« СОДЕРЖАНИЕ Зданович Г. Б. Вместо введения. ...»
Рис. 1. Поселение Аркаим. Керамика. Отпечатки на внутренней поверхности сосудов, изготовленных на форме-основе.
Наиболее распространенный рецепт – "глина + дресва". Дресва представлена тальковой породой. Ранее нами уже обосновывались искусственный характер присутствия талька в керамике и отнесение талька к историко-культурному понятию "дресва" [4]. Тальк является преобладающей искусственной примесью. Он присутствует в рецептах 266 сосудов (58, 2%). Второй по распространенности примесью был шамот.
Начин – первый этап конструирования сосуда, выполняемый как один непрерывный технологический акт [I]. Программа конструирования начина исследовалась по нижним частям 70 сосудов. Были определены две программы конструирования начина – донно-емкостная (24%) и емкостная (76%). По общим особенностям исходного материала начины относятся к группе составных, по форме порций – к подгруппе лоскутных, по способу конструирования – к двум видам: лоскутно-комковатые (52,2%) и спирально-лоскутные (44, 8%). В обоих видах способа конструирования начина был определен один подвид – в два слоя. Начины были изготовлены в два слоя лоскутов.
Для определения способа конструирования полого тела были исследованы стенки 234 сосудов. Полым телом называют фигуру сосуда, образующуюся после завершения строительства его днища и стенок [I]. Было выделено 3 способа конструирования полого тела, относящихся к группе составных, подгруппе лоскутных, видам: лоскутному спирально-зональному (51,7%), лоскутно-комковатому (21, 8%) и спирально-лоскутному (26,5%). Сосуды, полое тело которых было выполнено данными способами, были представлены одним подвидом – в два слоя лоскутов.
При изготовлении сосудов использовались формы-емкости (глина налепливалась с внутренней стороны формы) и формы-основы (глина налепливалась с внешней стороны модели). В 77 случаях были определены признаки той или иной модели формообразования. Практически вся керамика Аркаима была изготовлена на форме-основе и лишь в двух случаях (2,6%) были отмечены признаки использования форм-емкостей для конструирования сосудов. Сосуды, изготовленные на форме-основе, имели на внутренней поверхности следы ткани, в некоторых случаях -рельефный орнамент сосуда-основы ("елочка", выполненная крупным гладким инструментом, каннелюры). Изредка внутренняя поверхность сосудов подвергалась значительному выдавливанию. Внутренний профиль придонной части сосудов имеет четкие очертания формы-основы.
Достаточные для определения признаки механической обработки поверхности имели 429 сосуда. В результате исследования выявлены способы относящиеся к двум разным направлениям в развитии навыков обработки поверхности: безгрунтовочное и грунтовочное. К последнему относятся навыки обмазки поверхностей сосудов дополнительным тонким слоем, как правило, жидкой глины. В керамике поселения отмечено четыре таких случая. Основная же масса сосудов обрабатывалась способами, относящимися к безгрунтовочному направлению (99%). Заглаженную поверхность имели 322 сосуда (75%). Остальные 103 сосуда (24, 96%) имели лощеные поверхности. Причем на 79 сосудах отмечено влажное лощение поверхности по сырой основе, а на 24 сосудах – лощение по подсушенной основе. В целом, характеризуя технологию изготовления керамики Аркаима, необходимо отметить, что на ступени отбора и подготовки исходного сырья в среде аркаимских гончаров существовали две различные группы: носители навыков использования ожелезненной глины и носители навыков использования илистого глиноподобного сырья с естественной примесью раковин пресноводных моллюсков. Из илистого глиноподобного сырья изготовлена примерно одна треть исследованных сосудов.
Рис. 2. Поселение Аркаим. Керамика. Отпечатки орнамента сосуда, использовавшегося в качестве формы-основы с тканевой прокладкой. 1 – каннелюры; 2 – елочка
Рис. 3. Поселение Аркаим. Керамика. Фрагмент сосуда, изготовленного лоскутным спирально-зональным налепом.
На ступени подготовки формовочной массы различаются три группы гончаров: это носители навыков использования для приготовления посуды одного илистого глиноподобного сырья, носители навыков составления рецепта "глина + шамот" и носители навыков составления рецепта "глина + дресва тальковая". По материалам керамики поселения отмечаются и смешанные рецепты. Причем носители навыков использования ила употребляли, кроме рецепта "илистое сырье", еще и примеси шамота и дресвы. При этом концентрация шамота и дресвы в таких случаях – 1:5-1:4.
Рис. 4. Поселение Аркаим. Керамика. Сосуд, изготовленный лоскутным спирально-зональным налепом: 1-внешняя поверхность; 2-внутренняя поверхность
Концентрация шамота и дресвы, в случае их примеси к илу, меньше, чем в рецептах "глина + шамот" (1:4-1:3) и "глина -дресва" (1:3-1:2). Носители навыков использования ила тяготели к использованию шамота в формовочной массе. Гончары примешивали шамот к илистому сырью в два раза чаще, чем дресву тальковую.
Навыки конструирования начина относятся к числу субстратных, наиболее консервативных навыков, сохраняющихся, по данным этнографии, даже в условиях постоянного смешения в течение 5-6 поколений. По наличию двух программ конструирования начина и двух способов его строительства в керамике поселения возможно говорить об отсутствии в прошлом у населения Аркаима культурного единства.
На ступени конструирования полого тела фиксируются три способа: лоскутно-комковатый, спирально-лоскутный и лоскутный спирально-зональный. Два последних способа сближаются между собой, так как при наращивании стенок будущего сосуда гончары использовали один метод -спиральный, хотя гончары с навыками спирально-зонального налепа полого тела чередовали спираль с преимущественно горизонтальным выравниванием стенок сосуда после завершения строительства одной зоны полого тела. По всей видимости, это было связано с тем, что лоскутный спирально-зональный налеп использовался при изготовлении сосудов на форме-основе, и зональность прослеживается, как правило, на месте соединения верхней части заготовки, только что снятой с формы-основы, и верхней части сосуда.
