neolithic/Aeneolithic populations living on the
southern  slopes  of  the  Carpathian  mountains  and  basins
among individual mountain ridges.

The archaeological site of Nitriansky Hrádok-Zámeček is of

polycultural  character.  The  oldest  population  was  that  of  the
Lengyel culture (Pavúk & Šiška 1971). The site was settled in
the  Aeneolithic  as  well  as  in  the  Early  Bronze  Age  (the
Ma arovce culture). Finds from the Hallstatt period were also
discovered  on  the  site  together  with  those  from  the  Late  La
Téne, Roman, Migration periods and the Middle Ages (Točík

1981). The place is situated on the alluvial elevation of the riv-
er Nitra and Cítenka brook. The underlying strata are formed
by loess, flood and wash sediments. Rich finds of stone indus-
try help to create the picture of daily activity of people living
in  individual  historical  periods.  Stone  tools  and  implements
for  land  cultivation  (thoes),  wood  treatment  (axe-hammers,
adzes), grain grinding, etc. are characteristic. They were made
by various manufacturing techniques and of various raw mate-
rials (Illášová & Hovorka 1999).

Stone  bases  and  crushers  studied  in  thin  sections  from  a

large  set  of  finds  of  Neolithic/Aeneolithic  stone  implements
are summed up in Table 1.

Stone  bases  and  crushers  from  the  Nitriansky  Hrádok  site

belong to two cultures:

i) the Lengyel culture, and
ii) the Baden culture (Middle Aeneolithic)
From the review presented in Table 1 it follows that
a) people of both cultures used the same raw material types

for stone bases and crushers,

b) the quantitative proportions of the raw materials used are

also very close each to other, which allows us to suppose

c) gradual development of the younger (i.e. Baden) culture

from the older one at the discussed place.

Fig. 1. Location of the Nitriansky Hrádok site.

background image

320                                                                               HOVORKA

 

 and  ILLÁŠOVA

Stone bases

The following features were studied on them: i) main mor-

phological characteristics: outer shape, shape of working plat-
form and traces of working activities, i) metric data – mea-
surements and weight, i) other visible traces – e.g. traces of
fire, i) raw material and its qualities or pertinency of its usage,
i) function of bases.

Outer shape

According to the observed outer signs the stone bases were

divided into two typological groups: a group of oval bases, the
working platform of which was eliptical and the base of oval
shape; in the other group bases were of flat square shapes. Ac-
cording  to  the  raw  material,  e.g.  inner  structure  of  the  rock,
types and kinds of raw materials used, were determined. The
techniques used were rough-hewing, flaking-off, chipping and
in final phase also polishing, aimed in perfect ovalness mainly
of basal side of bases. Petrographical characterization of rocks
resulted from microscopic analysis.

The set included also two semi-products (Fig. 2A,B). They

are unfinished or not yet used bases. Their shape is oval, but
reached only by rough-hewing.

Shape of the working platform

The  stone  bases  are  of  oval  (loaf)  shape.  Basal  part  was

round.  According  to  working  activities,  preserved  working
platforms of the bases were flat, dented or slightly embossed.

Traces of working activities

On working platforms of the bases traces of working activi-

ties in different directions were observable – in a longitudinal
or in latitudinal direction (Table 1). In the longitudinal direc-
tion  the  working  platform  is  often  slightly  dented  or  flat  –

traces are visible along the whole length from one edge to the
other  or  they  are  concentrated  in  central  part  of  bases.  The
working  place  is  remarkably  dented.  In  latitudinal  direction
the working platform in slightly embossed or flat traces are ob-
servable from one edge to the other. Traces of working activi-
ties oriented in various directions – multilateral traces, that is
in longitudinal as well as latitudinal directions, equally on the
entire base. In this case the working platform is dented, or flat
(Fig. 2C,F).

Metrical data

According to their metrical data (length : width : thickness),

the  bases  were  divided  into  4  groups  (Illášová  &  Hovorka
1999):

i)  small  bases  with  the  average  size  of  200

×

140

×

50  mm,

weight ca. 2 kg;

i) medium-size bases of 270

×

150

×

52 mm, weight 2—3 kg;

i) big bases of 340

×

190

×

90 mm, weight ca. 4 kg;

i) very big bases – working tables, stakes with weight over

5 kg.

