CC BY
5Науки о земле
УДК 555.43+553.41:902
к.г.н. Шубин Ю. П.
(ДонГТУ, г. Алчевск, ЛНР, [email protected])
ГЕОАРХЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДОНБАССКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
Рассматривается становление в стенах Донбасского государственного технического университета коллектива учёных, которые исследовали древние медные рудники Донбасса. На базе геоархеологических исследований была выполнена реконструкция производственной деятельности, приведены проблемы, возникшие в процессе выполнения работ, дискуссии и способы их решения. Дана оценка роли Донецкого горно-металлургического центра эпохи поздней бронзы в Днепро-Донском регионе, разработан понятийный аппарат, а также апробированы методы геоархеологии, подобран оптимальный комплекс методов исследования вещественных свидетельств производственной деятельности применительно к исследованиям подобного рода объектов, первоочередными из которых нам видятся древние серебряные рудники серебряно-полиметаллических месторождений Нагольного кряжа Донбасса.
Ключевые слова: геоархеология, горно-металлургический центр, производственная деятельность, медные руды, терминология геоархеологии, методы геоархеологии.
Вторая половина ХХ века в мире ознаменовалась началом масштабных и систематических археологических исследований объектов древнего горнорудного производства, а также сопровождающей его металлургической и металлообрабатывающей деятельности. В связи с этим сформировалось новое научное направление - геоархеология. Термин «геоархеология» впервые ввели Д. Де-видсон и М. Шекли 40 лет назад для исследований, направленных на изучение археологических объектов геологическими, ми-нералого-геохимическими, геофизическими и другими методами [1]. На территории Лу-ганщины первые попытки сотрудничества археологов и геологов предпринимались в начале 70-х годов в связи с попыткой определения возраста древних разработок серебряных руд в пределах Берёзовского серебряно-полиметаллического месторождения Нагольного кряжа [2], а также в пределах древних разработок медных руд на семи ру-допроявлениях меди Бахмутской котловины Донбасса [3, 4]. Масштабные геологические и археологические исследования того периода позволили начать взаимодействовать археологам и геологам. Последнее сводилось к тому, что археологи пользовались
результатами проводимых геологических исследований территорий, а само сотрудничество носило во многом формальный характер, ссылки на результаты геологических исследований зачастую использовались просто как констатация факта, должного анализа полученной геологической информации полевых исследований при этом не производилось.
С 90-х годов ХХ века на территории России (Каргалы, Оренбуржье) и с начала ХХ1 века на территории Донбасса были сформированы комплексные экспедиции с участием специалистов разного профиля в связи с масштабными археологическими исследованиями памятников древней горнометаллургической деятельности. Коллектив специалистов в Донбассе сформировался на базе Донбасского государственного технического университета в связи с проводимыми в период 2001-2010 гг. полевыми геологическими практиками в По-паснянском районе Луганской области (с. Новозвановка), а также выполняемыми в течение этого периода госбюджетными научно-исследовательскими работами. Археологию представлял Бровендер Ю.М., металлургию — Дрофеев В.Н., металлове-
дение — Коваленко О.А., горное дело — Гайко Г.И., геологию — Шубин Ю.П. Кроме того, существенное участие в научных исследованиях приняли приезжие археологи: Пряхин А.Д. (г. Воронеж), Саврасов А.С. (г. Воронеж), Черных Л.А. (г. Киев), Отрощенко В.В. (г. Киев), Ники-тенко И.С. (г. Днепропетровск). Интересным фактом явилось то, что Никитен-ко И.С., принявший участие в полевых исследованиях последних лет в пределах Картамышского археологического микрорайона, получил два высших образования: сначала историческое, а затем — геологическое. Такой вариант подготовки специалистов в области междисциплинарных геологических исследований видится особенно перспективным. Без сомнения, именно примеры эффективного решения геоархеологических задач коллективом специалистов ДонГТУ (г. Алчевск) побудили заинтересованных лиц к такой двух-этапной подготовке специалистов в области геоархеологии.