Для сосудов, изготовленных на форме-основе лоскутным спирально-зональным налепом полого тела, больше характерно влажное лощение внешней и внутренней поверхностей каменным или костяным инструментом. Учитывая незначительное число сосудов с лощением по подсушенной основе, несплошное и поверхностное их лощение, можно сделать предположение о неустойчивых навыках лощения по подсушенной глине в среде аркаимских гончаров. Возможно, это является результатом перенимания опыта влажного лощения, применяемого отдельной группой гончаров. Отличие влажного лощения от лощения по подсушенной основе заключается в том, что в последнем случае сосудам дается больше времени для подсыхания, с тем чтобы нанести "сухое" лощение.
Четыре сосуда с обмазкой поверхности дополнительным тонким слоем глины изготовлены носителями навыков использования илистого глиноподобного сырья.
Технологический анализ керамики Аркаима свидетельствует о различиях в программах конструирования начинов, сопровождающихся различиями в отборе и подготовке исходного сырья, подготовке формовочных масс, конструировании полого тела и обработке поверхностей сосудов. На уровне приспособительных навыков (исходное сырье, формовочные массы, обработка поверхности) общая картина различий в приемах труда характеризуется еще и смешанными навыками изготовления керамики. Данная ситуация возможна лишь в условиях территориального совмещения носителей разных технологических традиций в рамках одного поселения, в частности поселения Аркаим. "Для эпохи доремесленного производства глиняной посуды, когда она делалась чуть ли не в каждом поселке, смешение разных гончарных традиций, отмечаемое по материалам конкретных поселений, допустимо считать в качестве признака смешения между носителями разной технологии на основе брачных отношений. В силу того, что сами знания о гончарных навыках в эту эпоху были, по-видимому, чуть не обязательной частью в воспитании лиц женского пола внутри каждого коллектива, факты смешения гончарной технологии правомерно рассматривать как проявление смешения населения в целом" [2].
Рис. 5. Поселение Аркаим. Керамика. Сосуд, изготовленный способом емкостного начина.
Рис. 6. Поселение Аркаим. Керамика. 1 – фрагмент сосуда с валиком, налепленным на прочерченные зубчатым инструментом линии; 2 – фрагмент сосуда с шишечками, налепленными на округлые вдавления
Керамика поселения Аркаим по своему характеру (изготовление вручную, изготовление керамики для домашнего использования) относится к продукту доремесленных производств. Неоднородность навыков изготовления керамики поселения Аркаим в целом может свидетельствовать о наличии глубоких культурных различий как в среде аркаимских гончаров. так и в среде всего населения Аркаима.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бобринский А. А. Гончарство Восточной Европы. М., 1978.
2. Бобринский А. А. Гончарная технология как источник информации о процессах смешения древнего населения // Тезисы докладов советской делегации на IV международном конгрессе славянской археологии. София, 1980. М., 1980.
3. Васильева И. Н. Илы как исходное сырье для древнейшей керамики поволжского региона // Международная конференция по применению методов естественных наук в археологии. Тезисы докладов. Санкт-Петербург, 1994.
4. Гутков А. И. Исходное сырье и формовочные массы керамики Большекараганского могильника // Палеодемография и миграционные процессы в Западной Сибири в древности и средневековье. Барнаул, 1994.
______________________
СТАНИСЛАВ АРКАДЬЕВИЧ ГРИГОРЬЕВ,
кандидат исторических наук, научный сотрудник Южноуральского отдела Института истории и археологии УрО РАН. Занимается историей древней металлургии, сырьевой базы древних металлургов.
ИГОРЬ АЛЕКСЕЕВИЧ РУСАНОВ,
научный сотрудник учебно-производственной лаборатории археологии и исторической экологии ЧелГУ. Научные интересы связаны с изучением металлургии меди. Руководитель работ по экспериментальному моделированию металлургических процессов древности.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ ДРЕВНЕГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
В последнее десятилетие в среде археологов значительно возрос интерес к относительно новому направлению в археологии – возможности получения исторической информации без разрушения археологических памятников. Наглядность и зачастую неожиданность этой информации достаточно быстро привели к широкому распространению методов экспериментального моделирования или экспериментальной археологии. Эти методы наиболее полно и достаточно популярно рассматриваются в труде чешских авторов Р. Малиновой и Я. Малины [9].
В России подобные исследования были поставлены на фундаментальную основу работами С. А. Семенова [12] и его учеников. Однако, помимо исследований, связанных с изучением каменной индустрии, в отечественной науке практически не велось работ в этом направлении. Редким исключением явилось получение Б. А.Колчиным кричного железа сыродутным способом [б].
Всплеск экспериментальных работ произошел в 80-е годы. Ряд исследовательских групп занимается экспериментальным моделированием керамики, ткачеством, строительством жилищ. В Тобольске с 1991 года выходит периодический сборник "Экспериментальная археология". Начаты исследования в области изучения древней медной металлообработки [ 1 ]. Сейчас подобные исследования проводятся в Воронеже, Самаре и Томске.
На этом фоне решение проблем собственно металлургии (а мы под этим понимаем процесс получения металла из руды) выглядело достаточно удручающе. В нашей стране подобные опыты отсутствовали в принципе, а за рубежом отдельные попытки получения меди архаичным способом носили спорадический характер и чаще заканчивались безрезультатно. Хрестоматийным примером является, пожалуй, опыт Г. Г. Коглена [15].
Когда один из авторов настоящей статьи приступил к изучению технологии древней металлургии, у него и в мыслях не было попытаться получить медь архаичным способом. Однако необходимость найти ответы на вопросы, лежащие за пределами аналитических методов, заставила нас обратиться к эксперименту как источнику дополнительной информации и способу проверки результатов, получаемых аналитическим путем. Одно время мы даже выдвигали в качестве непременного методического требования проверку аналитических данных экспериментальным путем, вплоть до получения структур шлака, соответствующих древним аналогам [3]. Однако, несмотря на это, эксперименту отводилась лишь вспомогательная роль при аналитических методах.
