Abstract Residue analysis is a sub-discipline in archaeology that uses a variety of techniques which can be useful for determining the function of prehistoric stone tools. Past experimental studies have revealed the non-diagnostic nature of residues under reflected light microscopy and the challenges of identifying them as plant or animal and assigning them to a specific origin (i.e. use-related vs incidental). Recently, new contextual approaches and analytical techniques have addressed these limitations. Prior studies have suggested that use-related and incidental residues can be identified on stone tool surfaces based on differences in distribution patterns. Location, residue frequency, and associations with other residues are often the main criteria used in these studies to distinguish use-related from incidental residues, while other contextual information such as directionality, aspects of crushing and smearing, or dispersion from the working edge are often ignored. Moreover, the integration of chemical information provided by other analytical techniques into these contextual approaches that address residue mapping has received little attention. In this study, we address these issues and combine contextual information recorded through 3D digital microscopy with elemental compositions obtained through SEM-EDX to better identify different animal and plant residues on experimental stone tools. Based on an experimental sample tested under outdoor field conditions, we show how identification issues in fresh undamaged residues are not only restricted to the ambiguity between different use-related remains, but also the ambiguity between the latter and incidental residues. We demonstrate the versatility of 3D DM in recording in-situ contextual information of fresh residues (distribution patterns, invasiveness, disposition of specific tissues indicating tool-use direction, and aspects of crushing and smearing) and how supporting this information with the elemental composition obtained through SEM-EDX and element maps can help to improve identification of ambiguous residues, both use-related and incidental. Although more experiments are needed, the multi-analytical contextual approach tested here provides an example of in-situ characterization of fresh undamaged residues in experimental tools that can be conducted before performing post-depositional experiments or using other analytical techniques and extraction protocols.

中文翻译：

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使用 3D 数字显微镜和 SEM-EDX 进行原位残留分析：实验性石材工具的多分析上下文方法

摘要 残留物分析是考古学中的一个分支学科，它使用多种技术来确定史前石器的功能。过去的实验研究揭示了在反射光显微镜下残留物的非诊断性质，以及将它们识别为植物或动物并将它们分配到特定来源（即与使用相关或偶然）的挑战。最近，新的上下文方法和分析技术解决了这些限制。先前的研究表明，可以根据分布模式的差异在石材工具表面识别与使用相关的和偶然的残留物。位置、残留频率以及与其他残留的关联通常是这些研究中用于区分使用相关残留和偶然残留的主要标准，而其他上下文信息，例如方向性、压碎和涂抹的方面或工作边缘的分散往往被忽略。此外，将其他分析技术提供的化学信息整合到这些解决残基映射的上下文方法中很少受到关注。在这项研究中，我们解决了这些问题，并将通过 3D 数字显微镜记录的上下文信息与通过 SEM-EDX 获得的元素组成相结合，以更好地识别实验石器上的不同动植物残留物。基于在户外野外条件下测试的实验样本，我们展示了新鲜未损坏残留物的识别问题如何不仅限于不同使用相关残留物之间的模糊性，但也有后者和偶然残留物之间的歧义。我们展示了 3D DM 在记录新鲜残留物的原位上下文信息（分布模式、侵入性、指示工具使用方向的特定组织的处置以及压碎和涂抹方面）方面的多功能性，以及如何用获得的元素组成支持这些信息通过 SEM-EDX 和元素图可以帮助改进与使用相关和偶然的模糊残留物的识别。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。我们展示了 3D DM 在记录新鲜残留物的原位上下文信息（分布模式、侵入性、指示工具使用方向的特定组织的处置以及压碎和涂抹方面）方面的多功能性，以及如何用获得的元素组成支持这些信息通过 SEM-EDX 和元素图可以帮助改进与使用相关和偶然的模糊残留物的识别。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。我们展示了 3D DM 在记录新鲜残留物的原位上下文信息（分布模式、侵入性、指示工具使用方向的特定组织的处置以及压碎和涂抹方面）方面的多功能性，以及如何用获得的元素组成支持这些信息通过 SEM-EDX 和元素图可以帮助改进与使用相关和偶然的模糊残留物的识别。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。侵入性、指示工具使用方向的特定组织的处置，以及压碎和涂抹的各个方面）以及通过 SEM-EDX 和元素图获得的元素组成支持这些信息如何有助于改进与使用相关和偶然。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。侵入性、指示工具使用方向的特定组织的处置，以及压碎和涂抹的各个方面）以及通过 SEM-EDX 和元素图获得的元素组成支持这些信息如何有助于改进与使用相关和偶然。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。以及粉碎和涂抹方面）以及如何用通过 SEM-EDX 和元素图获得的元素组成支持这些信息可以帮助改进与使用相关和偶然的模糊残留物的识别。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。以及粉碎和涂抹方面）以及如何用通过 SEM-EDX 和元素图获得的元素组成支持这些信息可以帮助改进与使用相关和偶然的模糊残留物的识别。虽然需要更多的实验，但这里测试的多分析上下文方法提供了一个在实验工具中对新鲜未损坏残留物进行原位表征的例子，可以在执行后沉积实验或使用其他分析技术和提取协议之前进行。