Ежегодные международные полевые археологические семинары, постоянные беседы, дискуссии в период полевых исследований стимулировали обмен опытом, знаниями и своим индивидуальным видением проблем, задач и методов их решения каждым из членов творческого коллектива. Особенно примечательной была дискуссия на расширенном полевом Кар-тамышском археологическом семинаре в 2003 г., где широко были представлены учёные Испании, Германии, США и России. Первый вопрос был посвящён вещественному составу исходных медных руд, которые использовались в эпоху поздней бронзы (дискуссия велась с испанским учёным, археологом-экспериментатором в области древнего медеплавильного производства Сальвадором Ровирой). Международная команда учёных, исследовавших Каргалинские рудники Южного Урала считали, что основными минералами медных руд, которыми пользовались древние
люди, были продукты окисления сульфидных руд (малахит, азурит, тенорит). Нами была показана невозможность формирования концентрированных скоплений окисных медных руд как на Картамышском рудопро-явлении меди, так и на меднорудных месторождениях формации медистых песчаников в целом. Окисленные медные руды при этом могли играть второстепенную роль. Как известно, значительные скопления окисленных медных руд характерны для меднокол-чеданных месторождений. Сделанные выводы позволили корректно подойти в дальнейшем к отбору меднорудного материала как для реконструкции технологического процесса медеплавильного производства на древних медных рудниках Бахмутской котловины Донбасса, так и для объектов эпохи поздней бронзы в целом, поскольку в это время разрабатывались в основном руды одного генетического типа — формации медистых песчаников. Вторым дискуссионным вопросом был вопрос о масштабности и значении Донецкого горнометаллургического центра (дискуссия велась с археологом, специализирующимся в области древней металлургии и палеометал-ловедения Черных Е.Н.). Скудная фактологическая база на то время не позволяла дать однозначного ответа на этот вопрос. Но в дальнейшем были установлены пути импорта (из Поднепровья и Приазовья) каменных орудий металлообрабатывающего цикла, сложенных магматическими и метаморфическими горными породами, отсутствующими на Донбассе. Так, по результатам исследований Никитенко И.С. литейные формы были изготовлены из хлорит-тальковой породы, песты — из пироксенита, песчаника и метадолерита, тёрочник — из хлорит-кварцевого диафторита [5]. Установлен западный и южный вектор товарообменной деятельности, а изучение вещественного состава медных руд и продуктов их металлургического передела позволили выявить северный вектор товарообменной деятельности (Среднее Подонье, Мосоловское по-
Науки о земле
селение). Таким образом, был выявлен Доно-Донецкий ареал распространения меднорудной продукции, подтверждающий уровень значимости Донецкого горно-металлургического центра эпохи поздней бронзы, базировавшегося, по крайней мере, на меднорудном сырье семи рудо-проявлений медных руд восточного замыкания Бахмутской котловины Донбасса. Тем не менее, российские учёные указывают на незначительный, местный уровень роли Донецкого горно-металлургического центра, базируясь на единичных эпизодах пребывания их здесь ещё во второй половине XX века [10].