Дальнейшее изучение проблемы подвело нас к выводу: экспериментальная археология – это особое направление в науке. Зачастую она помогает решать проблемы интерпретации конкретного археологического материала, но чаще имеет собственные специфические задачи. Эксперимент, в сущности, приводит к формированию системы данных, которую можно осмыслить как совокупность вероятностей. Реконструируя жилище, например, мы можем возвести над соответствующим древнему прототипу основанием несколько вариантов перекрытия.
В ходе экспериментальных работ некоторые гипотетически выявленные вероятности отсеиваются. Особенно это касается идей, базирующихся на традиционных "мифах". Вот только один пример. В свое время, кочуя из статьи в статью, в археологии утвердилась идея многоступенчатой плавки медных руд. В той или иной степени ей уделяли внимание многие авторы [14; 7]. Взята же она была из письма И. Т. Савенкова, которое опубликовал Д. Н. Лев [8]. Савенков же записал ее со слов горного техника Г. Г. Тихонова. Первые же наши эксперименты убедили нас в том, что предположение о многоступенчатой плавке в древности не подтверждается практикой.
Эксперимент, таким образом, выполняет функцию контроля и проблематизации традиционных исследований. Однако, как уже говорилось выше, эксперименту нельзя отводить лишь вспомогательную роль. У него существуют свои специфические задачи, проблемы (например, решение вопроса трудозатрат) и методы. Поэтому отдельные локальные результаты экспериментальных работ не во всех случаях можно соотносить с результатами работ аналитических. Корректней, следовательно, сопоставлять системы представлений, получаемые традиционным и экспериментальным путем. Экспериментальное моделирование является, таким образом, дополнительным эмпирическим способом получения информации, тесно связанным с аналитическими методами.
Поэтому, если на первых этапах наших работ в области эксперимента это занятие выглядело скорее игрой, то впоследствии мы сориентировались на целенаправленное получение информации. Причем для этого вовсе не обязательно получать в ходе эксперимента медь или изготавливать сосуды. Зачастую неудачные опыты дают в информационном плане значительно больше. Гораздо эффективнее отрабатывать отдельные узлы проблемы, иногда целенаправленно идя на бракованную плавку.
Рис.1. Экспериментальная реконструкция древнего металлургического производства.
I – техническая керамика: а – тигель, реконструированный Я. И. Сунчугашевым; б – синташтинский сосуд; в – абашевская плавильная чаша; II – разрез однокамерной печи; III – очертания и цвет прокола в стенке печи: а – светло-оранжевый; б – светло-серый (золистый); в – темно-серый со светло-коричневыми частицами прокола; г – необожженная глина; IV – разрез печи, соединенной с колодцем: а – направление дутья мехами через керамическое сопло; б – область максимальной температуры в печи
Опираясь на эти рассуждения, мы и проводили большинство наших экспериментов. Экспериментальные работы по плавке медных руд велись нами в 1989-1991 годах. Первоначальной целью являлась реконструкция технологии металлургического производства поселения Аркаим. Поэтому за образец теплотехнических сооружений мы взяли остатки печей, обнаруженных на этом поселении. Они представляют собой округлые наземные сооружения со слегка углубленным подом диаметром 0, 6-1 м. Часть их имела горизонтальные дымоходы. Большинство печей пристраивалось к колодцам. В одной из печей на уровне пода сохранилось вмонтированное воздуходувное сопло. Особняком стоит двухкамерная углубленная печь восьмеркообразной формы. Верхние части конструкции почти нигде не сохранились.
Первые два года руда для эксперимента набиралась в отвалах рудника Таш-Казган. Она представляла собой малахит и кавеллин в кварците. Собирать ее удавалось чрезвычайно мало, что вызвало крайне незначительные размеры загрузок. Однако для составления первичных представлений и отработки режимов плавки этого было достаточно. В 1991 г. незначительные экспериментальные работы проводились на Каргалинских рудниках. Каргалинская руда представлена азуритом, малахитом, кавеллином в песчаниках и глинах, и ее запасы здесь достаточно велики.
В ходе экспериментальных работ проводились опыты по реконструкции теплотехнических сооружений, пожогу угля, производству технической керамики и выплавке меди из руды. Всего было проведено 37 плавок. При их описании мы будем придерживаться некой обобщенной схемы, останавливаясь на отдельных наиболее показательных опытах.
Одной из наиболее трудоемких подготовительных операций следует признать пожог угля. И хотя уголь для проведения плавок мы получали в достаточном количестве, все наши работы по углежжению можно признать неудачными. Качественного угля выходило мало и в основном из свежесрубленных и хорошо просушенных берез диаметром не более 10 см. Кроме березы использовали также сосну и осину. Пожог мы проводили по схеме, приведенной в статье С. А. Агапова, С. В. Кузьминых, С. А.Терехина "Моделирование процессов древней плавки меди" [I]. Сейчас известно три основных способа получения угля: костровой выжиг, в поленницах, обложенных дерном, и в крытых ямах [10]. Все три способа нами были опробованы. Наиболее качественный уголь мы получали в крытых ямах.
По результатам наблюдений, накопленных при изготовлении технической керамики, нами опубликована статья [4], и поэтому на данных работах остановимся кратко. Для проведения экспериментальных плавок была изготовлена серия разнообразных тиглей и сопел. Исходный материал -местные глины. В качестве примесей в основном добавляли песок в разных пропорциях. Тигли первоначально изготовляли по реконструкциям Я. И. Сунчугашева [13], но затем отказались от сосудов данной формы (рис. 1, la) и в дальнейшем использовали для проведения плавок тигли, по форме близкие к бытовой синташтинской керамике (рис. 1,16) и абашевским плавильным чашам (рис. 1, 1в). Сопла, изготовленные по аналогии с соплами городища Аркаим, имели длину около 10 см и выходные отверстия до 5-7 мм. Отмечены интересные результаты, относящиеся к режиму сушки изделий. Хорошо обжигались сосуды, сушившиеся вверх дном. Регулярное же изменение положения сосудов при сушке (вверх дном – вниз дном), как дающее более равномерную сушку керамики, во время обжига приводило к отслаиванию от стенок сосудов различной величины пластин обожженной глины.
Рис. 2. Действующая модель двухкамерной печи. Реконструкция.
