Het evaluerend en waarderend veldonderzoek in 2012 door RAAP Archeologische Adviesbureau omvatte een visuele inspectie, verkennend booronderzoek, metaaldetectie, geofysisch onderzoek (magnetometrisch onderzoek en elektrisch weerstandsonderzoek met controlerend booronderzoek) en proefsleuvenonderzoek. De locatie van de verdwenen kerk was vóór het onderzoek van RAAP slechts bij benadering bekend en vooral gebaseerd op de melding van muurresten in het oostelijk talud van het Zwart Water.

Verkennend onderzoek

De visuele inspectie en het verkennend booronderzoek hadden tot doel om het kerkterrein preciezer te bepalen. De boringen brachten twee vondstlocaties aan het licht. De grootste concentratie bevond zich op het vermoedelijke kerkterrein, in het noordwesten van beschermde zone. Hier zijn houtskool, verbrande leem, fragmenten van dakleien en spijkers aangetroffen, maar ook grote hoeveelheden kalkmortel, baksteenpuin, aardewerk en zelfs menselijk bot en fragmenten vensterglas kwamen tevoorschijn. Een andere duidelijke vondstlocatie bevindt zich in het zuidoosten van het onderzochte gebied (in de boomgaard). Hier werden voornamelijk houtskool, verbrande leem en handgevormd alsmede gedraaid aardewerk aangetroffen. Daarnaast kwamen ook enkele fragmenten van dakleien en een spijker aan het licht in het noorden van deze vondstlocatie. Mogelijk bevindt zich hier een nederzetting. Tijdens het verkennend booronderzoek zijn in vijftien boringen archeologische sporen aangetroffen. Ze kunnen onderverdeeld worden in:

• sporen die verband houden met het kerkgebouw (fundamenten, uitbraaksleuven);
• sporen die wijzen op een mogelijke omgrachting van het kerkterrein;
• greppels;
• kuilen;
• een vermoedelijk gebouw waar een lemen vloer is aangetroffen;
• resten van menselijke graven.

Gelijktijdig met het booronderzoek werd het talud van het Zwart Water ter hoogte van het vermoedelijke kerkgebouw onderzocht op archeologische indicatoren. Hierbij zijn uitsluitend archeologische resten aangetroffen in het oostelijke oevertalud. Tijdens het opschonen van dit oeverprofiel kwamen drie muurfundamenten aan het licht met een gemiddelde dikte van 150 centimeter en een onderlinge tussenafstand (hart) van vier meter. De fundamenten zaten tussen 70 en 80 centimeter -Mv en waren opgebouwd uit bekapte ijzerzandstenen van uiteenlopend formaat, gaande van kleine brokken van 5 x 5 centimeter tot grote stenen van 75 x 50 x 50 centimeter. In de middelste muurfundering zijn nog resten van grof wit funderingszand aangetroffen. In de meest noordelijke fundering was de noordelijke muurinsteek nog herkenbaar. Bij het opschonen van het profiel kwamen tussen de bouwstenen fragmenten van baksteen, daklei en menselijk bot tevoorschijn.

Aanvullend op het verkennend booronderzoek vond er metaaldetectie plaats op en rondom het kerkterrein. Alle aangetroffen metalen voorwerpen zijn afkomstig uit de bouwvoor. Het betreft voornamelijk objecten die verband houden met kledij, zoals schoengespen en knopen, maar ook enkele bouwmaterialen zoals (dakpan-)spijkers en loden architectuurpeggen zijn aangetroffen. Laatstgenoemde elementen kunnen in verband worden gebracht met het kerkgebouw.

Geofysisch onderzoek

Alleen het magnetometrisch onderzoek resulteerde in bruikbare sporen; de bevindingen van het weerstandsonderzoek zijn teleurstellend. Mogelijk heeft dit te maken met de algemene geologische staat van het terrein. Algemeen kan gesteld worden dat ook bij het magnetometrisch onderzoek uitsluitend de diepere sporen of sporen met een duidelijke puinconcentratie of brandresten aan het licht zijn gekomen. Het vermoedelijke woongebouw dat tijdens het verkennend booronderzoek aan het licht kwam, is immers niet opgemerkt tijdens het magnetometrisch onderzoek. Wel werden drie circulaire structuren waargenomen. Deze kringvormige structuren worden voor ongeveer een derde afgesneden door het Zwart Water. De aangetroffen muurresten liggen in de circulaire structuur en maken deel uit van een gebouwde structuur die door een greppel was omgeven.

Proefsleuvenonderzoek

Het proefsleuvenonderzoek bevestigde de veronderstelling dat het kerkgebouw zich op een zandige ophoging bevindt. Het aangetroffen kerkareaal heeft een ovaal tot ronde vorm met een diameter van ongeveer 50 meter en heeft een oppervlakte van 1.735 m2. De exacte afmetingen van het kerkgebouw konden niet bepaald worden. Het lijkt erop dat het gebouw een minimale lengte had van 17 meter en een breedte van 15 meter. Resten van het kerkgebouw manifesteerden zich als drie parallelle, oost-west georiënteerde uitbraaksleuven. In deze uitbraaksleuven kwamen de grotendeels uitgebroken ijzerzandstenen fundamenten van het kerkgebouw aan het licht. De meest noordelijke uitbraaksleuf vormt de noordelijke begrenzing van het kerkgebouw. Op en rond de uitbraaksleuven kwamen voornamelijk grote hoeveelheden bakstenen aan het licht, die tot het bovengrondse muurwerk van de kerk hebben behoord. Ter hoogte van het kerkgebouw zijn daarnaast ook veel fragmenten van dakleien (schalie) aangetroffen en enkele geglazuurde dakpannen. Het is onduidelijk of de meest zuidelijke uitbraaksleuf ook de zuidelijke begrenzing van het kerkgebouw voorstelt. Er zijn namelijk nog twee mogelijke bakstenen poeren aangetroffen circa 1,5 meter ten zuiden van dit spoor. De muurfundamenten/uitbraaksleuven zijn nog 5, 30 en 40 centimeter bewaard in de ondergrond. Deze sporen zijn met de boor gegutst en onder de fundamenten kwam een intacte B-horizont aan het licht, wat doet vermoeden dat oudere sporen, zoals de eventuele oorspronkelijke houtbouwfase van de kerk, nog goed bewaard zullen zijn.