На первом этапе геоархеологических исследований нами был охарактеризован вещественный состав медных руд и вмещающих пород, их структуры и текстуры, установлен спектр и уровни содержаний примесных химических элементов в мономинеральных фракциях меднорудных минералов с привлечением оптической микроскопии, химического, спектрального эмиссионного и рентгеноспектральных анализов. Были изучены геологические условия залегания тел полезных ископаемых на основании анализа результатов проведённых здесь ранее поисково-разведочных работ (фондовых материалов Донецкой геологоразведочной экспедиции). Полученные результаты послужили в дальнейшем основой для реконструкции горных работ, обогащения медных руд и подготовки меднорудного концентрата для экспериментальных плавок меди с целью реконструкции металлургического передела. Кроме того, геологические исследования явились основой для полевых обследований территорий меднорудных проявлений и точек минерализации восточного замыкания Бахмутской котловины Донбасса (2002-2005 гг.) на предмет сбора образцов медных руд, выявления следов горнометаллургической деятельности и бытовых памятников эпохи поздней бронзы — поселений древних горняков-металлургов. Обследованные меднорудные объекты бы-
ли оценены на предмет наличия благоприятных общегеологических предпосылок, которые позволили им быть пригодными для отработки древними горняками-металлургами. Прежде всего, благоприятными для отработки могли быть объекты с наличием тел богатых медных руд, не требующих значительных усилий на отделение рудных скоплений (конкреции, псевдоморфозы по древесным остаткам) от пустой вмещающей горной породы. Как правило, рудные объекты с высокой концентрацией полезного компонента характеризуются незначительными суммарными запасами (чем выше качество руд, тем меньше их суммарные запасы). Крепость вмещающих горных пород должна быть невысокой, чтобы обеспечить эффективную проходку горных выработок и добычу полезного ископаемого с использованием каменных орудий (молоты, мотыги, клинья). На Картамышском рудопроявлении меди песчано-алевритовые горные породы меде-носных «серых» зон в приповерхностной части непрочные, часто на карбонатном цементе, интенсивно выветренные, с выщелоченными карбонатами вплоть до образования рыхлых песчано-алевритовых масс. При этом угол падения рудных тел определял способ их отработки.
Свидетельства отработки медных руд на рудопроявлениях Клиновое, Кислый Бугор, Медная руда были использованы для сравнительного анализа с такими материалами детально изученного Карта-мышского проявления медных руд, что затем оказалось существенным для формирования представлений о масштабности горно-металлургической деятельности в пределах Донецкого горно-
металлургического центра в целом.
На втором этапе геоархеологических исследований (2005-2010 гг.) выполнялись экспериментальные работы по выплавке меди с применением материалов и технологий прошлого. Продукты удачных плавок медных руд (шлак, штейн, невосстановленный переплавленный сульфид меди
Науки о земле
(халькозин), сам слиток меди черновой плавки) подвергались затем тщательным исследованиям. В первую очередь давалась макроскопическая характеристика этих продуктов: цвет, мощность слоёв, характер их контактов с соседними слоями, структурно-текстурные особенности, степень насыщенности инородными включениями. Затем информация уточнялась благодаря микроскопическим наблюдениям. Для более детальных исследований включений интересующих фаз они на прозрачно-полированных шлифах и аншлифах обводились и подвергались микрозондовым исследованиям. Фазовый состав минеральных и расплавных включений-индикаторов условий металлургического передела, а также состава исходных руд наряду с реликтовыми включениями исходных руд явились основой для очерчивания ареала распространения меднорудного сырья на прилегающих территориях Северского Донца и Среднего Дона. Последнее, безусловно, свидетельствует о значении и масштабности Донецкого горно-металлургического центра в эпоху поздней бронзы. Теплотехнические сооружения изготавливались в соответствии с остатками металлургических печей, вскрытых в результате проведения археологических раскопок на объекте Червонэ Озеро-3 (всего было вскрыто пять древних медеплавильных печей). Выплавка меди в то время велась в специально изготовленных для металлургического передела глиняных чашах, подобных тем, многочисленные фрагменты ошлакованных фрагментов которых были широко представлены в районе развалов древних металлургических печей. Сравнительный анализ продуктов металлургического производства экспериментальных плавок и поднятых археологических свидетельств древней металлургии позволил сделать вывод о большом сходстве результатов, а значит, о достоверной реконструкции как самого металлургического передела, так и используемых в то время меднорудных концен-
тратов. Полученные нами в результате экспериментальных плавок медных руд слитки меди черновой плавки достигли 100-150 грамм, что свидетельствует об эффективности применяемого по старым технологиям металлургического процесса. Изучение морфологии и вещественного состава древних литейных форм производственных зон Картамышского археологического микрорайона позволили установить вид изготавливаемых металлических изделий, а также сырьевую базу для изготовления литейных форм. Металлографические исследования изделий из металла в пределах медных рудников (шилья, иглы) позволили произвести реконструкцию процесса металлообработки (закалка, проковка) [6]. Параллельно с этим изучение продуктов металлургического цикла было также направлено на наблюдение перераспределения примесных химических элементов по продуктам металлургического производства для того, чтобы установить связь с составом исходного минерального сырья, а также для выяснения технологических этапов металлургического процесса (черновая, чистовая плавки, использование флюсов, легирование, применение металлического лома).