Во время экспериментов по металлургии шлакование сосудов проходило слабо и, в основном, по краю венчиков. Большинство сопел, несмотря на высокий температурный режим, не ошлаковалось. Их шлакование происходило только при контакте поверхности сопел с кусочками руды, угля, обмазки печей. Шлакование повсеместно было поверхностным, так как сопла охлаждались шедшим через них воздухом. Тигли, в случае их контакта с медным шлаком, оплавлялись по венчику и только иногда почти полностью оплывали.
За два года экспериментальных работ были реконструированы основные типы печей, встречающиеся на городище Аркаим: однокамерная печь (рис. 1, II); однокамерная печь с естественным поддувом из колодца и дымоходом (рис. 1, IV); однокамерная печь с естественным поддувом из колодца; двухкамерная печь (рис. 2). Печи строились из материкового песка городища, т. к. другого материала, кроме небольшого количества камня, в местах обнаружения теплотехнических сооружений не было выявлено.
Однокамерная печь строилась монолитной, с диаметром пода 80 см. Предварительно под выкладывался берестой для гидроизоляции, поскольку вода действовала на печь разрушительно [I]. Чуть выше пода печи было оставлено отверстие для сопла с наклоном 10-15 градусов.
Однокамерная печь с естественным поддувом из колодца и дымоходом сооружалась на месте древних печи и колодца. Печь с диаметром пода 80 см складывалась из кирпичей, изготовленных из раствора глины и песка в соотношении 1:1. Кирпичи клались на раствор из материкового песка. Над колодцем установили корзину конической формы, сплетенную, из-за отсутствия лозы, из проволоки. На корзину был намыт массивный свод из песка. Полость колодца соединялась с полостью печи воздуховодом. Песок городища Аркаим содержит большое количество кальцитовых включений и глинистый цемент, поэтому при замешивании песка с небольшим количеством воды получался вязкий раствор, при высыхании которого образовывались довольно прочные конструкции. По высохшему куполу колодца можно было ходить, не боясь обвала. Часть печи и дымоход в древности, очевидно, скрывались под куполом колодца, что предохраняло их от случайного разрушения.
Дымоход восстанавливался нами в древнем основании, в котором были зафиксированы парные углубления для крепления плетеного свода и обмазка. Канавка дымохода была заполнена обожженным потрескавшимся камнем. Восстанавливали дымоход следующим образом: канавка была обмазана глиной из реки, установлен свод, сплетенный из веток. Затем плетенка была выстлана плоскими камнями, которые также обмазали глиной. Дымоход заканчивался неглубокой ямкой, предназначенной, очевидно, для установки трубы. В качестве дымовой трубы мы использовали асбоцементную трубу длиной 2 м. В древности подобные трубы были, по-видимому, деревянными. Их возгоранию препятствовал сажистый налет и то, что отработанные газы, проходя через горизонтальное колено дымохода, успевали достаточно остыть.
Подобная печь с поддувом из колодца, но без дымохода была построена нами полностью из песка. Несколько по-иному изготовлялся купол над колодцем. По краю колодца, вместо установки корзины, велась круговая кладка из песчаных необожженных кирпичей. Кладка постепенно сводилась на конус, на который позже и был намыт песчаный купол. Благодаря мощному куполу, в колодце сохранялась довольно низкая температура, поддерживаемая температурой грунтовых вод. Резкая разница температур в горячей печи и холодном колодце создает сильное естественное дутье в печь из колодца (рис. 1, IV;).
Основание пока единственной двухкамерной печи, обнаруженной на городище Аркаим, имело идеальную сохранность. Плавильная камера глубиной 30 см была выложена плоскими камнями. Купол над огневой камерой выкладывался камнем. Плавильную камеру от углубления под мех отделяла небольшая перегородка, оставленная в материковом песке. В середине перегородка имела выемку для установки сопла.
Реконструкции печей различных типов и их поведение во время экспериментальных плавок убедили нас в том, что в отличие от наземных печей, которые могут служить как для металлургии, так и для металлообработки, печи, углубленные в землю, служили, как правило, для получения металла из руд. Это объясняется тем, что из углубленной печи практически невозможно извлечь тигель с расплавленной медью. Подобная операция крайне затруднительна из-за сохраняющихся высоких температур, а также из-за мешающих стенок печи и несгоревшего угля, даже при наличии кузнечных щипцов. Отсутствие подобных щипцов в древности и вероятное использование менее удобного инструмента исключает ведение металлообрабатывающего производства (литейного дела) с использованием углубленных печей. Для принудительного нагнетания воздуха мы использовали двухкамерные мехи постоянного дутья [I].
На первых этапах экспериментальных работ разогрев шихты происходил следующим образом. В однокамерную печь помещался тигель с рудой, после чего остальное пространство полости печи заполнялось углем. Напротив сопла в уголь закладывалась береста и мелкие дрова. Они поджигались, и начиналось дутье. При этом достаточно быстро занимался уголь, расположенный около сопла. Дутье приходилось вести весьма интенсивно, но, несмотря на это, температура в печи оставалась слишком низкой. Зона температурного максимума, фиксируемая в виде белого шара, располагалась в 10-15 см от сопла. На разогрев всей шихты уходило от 40 до 100 минут, приходилось досыпать уголь взамен выгорающего, что вело к слишком большим его затратам.
Несколько улучшили процесс возгорания два отверстия, проделанных в стенке печи напротив сопла под углом 120 градусов друг к другу (рис. 1, II). Это обеспечило дополнительный приток воздуха и более равномерный разогрев шихты. Подобные отверстия археологически зафиксированы при исследовании железоделательных печей и интерпретированы как каналы для принудительного дутья [5]. Нам представляется, что использовались они скорее для естественного поддува.
В печах, пристроенных к колодцу, разогрев шел несколько легче за счет сильной подачи воздуха из колодца. Однако принципиально ситуация не изменялась. Поэтому постепенно был отработан другой способ разогрева шихты. В печь помещались дрова, зажигались, и начиналось медленное дутье. Закладка не была очень плотной, поэтому выгорали они довольно быстро, обеспечив разогрев печной полости. Уголь начинали засыпать до завершения прогорания дров, причем очередной слой насыпался после возгорания предыдущего. На всю эту операцию уходило не более 15 минут, а материальные потери на разогрев исчислялись 3-4 поленьями.