Traces of fire

On 2 Neolithic bases traces of fire were observed.

Fig. 2. A– Semiproducts of stone bases made from limestone,
– stone base with work traces in horizontal direction, D
stone  bases  with  traces  of  working  activities  concentrated  in  cen-
tral  parts,  F  –  stone  base  with  traces  of  working  activities  in  all
directions. Size 1:3.

Table 1: Microscopically determined raw material types.

                                      Lengyel culture

Raw material

Stone bases Crushers

Number

Metaconglomerate

3

3

Quartzite

1

6

7

Sandstone
Limestone

1

1

Granodiorite/tonalite

3

3

Basalt

1

1

Andesite

1

1

2

Number

8

9

17

                                       Baden culture

Raw material

Stone bases Crushers

Number

Metaconglomerate

4

4

Quartzite

4

4

Sandstone

1

1

Limestone
Granodiorite/tonalite

2

2

Basalt
Andesite

4

4

Number

11

4

15

background image

RAW  MATERIALS  OF  NEOLITHIC/AENEOLITHIC  STONE  BASES                                            321

Function of bases

Analysing all observed signs on stone bases we will try to

interpret their function. Up to now, oval stones, very often with
oval working platform, frequently named loaf-shaped, were re-
garded  as  stone  bases,  without  any  further  identification  of
working activity. The character of traces on the working sur-
face depends not only on function but also on the raw material
from which a base was made. In general, we can say, that re-
markable  traces  on  working  platform  caused  by  crushing  or
grinding are visible on bases of volcanic rocks, such as andes-
ite,  but  also  on  metaconglomerate,  metaquartzite,  mylonite.
Less remarkable traces are observable on bases made of gran-
ite/granodiorite, those made of sandstones of different granu-
larity are classified as whetstones.

i)  Bases  with  slightly  dented  working  platform  and  with

traces  of  working  activities  concentrated  in  the  central  part
could serve for grain-crushing or for treatment (homogeniza-
tion) of loam (Fig. 2D,E).

i) Bases with flat working platform and with traces of work-

ing activities in various directions could serve for various ac-
tivities – sharpening, whetting, polishing of stone, of metal or
bone artefacts, probably of smaller size than was the working
platform (Fig. 2F).

i) Bases with flat working platform and with traces of work-

ing activities in a longitudinal direction could serve for sharp-
ening of metal, bone or stone tools by grinding along the whole
surface.  The  working  surface  was  by  thus  equally  whetted
away. Treated artefacts were of the same size or bigger than the
working surface (Fig. 2C).

On the Neolithic/Aeneolithic stone bases no traces of work-

ing activities have been found in direction of their shorter di-
mension.  Such  working  traces  from  this  site  are  documented
from  the  Early  Bronze  Age  (Illášová  2000).  Neolithic/Ae-
neolithic  stone  bases  from  Nitriansky  Hrádok-Zámeček  site
belong to the category of small bases. Two documented pieces
are exceptions. One of them (Aeneolithic) belongs to category
of big stone bases, while the other is a working table.

Crushers

The set of crushers included 13 pieces (Table 1, Fig. 3). The

crushers belong to the stone bases with the presupposed func-
tion  of  grain-crushing.  They  are  river  pebbles  with  evident
traces of working activity – macrodeformations mainly along
their circumference.

From the typological point of view the crushers are present-

ed as: – river pebbles often of homogenous petrographic type
– flat rounded or egg-shaped with weight from 400 to 600 g
and size of approx. 60

×

50

×

40 mm. Raw materials of crushers

are mainly metaquartzites, limestones, basalts and andesites.

Raw materials and their provenance

On the basis of the fact that bases and crushers, in compari-

son to those instruments (and weapons) of daily use, are larger
and heavier, raw materials used for their construction were of

more-or-less local origin only. This aspect fundamentally in-
fluenced type of local raw materials used in the given time-
period.

Common  features  which  mainly  influence  the  technical

properties  of  given  raw  materials  are  their  compactness  and
the  presence  in  their  composition  of  harder  constituents.  In
common  rock-types  such  a  constituent  is  represented  by
quartz crystals. An optimal feature (abrasive effect) occurs in
cases  when  quartz  or  other  hard  crystals  (in  the  given  rock-
type) have a phyric habit. In such case hard crystals dominat-
ing by their size over other rock constituents are placed in a
fine-grained (or even glassy) rock-matrix. In this case abrasive
effect of the given stone base or crusher is optimal.