На трёх участках Картамышского рудо-проявления, соответствующих трём кули-сообразно смещённым рудоносным зонам, были обнаружены древние породные отвалы — свидетельства добычи медных руд. Для оценки объёмов горной массы на трёх отвалах были пройдены шурфы до уровня погребённых палеопочв. Исходя из морфологии, условий залегания и содержаний меди «серых» зон по результатам ранее проведенных в этом районе геологических исследований, а также благодаря измерению объёмов горной массы в породных отвалах нами в 2009 г. было предварительно оценено возможное количество меди, добытой в древности суммарно на трёх объектах разработки [7].
В процессе проведения детальных геоархеологических исследований примени-
тельно к объектам древней горнометаллургической деятельности на Донбассе возникла необходимость разработки единой терминологии, единого понятийного аппарата для возможности обобщения, сопоставления и анализа их результатов. Нами предприняты попытки создания такой терминологии применительно к исследованиям в области горной археологии объектов горно-металлургической деятельности эпохи поздней бронзы [8] .
Многолетние исследования показали также на необходимость отработки методики геоархеологических исследований применительно к изучаемым объектам. Методика исследований таких памятников обычно включает, прежде всего, методы геоархеологии (геохимия, минералогия, петрография, минераграфия, аналитика, региональная и историческая геология, вулканология, гидрогеология, геоморфология, геофизика, учение о полезных ископаемых) [1], классические, в основном естественнонаучные методы, давно применяемые археологами (типологический анализ изделий, стратиграфический, палеозоологический, палеоботанический, палеоанатомический, радиоуглеродный анализ), а также методы по моделированию технологии производственного про-
цесса (горнопроходческого, обогатительного, металлургического, строительного и металлообрабатывающего), строительства жилых и производственных сооружений. Реконструкция технологических процессов основана на их экспериментальном моделировании с последующим сопоставлением результатов выполненных экспериментов с археологическими свидетельствами древних технологий [9].
Таким образом, многолетние геоархеологические исследования, проведенные коллективом учёных Донбасского государственного технического университета, позволили, с одной стороны, исследовать древние горно-металлургические объекты Донбасса по добыче, обогащению и выплавке медных руд, оценить роль Донецкого горно-металлургического центра в производственной деятельности прошлого, а с другой - сформировать понятийный аппарат, терминологию и отработать методику геоархеологических исследований, которую в дальнейшем рекомендуется применять на подобного рода объектах, первоочередным из которых видятся древние (средняя бронза?) серебряные рудники Берёзовского серебряно-полиметаллического месторождения Нагольного кряжа Донбасса.
Библиографический список
1. Зайков, В. В. Основы геоархеологии [Текст] / В. В. Зайков, А. М. Юминов, Е. В. Зайкова, А. Д. Таиров. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. — 263 с.
2. Гладкий, М. И. Исследования на Луганщине [Текст] / М. И. Гладкий, И. А. Писларий, А А. Кротова //Археологические открытия 1974 г. — М., 1975. — С. 266-268.
3. Татаринов, С. И. Древние горняки-металлурги [Текст] / С. И. Татаринов. — Славянск : Печатный двор, 2003. — 131 с.
4. Татаринов, С. И. Древний металл Восточной Украины. Очерки истории горного дела, металлургии и металлообработки в эпоху бронзы [Текст] / С. И. Татаринов. — Артемовск, 1993. — 153 с.
5. Шютенко, I. С. Про матер1али кам 'яних знарядь Картамиського археолог1чного м1крора-йону епохи бронзи, виготовлених з привозног сировини [Текст] /1. С. НжШенко // Науковий в1сник НГУ. — 2010. — вип. 9-10. — С. 5-9.