При этом на первых порах существовала проблема помещения в горячую печь руды. Однако она была достаточно быстро решена. Если руда находилась в тигле, он ставился в печь до засыпки угля. Дрова слегка разгребались, приостанавливалось дутье, что вело к резкому снижению температуры, после чего устанавливался тигель и производилась засыпка угля. В ином случае руда насыпалась непосредственно в слой угля. Необходимо лишь следить, чтобы она компактно легла в зоне температурного максимума. Не исключено, что в древности для этой цели служили берестяные сосуды. Подобный сосуд, заполненный рудой, обнаружен А. Д. Таировым в могильнике у села Степное.
После засыпки руды на поверхности угля появляется зеленое и голубое пламя. Руда начинает почти сразу подвергаться температурным воздействиям. В случае использования малахита процесс этот идет без особых последствий для окружающих. Уголь, если он сравнительно хорошего качества, горит практически без дыма и пламени. Запахов почти нет. Иначе обстоит дело, если в печь помещается кавеллин или другие вторичные сульфиды. Сразу после загрузки начинается выгорание серы, и вокруг печи распространяется сернистый газ с очень характерным запахом. В помещении проводить подобные плавки немыслимо. Встает необходимость удаления газа, чему, по-видимому, и служили дымоходы на Аркаиме. Интересно, что при хорошо прогретой печи отработанные газы поступают в дымоход, даже если открыто устье печи.
После полного возгорания угля мы интенсифицировали дутье и поднимали температуру до максимума. Максимальные температуры достигались не по всей полости печи, а лишь в местах прохождения и, особенно, пересечения струй воздуха. Было замечено, что в печах, пристроенных к колодцам, температура распределялась более равномерно и в целом была выше. Это объясняется тем, что поступающий из колодца воздух шел не прямой струёй, а потоком по периметру печи, неоднократно сталкиваясь со струями воздуха, подаваемыми мехами (рис. 1, IVa). Однако, в любом случае, получение высоких температур достаточно быстро перестало быть проблемой.
Более сложным оказалось создание оптимальной атмосферы в ходе плавки. Мы столкнулись с достаточно сложно разрешимой дилеммой: малая подача воздуха не позволяет получить высоких температур, а большая приводит к купритизации руды. В результате большинства наших опытов мы получили куприт, в котором были заключены корольки меди различных размеров. При этом образование куприта происходит непосредственно на стадии плавки руды, а не из выплавленной меди. Проверка была осуществлена следующим образом: в печь вместе с рудой были помещены медные опилки. В результате руда в значительной степени перешла в куприт, а медь осталась в неизменном виде. Это объясняется тем, что медь химически менее активна, чем руда. Процесс купритизации сопровождается распространением запаха металлической окалины и потому хорошо фиксируется в ходе эксперимента.
Проблема купритизации оказалась в наших экспериментах наиболее серьезной, т. к. бороться с образующимся купритом чрезвычайно сложно.
Вероятно, для уменьшения содержания кислорода в печи можно было уменьшить интенсивность дутья, но это привело бы к некоторому снижению температуры. Однако в ходе эксперимента мы имели небольшой температурный запас. Обычно температура в печи держалась в промежутке 1300-1400 градусов по Цельсию, что соответствует температурному режиму металлургов Аркаима. Измерений ее мы не проводили, но на это утверждение нас наводит следующее. Куприт расплавляется, образуя губчатую массу. Температура плавления куприта составляет 1260 градусов. Но перегрева его не происходило, расплав был достаточно вязкий. В отдельных случаях был получен жидкотекучий купритизированный шлак. Это позволяет уменьшать дутье и снижать температуру на 100-150 градусов. Однако, по всей вероятности, и этого будет недостаточно для формирования восстановительной атмосферы. Видимо, потребуется корректировка расположения сопел относительно шихты и повышение качества угля. Возможно, с соблюдением всех этих условий удастся избежать столь интенсивной купритизации. Впрочем, нельзя исключить вероятность того, что за пределами нашего внимания оказались какие-то другие скрытые факторы.
Подобные проблемы стояли и перед древними металлургами. В частности, полученные нами купритизированные шлаки очень близки шлакам центральноказахстанского поселения Атасу [11], а также некоторым образцам иных памятников.
Другим способом борьбы с купритом является сильное уменьшение дутья или полное его прекращение к концу плавки и попытка создать восстановительную атмосферу. Некоторые из подобных опытов завершились успехом. Именно так было получено два небольших слитка меди.
Следует, однако, учитывать при подборе оптимальной атмосферы и характер загружаемой руды. Имея дело с окисленной рудой, мы вынуждены решать проблему изъятия из нее кислорода. Проще всего это сделать, поместив в печь тигель, в котором мелкодробленая руда смешивается с углем. Подобные опыты нами тоже проводились. Частицы руды неплохо восстанавливались, но уголь мешал им соединяться в слиток. Выбрать их впоследствии из шихты было довольно сложно. Лучшие результаты получились при использовании окисленных руд вместе со вторичными сульфидами или просто вторичных сульфидов. Шихта в этом случае помещается в печь. Выгорание серы приводит к повышению температуры, и она забирает лишний кислород. Используя подобный состав шихты, нам и удалось получить слитки.
Видимо, в этих направлениях и будет решаться в дальнейших работах проблема купритизации руды.
Попытки выплавить медь из руды в костре успеха не имели. Во-первых, в костре недостаточная температура, и поддув с помощью меха решительно ситуации не меняет. Во-вторых, при костровой плавке невозможно добиться необходимой атмосферы. Однако, учитывая недостаточность проведенных опытов, следует оставить гипотетическую возможность подобных костровых плавок и проверить ее серией экспериментов. Очень скептически мы относимся и к использованию костра для предварительного обжига руды. Подобная операция раньше имела место для первичной обработки медных колчеданов [2]. Однако для окисленных руд и вторичных сульфидов она не только бесполезна, но и вредна. Образуется куприт, с которым сложно справиться, даже восстанавливая его впоследствии в тигле. Поэтому имевшие место представления на этот счет являются заблуждением.
