Григорьев С.А
Динамика изменения типов используемой руды и типов лигатур в металлургии эпохи бронзы Европы
В археологии давно известны общие закономерности развития металлургических технологий. Общая тенденция этого развития выглядит следующим образом: 1) сбор с поверхности и обработка ковкой, а позже литьем самородной меди; 2) плавка окисленных медных руд; 3) плавка сульфидных руд (причем в рамках этой стадии первоначально плавили вторичные сульфиды и их смесь с окисленными минералами, а потом происходит переход на плавку первичных медно-железных сульфидов); 4) плавка железной руды (Strahm, Hauptmann, 2009). Существует отчетливое понимание того, что этот ряд связан с двумя факторами: 1) последовательность залегания минералов меди на медных месторождениях, когда окисленные руды лежат вверху, ниже идет наиболее богатая зона вторичного сульфидного обогащения, а под ней основной массив первичных медно-железных сульфидных руд. Существует множество отклонений от этого правила, но в данном случае мы обсуждаем основные тенденции. 2) Развитие технологии. Так совпало, что строго в соответствии с этой геологической последовательностью при обработке нижележащих минералов требуются все более высокие температуры и новые приемы в подготовке руды, развитии горного дела и т.д. При этом, существует безусловное понимание того, что все это связано разными каналами с социальными процессами, так как совпадает с ростом потребления металла обществом. Особенность здесь такова, что при плавке большинства окисленных руд довольно трудно отделять шлак от металла. В результате образуются спекшиеся конгломераты со множеством включений восстановленной меди, которые было необходимо извлекать механически, и достаточно скрупулезно, а потом вновь переплавлять. Все это лимитировало объемы плавок этих руд (там же, с. 123). Кроме того, в окисленной зоне, обычно, объем руды заметно ниже, чем в сульфидной. Существует иной процесс – развитие технологий легирования – от чистой меди к использованию мышьяковой меди и далее к оловянной бронзе. Это достаточно универсальная картина, которая зачастую рассматривается как независимый процесс технологического развития. И существует безусловная социально-экономическая составляющая всей этой системы. Это роль металла в обществе, его место в формировании социальной иерархии, в создании сети обменов и т.д. Важным фактором здесь тоже является геология, а именно неравномерное распределение месторождений различных полезных ископаемых. Собственно, все вместе это составляет довольно сложную систему, хотя основные ее черты понимаются всеми достаточно хорошо. На прошлой Школе мы обсуждали с вами связь рудной базы и типа легирования (Григорьев, 2017). Общая закономерность здесь такова: на первых этапах, при использовании самородной меди или относительно свободных от рудовмещающей породы карбонатов меди, доминировала чистая медь. Затем, с началом использования менее чистых руд, в плавку стали попадать и некоторые иные минералы. Во многих районах мира медная минерализация сопровождается медно-мышьяковой и мышьяковой минерализацией, и в случае попадания таких минералов в плавку удавалось получить мышьяковую медь, которая после кузнечной обработки обладает более высокой твердостью, чем чистая медь. Правда, это требовало несколько иных технологий литейных и кузнечных операций. Следующий переход к оловянным сплавам менее понятен, так как олово имеет незначительные преимущества перед мышьяком, которые с лихвой ликвидируются его относительной редкостью. Но на материалах Северной Евразии достаточно отчетливо видна зависимость между использованием легкоплавких руд и мышьяком, и использованием тугоплавких руд и оловом (Grigoriev, 2017). Это объясняется тем, что мышьяк при плавке в окислительных условиях формирует оксид, который улетучивается из металла. Существует еще одна зависимость – между ростом металлопотребления и типом руды. Если говорить более огрубленно, то тугоплавкие руды, такие как медно-железные сульфиды или любые руды в кварцевых породах более широко распространены и часто более богаты. То есть, этот переход на использование новых типов руд был стимулирован социально-экономическими запросами, и он же вызывал изменение типов легирования. С этим были связаны также изменения технологий металлообработки и, в конечном счете, морфология металлических изделий. Но появившись, оловянное легирование способствует формированию широкой сети коммуникаций и обмена, так как необходимо было обеспечить его транспортировку на значительные расстояния, и всем учавствовавшим в этом процессе агентам было необходимо обеспечивать производство каких-то продуктов для обмена на металл. Все вместе это формирует очень сложный комплекс