6. Бровендер, Ю. М. Металл поселения срубной общности Червонэ озеро-3 в Центральном Донбассе [Текст] /Ю. М. Бровендер, О. А. Коваленко. — Днтропетровськ : Вид-во Днтр. ун-ту, 2009. — С. 75-79.
7. Бровендер, Ю. М. Определение объёмов горных работ и оценка добычи медных руд на древних разработках Картамышского рудопроявления Донбасса [Текст] / Ю. М. Бровендер, Г. И. Гайко, Ю. П. Шубин //МДАСУ. — Луганськ : Вид-во СНУ, 2010. — № 8. — С. 213-219.
8. Бровендер, Ю. М. Горная археология: к вопросу о понятийном аппарате [Текст] / Ю. М. Бровендер, Ю. П. Шубин //Сборник научных трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ, 2014. — Вып. 2 (43). — С. 53-66.
9. Бровендер, Ю. М. Эксперименты по выплавке меди из руд Картамышского рудопроявления Донбасса [Текст] / Ю. М. Бровендер, Ю. П. Шубин // Археология Восточноевропейской лесостепи. — Воронеж : ВГУ, 2009. — С. 114-123.
10. Григорьев, С. А. Металлургическое производство в Северной Евразии в эпоху бронзы Текст] / С. А. Григорьев. — Челябинск : Цицеро, 2013. — 660 с.
© Шубин Ю. П.
Рекомендована к печати док. геол.-мин. наук, зав. лабораторией минералогии алмаза
ИГ Коми НЦ УрО РАН Шумиловой Г. Г., к.т.н., доц. каф. РМПИ ДонГТУ Леоновым А. А.
Статья поступила в редакцию 22.09.17.
к.г.н. Ю. П. Шубш (ДонДТУ, м. Алчевськ, ЛНР, [email protected])
ГЕОАРХЕОЛОГ1ЧН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ В ДОНБАСЬКОМУ ДЕРЖАВНОМУ ТЕХН1ЧНОМУ УН1ВЕРСИТЕТ1
Розглядаеться становлення в сттах Донбаського державного техтчного утверситету ко-лективу вчених, яю досл1джували давш м1дт копальш Донбасу. На баз1 геоархеолог1чних до-слгджень була виконана реконструкцгя виробничог дгяльностг, наведет проблеми, що виникли в процеа виконання робт, дискусп, засоби гх виршення. Надано оцтку рол1 Донецького г1рничо-металургтного центру доби тзньог бронзи в Днтро-Донському рег1от, розроблено поняттний апарат, а також апробовано методи геоархеологИ, тд1брано оптимальний комплекс метод1в досл1дження речовинних св1доцтв виробничог д1яльност1 стосовно досл1джень под1бного роду об 'ект1в, першочерговими з яких нам бачаться давн ср1бн копальн ср1бно-пол1металевих родо-вищ Нагольного кряжу Донбасу.
Ключовi слова: геоархеолог1я, г1рничо-металургтний центр, виробнича д1яльтсть, м1дю ру-ди, термтолог1я геоархеологИ, методи геоархеологИ.
Ph.D. in Geology Shubin Yu. P. (DonSTU, Alchevsk, LPR, [email protected]) GEOARCHEOLOGICAL RESEARCH IN DONBAS STATE TECHNICAL UNIVERSITY
The formation of a team of scientists in the walls of Donbas State Technical University is considered, which explored the ancient copper mines of Donbass. On the basis of geoarcheological studies, the reconstruction of production activities was carried out, problems are presented in the course of work execution, discussions and ways of their solution are listed. Assessment of the role of Donetsk mining and metallurgical center of the Late Bronze Age in the Dnieper-Don region is given, the conceptual apparatus have been developed, methods of geoarchaeology have been tested, and the optimal set of methods was selected for investigating the material evidence of production activities for the research of this kind of objects, with the priority studying of the ancient silver mines of silver-polymetallic deposits in the Nagolny Ridge of Donbass.
Key words: geoarchaeology, mining and metallurgical center, production activity, copper ore, terminology of geoarcheology, methods of geoarcheology.