Следует заметить, что трудности, связанные с образованием куприта, присущи и металлообработке. Для создания температуры, достаточной для расплавления меди, необходимо осуществлять дутье внутрь тигля. При этом, как показали проведенные нами опыты, до 30-40% меди переходит в куприт и шлакуется. Это наблюдение позволит в дальнейшем отчленять шлаки металлургические от шлаков, полученных при металлообработке.
Использование в экспериментах руды из различных источников (с Таш-Казгана и Каргалов) позволило сравнить их эксплуатационные качества. Добиться шлакования кварпитовой ташказганской руды оказалось сложно. Для этого нужна очень высокая температура. Но шлак удалось получить только в 4-х опытах.
Более легкоплавкой оказалась каргалинская руда. Рудовмещающей породой на Каргалах являются ожелезненные кварцевые песчаники и глины с углистыми включениями. Поэтому в каждой плавке рудные частицы быстро спекались и переходили в шлак. Стабильному получению меди мешала лишь описанная уже проблема купритизации.
Одним из наиболее интересных результатов экспериментальных работ являются полученные данные по археологизации металлургических объектов. Исследованные металлургические комплексы таких поселений, как Синташта и Аркаим, не содержали значительных скоплений шлака, мусора, а поды печей не были прокалены более чем на 3 см. Это противоречило имевшим у нас место представлениям о неизбежности мощных прокалов и развалов прокаленных блоков. В реальности металлургическое производство оказалось сравнительно чистым. Значительные шлаковые скопления могут образоваться лишь там, где были специализированные площадки и мусор долго не убирался. Прокалы же, несмотря на высокие температуры, остаются очень незначительные. Причем цвет их варьируется от черного до красного, в зависимости от состава прокаливаемого грунта. Черные же прокалы при археологических раскопках часто идентифицируются как углистый слой. Стенки печей обычно получают серо-коричневую окраску и при разрушении неотличимы от остального культурного слоя (рис. 1, III). Поэтому металлургической печью может оказаться любое незначительное слегка прокаленное углубление. Единственным способом его идентификации, как показали предпринятые нами промывки грунта, заполняющего теплотехнические сооружения, является обнаружение таким способом мелких сопутствующих остатков: капель меди, незаметных кусочков руды и шлака, мелкодробленых кальцинированных костей. При их наличии можно с уверенностью относить исследуемое сооружение к разряду металлургических.
Рис.З. Медный слиток, полученный в ходе эксперимента (обломок тигля, слиток, шлак)
В заключение нам хотелось бы подвести некоторые итоги и наметить дальнейшие пути работы по этой проблематике. Нам удалось пока получить лишь наиболее общие представления о технологии архаичных способов производства меди и выявить проблемы, стоящие перед исследователем, занимающимся реконструкцией древней металлургии. Последнее представляется даже более важным, поскольку постановка проблем есть уже наполовину их решение. Это позволило нам сформулировать задачи и основные принципы программы дальнейших экспериментальных работ в области реконструкции металлургических технологий.
Работы эти должны быть привязаны к конкретному археологическому прототипу (напр., синташтинская, центральноказахстанская, срубная и тд. металлургия), повторять его теплотехнические сооружения и базироваться на тех же сырьевых источниках. При этом желательно обеспечить хорошую техническую оснащенность эксперимента для проведения измерения температур и газовой фазы. Значительно обогатят наши представления исследования по поведению различных минералов (кварц, песчаник, серпентинит, куприт, различные руды) при разных условиях, создаваемых архаичной технологией. К сожалению, в физико-химической минералогической литературе эти вопросы освещены недостаточно полно.
Совершенно новая область проблем встает при обсуждении вопросов энергоемкости древних культур, поставленных Е. Н. Черных [16]. Это требует обязательных замеров трудозатрат на ту или иную операцию. Однако данные по металлургии будут иметь значение лишь при условии наличия подобных данных по другим отраслям древнего производства.
Наконец, важный блок задач связан с нуждами аналитических исследований. Сюда входит получение серий шлаковых эталонов, изучение поведения микропримесей при металлургических переделах в зависимости от режимов использования флюсов в руде, шлаке, металле. Перечень подобных задач и проблем можно продолжать до бесконечности. Поэтому мы надеемся на расширение круга исследователей, занятых их решением.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агапов С. А., Кузьминых С. В., Терехин С. А. Моделирование процессов древней плавки меди // Естественнонаучные методы в археологии. М., 1989.
2. Бакс К. Богатства земных недр. М., 1986.
3. Григорьев С. А., Русанов И. А. Задачи по решению проблем древней металлургии Уральского региона // Технический и социальный прогресс в эпоху первобытно-общинного строя. Тезисы докладов. Свердловск, 1989.
4. Григорьев С. А., Русанов И. А. Экспериментальные работы по изготовлению керамики // Археология Волго-Уральских степей. Челябинск, 1990.
5. Зиняков Н. М. История черной металлургии и кузнечного ремесла древнего Алтая. Томск, 1988.
6. Колчин Б. А., Круг О. Ю. Физическое моделирование сыродутного процесса производства железа // МИА. М., 1965. № 129.
7. Кадырбаев М. К. Шестилетние работы на Атасу // Бронзовый век степной полосы Урало-Иртышского междуречья. Челябинск, 1983.
8. Лев Д. Н. К истории горного дела // ТИАЗ. Л., 1934. Вып.2.
9. Малинова Р., Малина Я. Прыжок в прошлое. М., 1988.
10. Покровский Ю. М. Очерки по истории металлургии. М.-Л., 1936. 4.1.
11. Сатпаева Т. А. Приложение // Маргулан А. Х., Акишев К. А., Кадырбаев М. К., Оразбаев А. М. Древняя культура Центрального Казахстана. Алма-Ата, 1966.
12. Семенов С. А. Экспериментальный метод изучения первобытной техники // МИА. М., 1965. № 129.
13. Сунчугашев Я. И. Горное дело и выплавка металлов в древней Туве. М., 1969.