De oudste scherven gebruiksaardewerk zijn aangetroffen in het kerkgebouw en dateren uit de volle tot late middeleeuwen. Ze kwamen tevoorschijn onder het laatmiddeleeuwse vloerniveau van de kerk. Er werd slechts een handvol vloertegels teruggevonden. Dit kan erop wijzen dat de gemakkelijk opschepbare kerkvloer grotendeels weggegraven werd tijdens de Tweede Wereldoorlog voor het vullen van de bomkrater. Hierdoor ontstond er een kleine depressie daar waar de kerk oorspronkelijk op een ophoging stond.

Het kerkhof is ten noorden van het kerkgebouw aangetroffen, maar het mag verondersteld worden dat de begraafplaats zich rondom het hele kerkgebouw uitstrekte. In het noorden, op de grens tussen kerkhof en omgrachting werden sporen van een mogelijk meerfasige kerkhofmuur aangetroffen. Dezelfde omgrachting werd ook ten zuiden van het kerkgebouw aangetroffen. De gracht heeft een breedte tussen circa twee en zeven meter en een diepte tussen 45 en 90 centimeter. De vulling van de gracht bestaat uit diverse dunne kleiige/siltige afzettingen, die mogelijk het gevolg zijn van overstromingen. Het is in dit opzicht dat de aanleg van de omgrachting moet worden beschouwd, namelijk als reactie op rivieroverstromingen die het gebied troffen vanaf de volle tot late middeleeuwen. Niet alleen is het oudste aangetroffen materiaal uit de omgrachting afkomstig uit deze periode; tevens zijn ook oudere (paal)kuilen aangetroffen onder deze structuur, wat erop wijst dat het gebied tot dan geschikt was voor bewoning. De omgrachting van het kerkterrein is dus waarschijnlijk niet zozeer symbolisch van aard geweest, maar ontstaan uit praktische overwegingen. Het volledige kerkterrein, inclusief ommuring en omgrachting lijkt zich op basis van de huidige resultaten te beperken tot de eerder vermelde zandige verhoging.

In totaal zijn drie botmonsters genomen voor 14C-datering van de duidelijke graven die binnen het kerkhof werden aangetroffen. De begravingen kunnen hebben plaatsgevonden vanaf het eind van de 17e eeuw tot en met de Tweede Wereldoorlog. Een begraving tijdens de oorlogsjaren lijkt echter onwaarschijnlijk, omdat andere artefacten die hiermee in verband kunnen worden gebracht, zoals wapens en militaire kledijornamenten, in de graven ontbreken. Waarschijnlijk stellen de graven de laatste gebruiksfase van het kerkhof voor uit het begin van de 18e eeuw.

Circa 50 meter ten zuidoosten van het kerkterrein, ongeveer centraal binnen de afbakening, werd sleuf 5 aangelegd om restanten van de middeleeuwse parochie op te sporen. Ter hoogte van deze sleuf is geen zandkop aangetroffen. De bodemopbouw hier is het gevolg van rivieroverstromingen en erosie van de Sint-Jansberg. Onder deze afzettingen (circa twee meter diep) werden paalsporen en greppels aangetroffen. Door het proces van verbruining tekenden uitsluitend de basis van deze sporen zich af. Op basis van het vondstmateriaal interpreteert men de sporen als een nederzetting uit de ijzertijd en een volmiddeleeuws, omgreppeld erf. De archaeologicae bestaan uit scherven handgevormd, bruin-zwart aardewerk uit de ijzertijd (18 stuks). Eén enkele scherf was versierd met nagel¬indrukken. Daarnaast kwamen ook nog enkele volmiddeleeuwse scherven aan het licht; het betreft geelwitte, Pingsdorf-achtige baksels van lokale makelij. Tenslotte moeten ook nog enkele fragmenten aardewerk uit de nieuwe tijd worden vermeld, zoals geglazuurd roodbakkend aardewerk, maar ook oudere fragmenten geglazuurd (proto)steengoed. Deze zone leent zich uitstekend voor bijkomend onderzoek naar andere nederzettingssporen. Het colluvium en alluvium dekken mogelijks nog prehistorisch, vroeg- en volmiddeleeuwse sporen af. De meest interessante locatie is de groep tamme kastanjes in de boomgaard, dichtbij sleuf 5. Daar kon nu geen proefsleuf getrokken worden. Een indicatie voor bewoningssporen daar zijn de molshopen waarin telkens opnieuw scherven naar de oppervlakte worden gebracht. Het lijkt erop dat de vroegste parochie van Zelem zich direct rond de kerk had gevestigd op de vruchtbare, hoger gelegen riviergronden.