We have documented the following raw material types used

for stone bases and crushers make.

Basalts

The  characteristic  feature  of  basalts  is  their  phyric  fabric.

Alkaline basalts contain phyric olivines and both, ortho- and
clinopyroxenes,  but  calk-alkaline  basalts  include  little  or  no
olivine,  while  plagioclase  is  present  as  a  phyric  phase.  The
groundmass  in  both  cases  is  fine-grained,  or  in  some  places
even glassy. It is composed of plagioclase laths, short-colum-
nar  pyroxenes  and  euhedral  olivines  of  the  IInd  generation.
Ore phases (mostly in the form of equidimensional small crys-
tals) are also present.

Basalts  (both  mentioned  subtypes)  on  natural  cleavage

planes are smooth, or slightly rough.

After some use, the surface become more rougher and the

abrasive  effect  is  stronger.  Among  the  basalt  stone  bases  a
fine-porous type has also been found. In this case the abra-
sive effect is based on the presence of small (less than 2 mm)
cavities.

The basalts are among the geologically youngest volcanic

rock in the whole of Central Europe. Their weathering resist-
ence is high, and fresh rock appearance is also detectable after
water (river) transport.

Basalts belong to one of the main rock-types in the province

of the Central Slovakia Late Tertiary volcanic area. From the
petrological  and  especially  the  genetical  point  of  view  they
belong to two distinct clans: a) calc-alkaline basalts (basaltic
andesites)  and,  b)  alkaline  basalts.  They  are  concentrated  as
lava flows and agglomerate lavas in the broader vicinity of the
Žiarska kotlina Depression. Blocks up to 15 cm in diameter
can be found in the river Hron valley bed deposits.

Andesites

This, the most common volcanic rock in the province of the

Central Slovakia Late Tertiary volcanic mountains, occurs in
plenty  of  varieties.  They  are  classified  on  the  basis  of  their
variable mineral composition, grain-size, textural patterns etc.
Also in the case of andesites used as the raw material for base
and crusher construction their phyric structure is the leading
aspect of their high abrasivity. Apart from the general charac-
teristics mentioned above, small plagioclase laths oriented in
one direction in their groundmass and forming a fluidal pat-
tern, are characteristic of some varieties of andesite (Fig. 4).

background image

322                                                                               HOVORKA

 

 and  ILLÁŠOVA

Smaller  stone  bases  and  crushers  are  most  probably  made

from  blocks  (bigger  pebbles)  transported  by  the  river  Hron,
while  larger  ones  are  made  from  blocks  of  andesites  mainly
from their natural occurrences in the Vtáčnik and Pohronský
Inovec  Mts.  In  the  last  mentioned  case  andesite  blocks  (or
most  probably  ready  made  bases  and  crushers)  have  been
transported from “one-day’s-walk-distance”.

Granodiorites/tonalites

Granodiorites/tonalites  are  the  most  wide  spread  plutonic

rock type in the Slovak Western Carpathians. They built up the
central part of the Tribeč Mts, which are situated approximate-
ly  25—30  km  to  the  N  or  NNE  of  the  Nitriansky  Hrádok-
Zámeček site.

Granodiorite/tonalite  (the  difference  between  those  types

are insignificant from the point of view of the topics discussed
in this paper) are even-grained, in less amount also porphyritic
rock types composed of quartz, feldspars and micas (dark as
well as light ones). As a result of their hardness quartz crystals
are dominant and for the abrasive effects the most significant.

As the great majority of granodiorite/tonalite massifs in the

Western  Carpathians  of  the  Slovak  territory  are  of  Variscan
(Carboniferous) age, consequent Alpine tectonic-metamorphi-
cal processes caused secondary recrystallization especially of
feldspars of granitoid rocks (term used for granites/granodior-
ites/tonalites in the broad sense). This recrystallization caused
softening  of  this  mineral,  so  the  difference  in  hardness  be-
tween quartz and feldspars (as the main constituents of grano-
diorites/tonalites) was increased.