14. Черников С. С. Древняя металлургия и горное дело Западного Алтая. Алма-Ата, 1949.
15. Черных Е. Н. Металл-человек-время. М., 1972.
16. Черных Е. Н. Энергия древних культур // Послесловие к книге Р.Малиновой, Я.Малины "Прыжок в прошлое". М., 1988.
______________________
НАДЕЖДА ОТТОВНА ИВАНОВА,
историк, археолог, заведующая фондами и археологическим музеем Челябинского государственного университета. Автор раскопок памятников эпохи бронзы на территории заповедника Аркаим.
И. М. БАТАНИНА, Н. О. ИВАНОВА
АРХЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАПОВЕДНИКА АРКАИМ. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАМЯТНИКОВ.
В июне 1987 года археологическая экспедиция Челябинского государственного университета приступила к работе в районе строительства Караганского гидроузла на юге Челябинской области, на границе двух районов – Брединского и Кизильского.
Создание Большекараганской межхозяйственной оросительной системы планировалось еще в начале 70-х годов. В связи с этим в зоне будущего водохранилища в 1971 году одним из отрядов археологической экспедиции Уральского государственного университета (Свердловск) под руководством Н. А. Алексашенко были проведены разведочные работы [1-3]. В ходе обследования были открыты 4 археологических памятника, сведения о них были переданы в институт "Южуралгипроводхоз".
Спустя б лет, летом 1977 года, в связи с возобновлением проектных работ по созданию Большекараганского гидроузла. Челябинский государственный университет, по согласованию с Уральской археологической экспедицией, проводил новую археологическую разведку, в которой участвовали М. К. Хабдулина, В. И. Заитов, Т. А. Даниленко. Было открыто еще 6 новых археологических объектов, отчет о разведке представлен в полевой комитет ИА РАН [22].
В ноябре 1986 года облводхоз приступил к строительству Караганского водохранилища и вел работы вахтовым методом в течение всех зимних месяцев. В середине июня 1987 года археологической экспедицией Челябинского государственного университета (начальник экспедиции Г. Б. Зданович) было начато детальное обследование археологических объектов Большекараганской долины. Тщательное обследование местности, накопленный за последнее десятилетие опыт работы, применение новых методов дешифрирования аэрофото- и космоснимков (И. М. Батанина) позволили обнаружить в районе заповедника и на прилегающих территориях 71 археологический памятник различных эпох (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения археологических объектов на территории заповедника Аркаим. *
1 – поселение Аркаим; 2 – неукрепленное поселение; 3 – стоянка каменного века; 4 – грунтовое сооружение нового времени; 5 – могильник, курганная группа; 6 – одиночный курган; 7 – курган "с усами"; 8 – менгир; 9 – оросительная система; 10 – антропогенный объект; 11 – границы заповедника; 12 – объект, исследованный археологическими раскопками
За пять лет активной работы в Большекараганской долине археологической экспедицией Челябинского государственного университета более 20 памятников были полностью раскопаны, часть материалов опубликована, написаны научные отчеты [4-22]. В 1991 году на территории долины создан экспериментальный природно-ландшафтный и историко-археологический музей-заповедник. Широкомасштабные раскопки археологических объектов прекращены. Ведутся только самые необходимые работы, связанные с консервацией памятников, с уточнением их культурной принадлежности, а также с восстановлением рельефа (исторического ландшафта).
В настоящей статье представлены археологические объекты, находящиеся непосредственно на территории заповедника, либо расположенные у его границ.
1. АЛЕКСАНДРОВСКИЙ I курган расположен на вершине сопки в 1,5 км на северо-восток от поселка Александровского, на правом берегу реки Большая Караганка в 1,2 км к северо-западу от укрепленного поселения Аркаим. Исследовался в 1990 г. отрядом археологической экспедиции ЧелГУ под руководством А. Д. Таирова. Диаметр кургана 12,5 м, высота 0,45 м, насыпь округлой формы, хорошо задернована, в центре провал глубиной О, 3 м. Под насыпью, состоящей из большого количества камня средних и крупных размеров и темно-серого щебенистого суглинка, была выявлена могильная яма, забутованная крупным камнем. У дна яма имела подпрямоугольную форму с сильно скругленными углами, размерами 1,45 х 2,35 х 1,5 м, ориентирована по линии В-3. В заполнении было встречено большое количество мелкого угля, в придонной части у юго-восточного угла ямы вплотную к южной стенке обнаружен лепной плоскодонный сосуд с трубчатым носиком-сливом. Погребение отсутствовало (кенотаф).
К северу от могильной ямы зафиксировано небольшое углубление более раннего времени (эпоха бронзы?), перекрытое погребенной почвой кургана раннего железного века. Основное сооружение датируется второй половиной VI-V вв. до н. э. Материалы хранятся в фондах лаборатории археологических исследований ЧелГУ под шифром 509А.
2. МОГИЛЬНИК ПРИДОРОЖНЫЙ расположен в 1 км к северо-востоку от поселка Александровского, в ложбине между двумя грядами возвышенностей, в 50 м к югу от проселочной дороги, идущей вдоль берега реки Большая Караганка.
Памятник был открыт в 1992 г. И. М. Батаниной при дешифрировании аэрофотоснимков территории заповедника Аркаим. Представлен тремя курганами диаметром 22, 12 и 10 м, насыпи округлой формы, земляные, высотой до 0, 3 м. Датировка памятника не определена.
3. МОГИЛЬНИК АРКАИМСКИЙ ПЛЕС расположен в 2 км к северо-востоку от окраины поселка Александровского, на склоне правого берега реки Большая Караганка, в 500 м от нее, в 230 м к северу от проселочной дороги.
Могильник был открыт в 1990 г. И. М. Батаниной при дешифрировании аэрофотоснимков. Представлен тремя курганами, расположенными компактной группой в 15-30 м друг от друга. Диаметр курганов до 18 м, высота до 0, 4 м. Насыпи земляные. Датировка памятника не определена.
4. КУРГАН КАМЕННЫЙ расположен на правом берегу реки Большая Караганка в 600 м к востоку от окраины поселка Александровского.
