Bulletin de la SOCIÉTÉ PRÉHISTORIQUE FRANÇAISE 1994 / TOME 91 , n° 2

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DATATION PAR TRACES DE FISSION

ET ÉTUDE DE PROVENANCE D'ARTEFACTS

EN OBSIDIENNE DES SITES ARCHÉOLOGIQUES

DE LA TOLITA (Equateur) ET INGUAPI (Colombie)

Olivier DORIGHEL, Gérard POUPEAU, Jean-François BOUCHARD et Erika LABRIN

Introduction

II y a pratiquement trente ans naissait la méthode de datation par les Traces de Fission (TF) de l'Uranium (Price et Walker, 1963). Applicable à l'ensemble des temps géologiques, elle devait entrer rapidement dans le domaine de l'archéométrie (Fleischer eř al., 1965 a). L'apport de la méthode des traces à

gie tient à sa capacité à dater des roches volcaniques récentes (Wagner, 1978 ; Poupeau, 1979). Elle peut ainsi participer à la datation de sols brûlés (Guo Shilun eř al., 1980, 1990), de niveaux-repères constitués de cendres volcaniques (Fleischer eř al., 1965 b ; Gleadow, 1980 ; Hurford et Watkins, 1987, etc.), comme à la caractérisation d'artefacts en obsidienne (Fleischer eř a/., 1965 a ; Bi- gazzi eř al., 1 990, etc.).

En 1973, Suzuki montrait que deux paramètres fournis par la méthode des traces : âge et teneur en Uranium, permettaient de caractériser de manière univoque les artefacts préhistoriques en obsidienne de la région de Tokyo et de les rapporter à leurs gisements géologiques. Le même auteur avait aussi prouvé que lorsqu'un fragment d'obsidienne a été chauffé artificiellement, comme constituant d'une poterie, son âge TF était celui du dernier réchauffement de celle-ci au- delà de 500 °C (Watanabe et Suzuki, 1969). Miller et Wagner (1981), de leur côté, démontraient que dans le cas d'un chauffage modéré, comme dans un foyer, il pouvait être possible d'atteindre à la fois l'âge de l'obsidienne et celui de son utilisation par l'homme.

Dans les Andes de Colombie et d'Equateur, l'approche TF a été appliquée à plusieurs sites archéologiques et gîtes géologiques dans la perspective d'études de datation de sites, de circulation et de provenance de l'obsidienne (Miller et Wagner, 1981 ; Arias étal., 1986 ; Bigazzi eř al., 1992). L'intérêt de l'utilisation conjointe de la méthode des traces et de l'étude de la composition chimique des obsidiennes a été montré par Bigazzi et al. (1986, 1992). Nous présentons ici les premiers résultats d'un programme de caractérisation géochronologique et géochimique d'artefacts en obsidienne de la région côtière Nord-Équateur/Sud-Co- lombie. Il s'agit de la datation par TF d'échantillons prélevés par l'un

d'entre nous (J.-F. B.) dans les sites archéologiques de La Tolita (Equateur) et d'Inguapi (Colombie).

La datation par traces de fission

Principes généraux

L'aptitude de l'Uranium à fission- ner spontanément est à la base de la méthode de datation par TF. La scission du noyau de l'atome d'Uranium 238 (238U) en deux noyaux-fils libère une énergie considérable, presque entièrement convertie en énergie cinétique, qui va entraîner le recul de ces noyaux, ou fragments de fission, selon des directions opposées. Il en résulte, dans un minéral ou un verre naturels, la formation d'un défaut initial, ou trace latente, invisible au microscope : si la longueur d'une de ces traces peut atteindre plus de 20 microns dans certains matériels (micas), son diamètre, par contre, ne dépasse pas un centième de micron. Par contre, ces défauts peuvent être visualisés grâce à une attaque chimique, qui agrandit leur diamètre jusque vers au moins 0,5 micron. Ces traces "révélées", que va utiliser le géochronologiste, sont celles qui seront recoupées par une surface de polissage du matériel à étudier. Leur morphologie varie selon la différence entre la vitesse de dissolution le long d'une trace latente et celle qui caractérise le matériel sain. C'est ainsi que dans un verre volcanique, les traces révélées présentent une allure circulaire à elliptique (fig. 1).

Dans un échantillon (minéral, verre volcanique) plio-quaternaire, le nombre de traces de fission spontanée, ou traces fossiles, est proportionnel au temps depuis lequel ces traces sont enregistrées, ainsi qu'à la teneur en Uranium. Afin de tenir compte de cette dernière, on irradie l'échantillon en réacteur nucléaire pour faire fissionner (par capture de