We  have  documented  5  bases  and  4  semi-products  made

from  granodiorites/tonalites  of  above  character.  The  prove-
nance of the raw material type is the Tribeč Mts, especially its
southernmost  part,  which  forms  an  elevated  horst-like  block
supplying adequate rock-blocks.

Limestones

Our raw material studies of Neolithic/Aeneolithic industry

already allow us to make the following statement: limestones
as raw materials for implements with practical uses have been
utilized only very sporadically. But they have been used as the

Fig.  3.  Crushers.  The  crusher  belongs  to  the  stone  bases  with  pre-
supposed  function  of  grain-crushing.  They  are  river  pebbles  with
clear traces of working activity. A – andesite, size 64

×

56

×

45 mm,

B  –  metaquartzite,  size  52

×

52

×

42  mm,  C  –  basalt,  size

51

×

56

×

56  mm,  D  –  metaquartzite,  51

×

51

×

62  mm,  E  –  meta-

quartzite, size 37

×

62

×

42 mm.

Fig.  4.  Porphyritic  fabric  of  two  pyroxene    andesite  with  nonpro-
nouncedly fluidal matrix. Nitriansky Hrádok, magn. 27

×

, X polars.

background image

RAW  MATERIALS  OF  NEOLITHIC/AENEOLITHIC  STONE  BASES                                            323

raw materials of various implements of ornamental or symbol-
ic nature, such as the tag, the decoration etc. Also in this case
the exception proves the rule.

One crusher is made from a limestone. It is dark-grey/black

in  colour  and  traces  of  macrodeformations  are  expressed  by
light hair-like calcite veinlets. On the basis of its appearance
we consider the limestone to be of the Middle Triassic age.

Sandstones

Sandstones form a varied broad group of clastic sedimentary

rocks. Depending on their source areas sandstone composition
differs  significantly.  If  we  suppose  local  provenance  of  this
raw material type, sandstones of the Neogene age are the most
probably used. Also in this case quartz clasts are the most im-
portant as abrasive media (Fig. 5). Their amount in this rock-
type varies, but they are mostly one of the prevailing mineral
components of the given rock.

Individual  quartz  clasts  (up  to  1—2  mm  in  size)  are  joined

into the compact rock by cleyey or carbonaceous matrix. Soft
matrix  and  hard  clasts  together  represent  a  material  of  very
suitable technical properties for use as smoothers, or polishers
of stone implements. As the site studied is located on the pe-
riphery of the Late Tertiary volcanic mountains, it is common
for  the  sandstones  to  also  contain  volcaniclastic  admixture
(originally volcanic ash) or volcanic tuffitic material. This is
the case with several implements of the described category.

Metaquartzites

In  all  studied  cases  this  raw  material  type  has  been  repre-

sented  by  anchimonomineral  rock-types  composed  of  quartz
clastic  grains  which  are  lithified  by  siliceous  cement.  Such
rock has appropriate hardness and special types of metaquartz-
ite were used as crushers of corn until the Middle Age.

As well a prevailing quartz crystals, quartzite also contains

clastic crystals of micas, feldspars and rarely also other rock-
constituents. In comparison to quartz all of them are softer and
in  extreme  cases  they  are  completely  weathered  enabling
pores of small dimension to originate.

Metaquartzites of appropriate technical properties form part

of the Mesozoic mantle unit occurring on the crystalline core

Fig. 5. (Neogene ?)  sandstone with calcareous cement. Nitriansky
Hrádok, magn. 45

×

, X polars.

Fig.  6.  (Permian  ?)  metaconglomerate  with  detritic-hematite  ce-
ment.  Nitriansky Hrádok, magn. 7

×

, X polars.

of the Tribeč Mts. So also in this case one-day’s-walk-distance
is an important factor for practical use of the Lower Triassic
Tribeč  Mts  metaquartzites  as  a  raw  material  for  stone  bases
and crushers.

Metaconglomerates

From the geological point of view conglomerates, and their

metamorphic derivatives, represent a very significant rock ho-
rizon. The majority of conglomerates are product of sedimen-
tation in water basins just after transgression, and in the major-
ity of cases their clasts reflect the geological structure of their
basement.