Памятник был открыт в 1992 г. И. М. Батаниной при дешифрировании аэрофотоснимка. Курган диаметром 10 м и высотой 0, 4 м имеет круглую насыпь с каменной выкладкой. Эпоха кочевников.
5. ОДИНОЧНЫЙ КУРГАН расположен в 1, 3 км к северо-востоку от окраины поселка Александровского, на небольшой возвышенности. Памятник был открыт И. М. Батаниной в 1993 г. при дешифрировании аэрофотоснимка. Курган хорошо выделяется на местности благодаря выгоревшей растительности. Имеет овальную форму, диаметр 12, 5 м, высота 0, 5 м. С северо-западной стороны частично фиксируется ровик. Насыпь кургана земляная, хорошо задернованная. Датировка не определена.
6. ОДИНОЧНЫЙ КУРГАН расположен в 1, 4 км к северо-востоку от окраины поселка Александровского. Был открыт И. М. Батаниной и О. А. Кузнецовой при визуальном обследовании местности и дешифрировании аэрофотоснимка. Памятник хорошо сохранился, его легко обнаружить на местности. Насыпь кургана имеет овальную форму, вытянутую по линии С-Ю, диаметр 13, 2 м, высота 0, 45 м. На аэрофотоснимке хорошо фиксируется ровик вокруг насыпи. Датировка памятника не определена.
7. ОДИНОЧНЫЙ КУРГАН ПОЙМЕННЫЙ расположен на небольшом островке высокой поймы правого берега реки Большая Караганка в 130 м от уреза воды, напротив укрепленного поселения Аркаим, в 250 м на северо-запад от устья реки Утяганки. Курган обнаружен в 1990 г. при археологическом обследовании района и дешифрировании аэрофотоснимка И. М. Батаниной и Н. М. Меныпениным. Представляет собой невысокую земляную насыпь диаметром 10 м, высотой 0, 3 м. На аэрофотоснимке хорошо читается окружающий насыпь ровик и углубление в центре кургана. Предварительно может быть отнесен к эпохе кочевников.
8. БОЛЬШЕКАРАГАНСКИЙ МОГИЛЬНИК расположен в 3, 5 км на ВСВ от поселка Александровского, на мысообразной площадке первой надпойменной террасы (высотой 4 м от современного уреза воды) левого берега реки Большая Караганка. Первичное обследование могильника было осуществлено отрядом Уральской археологической экспедиции в 1977 г. [1-3]. В 1987-88 гг. исследовался отрядом археологической экспедиции Челябинского государственного университета под руководством А. Д. Таирова и С. Г. Боталова [5, 6, 8, 21].
Могильник состоял из 24 хорошо задернованных овальных округлых земляных насыпей различного размера (двенадцать из них относятся к позднесарматскому времени, остальные – к раннему железному веку). Курганы располагались тремя цепочками, вытянутыми по линии СВ-ЮЗ, исследовались круговыми или прямоугольными раскопами, превышающими размеры насыпей.
Основные параметры курганов представлены в таблице 1.
Таблица 1
| № Кургана | Форма насыпи | Размеры м. | Ориен-тиров. | Форма ямы погребения, раамеры | Находки |
| 1 | Овальная | 18х10х0,2 | СЗ-ЮВ | подпрямо-угольная 0,7х0,85х1,35 погребенный на спине | |
| 2 | Овальная | 9,5х0,3 | СЗ-ЮВ | подпрямо-угольная 2х0,7х1,3 погребенный на спине | сосуд, биконическое пряслице |
| 5 | Овальная | 10,8х9х0,3 | СЗ-ЮВ | подпрямо-угольная 1,7х0,65х0,75 погребенный подросток на спине | |
| 6 | Кольцевая оградка | 17,4х0,25 | подпрямо-угольная 1,25х0,5х0,8 погребенный ребенок на спине | железная пряжка,остатки колчана.наконечники стрел.бронзовые накладки и скобки | |
| 7 | Неправильная вальная | 0,95х0,2 | СЗ-ЮВ | на погребенной поверхности в небольшом углублении подпрямо-угольной формы 1,1х0, | ! |
| 8 | Округлая кольцевая | диаметр лицевого вала 20м. высота 0,8м | СЗ-ЮВ | подпрямо-угольная 1,2х0,6х0,65 погребенный ребенок на спине головой на ССЗ | два сосуда, железные ножницы, ожерелье из бус и подвесок, бронзовая фибула, бронзовый котел, зеркало в футляре, деревянная чашка с бронзовой пуговицей, перстнем, двумя бусинами и кристаллом хрусталя, обломки ножа, биконическое пряслице, сосудик |
Таблица 1. Продолжение
| № Кургана | Форма насыпи | Размеры | Ориентиров. | Форма ямы погребения, размеры | Находки |
| 10 16 17 | Подпрямо-угольная Земляное сооружение в виде несомкнутого сильнооплыв-шего вала | 10,5х9х х0,35 17х20 | СЗ-ЮВ | подпрямо-угольная 0,7х0,85х1,35 погребенный на спине подпрямо-угольная 2х0,7х1,3 погребенный на спине | два сосуда |
| Земляная, округлой формы | диаметр 12м высота 0,4м | С-Ю | подпрямо-угольная 1,7х0,65х0,75 погребенный подросток на спине | обломки каменного жертвенника, фрагменты от двух сосудов, куски глазурированной фляжки, 6 бронзовых нашивок | |
| 18 | Округлой формы | диаметр 14м высота 0,6м | С-Ю | подпрямо-угольная 1,25х0,5х0,8 погребенный ребенок на спине | бронзовая фибула, четыре керамических пряслица, железный ножичек, пудреница, курильница, кусок мела, зеркало, железные ножницы, пять сосудов |
| 19 1 | Округлой формы | диаметр 10м высота 0,55м | СЗ-ЮВ | на погребенной поверхности в небольшом углублении подпрямо-угольной формы 1,1х0, | бронзовое зеркало, опаловая бусина, красноглиняный сосуд |
| 21 | Овальная | П,4х х8,7х0,3 | С-Ю | подпрямо-угольная 1,2х0,6х0,65 погребенный ребенок на спине головой на ССЗ |