In respect to the site of Nitriansky Hrádok-Zámeček Permi-

an and Lower Triassic metaconglomerates of the Tribeč Mts
should  be  mentioned.  Their  fine-grained  varieties  (Fig.  6)
composed  of  preivailing  quartz  clasts  (2—8  mm)  with  sandy
matrix,  are  especially  suitable  for  making  stone  bases  and
crushers.  Slight  metamorphic  recrystallization  of  the  Alpine
age made Permian and Triassic conglomerates more compact
and pronouncedly harder. Such properties are for stone bases
and crushers favourable.

Conclusion

The  archaeological  site  of  Nitriansky  Hrádok-Zámeček

(western  Slovakia)  is  of  polycultural  character.  The  place  is
situated on the alluvial elevation of the river Nitra and Cítenka
brook.  The  underlying  strata  are  formed  by  loess,  flood  and
wash sediments. Rich finds of stone industry help to create the
picture of daily activities of people living in individual peri-
ods. Stone tools and implements for land cultivation (thoes),
wood treatment (axe-hammers, adzes), grain grinding, etc. are
characteristic.  They  were  made  by  various  manufacturing
techniques and of various raw materials (Illášová & Hovorka
1999).

Raw  material  studies  of  Neolithic/Aeneolithic  implements

realized  on  the  archaeological  site  of  Nitriansky  Hrádok-
Zámeček during the most recent years have brought new as-
pects  into  the  given  problem.  Using  standard  modern  petro-
graphical  laboratory  methods,  the  information  on  the  stone

background image

324                                                                               HOVORKA

 

 and  ILLÁŠOVA

tion,  b)  whetstones  –  for  shaping  of  polished  stone  imple-
ments, c) working tables – for various working activities.

The prevailing raw material of stone bases from the site of

Nitriansky Hrádok-Zámeček was metaconglomerate. They are
coarse grained rocks with prevailing quartz and rounded peb-
bles of for example granitoid rocks.

The  provenience  of  the  raw  materials  were  probably  the

Tribeč  Mts,  a  one-day’s-walk-distance  from  the  site.  The
andesites and basalts from the Late Tertiary volcanic mountain
ranges  have  their  origin  in  central  Slovakia  (Pohronský  In-
ovec, Kremnické and Štiavnické vrchy) Mts.

References

Illášová  .  2000:  Stone  bases  from  Nitriansky  Hrádok-Zámeček.

Ma arovce culture. Pravěk I., Brno, 15.

Illášová  . & Hovorka D. 1999: Stone artefacts from the polycultur-

al site of Nitriansky Hrádok-Zámeček. Štúdijné Zvesti Archeol.
Ústavu SAV
, 33, Nitra, 53—143 (in Slovak).

Pavúk  J.  &  Šiška  S.  1971:  Neolithic  and  Aeneolithic  settlement  of

Slovakia. Slov. Archeol. 19, 319—364 (in Slovak).

Točík  A.  1981:  Nitriansky  Hrádok-Zámeček.  Bronzezeitliche  be-

stigte  Ansiedlung  der  Ma arovce  Kultúr.  Archeol.  Ústav  SAV
Nitra
, 1—360.

raw  materials  used  by  the  Neolithic/Aeneolithic  populations
have been significantly enlarged.

The  Neolithic/Aeneolithic  population  of  given  site  used

only more or less local raw materials for production of stone
bases and crushers. Under “local” we mean distances of “one-
day’s-walk” which is the case with all determined raw materi-
al types.

The dominant abrasive component of raw materials used is

quartz or silicate-group minerals. Their presence in combina-
tion  with  softer  matrix,  the  local  presence  of  fine  pores  or
weathered components (feldspars) of matrix enabled use of
the above mentioned rock-types as suitable abrasive matter.
On the basis of the discrete grain-size of individual raw ma-
terial types they have been used in various technologies, for
example  fine-grained  sandstones  or  limestones  have  been
used as smoother or polisher rather than as the stone bases or
crushers.

The bases and crushers from the site of Nitriansky Hrádok-

Zámeček represent a rich collection of finds revealed in testing
pits and sectors.

The stone bases, including crushers, probably served as: a)

stone  bases  for  crushing  of  grains,  seeds  or  fibrous  organic
products, for homogenization of clay used for pottery produc-