различных связей, которые определяли своеобразие металлургического производства в разных регионах. И поскольку в основе этой системы лежит геология месторождений и химические процессы, то следует ожидать, что вся эта картина довольно универсальна, и должна себя проявлять одинаково (с учетом региональных особенностей) повсеместно. В принципе, так оно и есть, и в большинстве районов мы видим эту последовательность использования чистой меди, мышьяковой и оловянной бронзы. И сегодня мы обсудим, то, каким образом эта система работает в европейском пространстве. Наиболее ранние следы использования медных минералов датируются в Европе средним неолитом. В Сербии на руднике Рудна Глава выявлены разработки неолитического времени. Однако это было связано с добычей малахита для производства украшений (Borić, 2009, p. 237). Но уже в энеолите появляется использование самородной меди и плавка относительно чистого малахита, которая, практически не дает шлака, поэтому следы этого производства единичны. Вскоре металлургия начинает распространяться из Юго-восточной Европы в Центральную Европу, где первоначально тоже используется сравнительно чистая медь. И существовал, вероятно, второй путь с Ближнего Востока через Средиземноморье. Когда этот поток влияний достигает Иберии и Италии, там появляется плавка руд с примесью мышьяка. Эти руды широко распространены на Иберийском полуострове, и их обилие обусловило последующую технологическую консервацию этого региона. В других районах, например, в Северной Италии и Южной Франции уже на этой ранней стадии начинается использование блеклых руд, которые при плавке давали металл с повышенным содержанием мышьяка, сурьмы и серебра. И это стало устойчивой традицией также в Центральной Европе, и в Северной Европе. В последней не было своих рудных источников, но регион получал металл с юга. Эта традиция сохранилась в течение энеолита и эпохи ранней бронзы (Krause, 2003, S. 84). Здесь необходимо сказать несколько слов о периодизации эпохи раннего металла в Европе. Существует определенное терминологическое разнообразие в употреблении названия для первой эпохи, энеолита. Если в юго-восточной Европе это название было принято всегда, то в остальной части период культур с ранним металлом обозначался термином поздний неолит, а впоследствии в обиход вошел и термин медный век. При этом в ряде публикаций, не посвященных собственно металлургической тематике, эти культуры могут и сегодня фигурировать как неолитические, но мы будем придерживаться здесь единого термина Энеолит. Существует серия периодизационных систем, которые сильно различаются и направлены на выявление региональной специфики, но основной является периодизация Пауля Райнеке для Южной Германии, которая вполне актуальна для большей части территории Центральной Европы, и к которой, как правило, привязывают прочие региональные периодизационные схемы. Эта периодизация делит бронзовый век на три периода ранний бронзовый век (BzA), средний бронзовый век (Bz B, C) и поздний бронзовый век (BzD, и HaA,B). Наиболее интересный для нас Ранний бронзовый век начинается гораздо позже, чем у нас, в рамках радиоуглеродной хронологии около 23 в. до н.э., и делится на две части А1 и А2. Для стадии А1 для большей части Европы характерен, так называемый, Fahlerzmetal, то есть металл, выплавленный из блеклых руд, имеющий повышенные концентрации сурьмы, мышьяка и серебра. В некоторых районах, например, в Иберии или Эгеиде, более характерна мышьяковая медь. Для Эгеиды на фоне отсутствия подобной минерализации это не вполне понятно, допускаются какие-то поставки легирующего сырья (Branigan, 1074 p. 58). Но для Иберии подобные месторождения с обилием мышьяковых примесей очень характерны (Bartelheim, 2007, S. 43). На Британские острова металлургическое производство проникает достаточно поздно, около середины 3 тыс. до н.э., вместе с континентальной культурой кубков. При этом для Британии добыча медных руд этого периода не установлена. Химические анализы металла показали, что все сырье сюда привозилось из Ирландии, где оно добывалось на рудниках Росс Айленд, и, как и на континенте, это были бледные руды (O’Brien, 2004). Этап преимущественного использования карбонатов меди здесь, как и во Франции, отсутствовал. Это является надежным показателем того, что металлургия была привнесена сюда мигрирующими коллективами, а не формировалась путем независимого развития. Этому выбору руды соответствовали и иные технологии. Находки шлака, как и в энеолитический период, крайне редки, что указывает на то, что руда максимально освобождалась от рудовмещающей породы, плавка велась без использования флюсов. Изучение обнаруженных остатков показывает, что температуры плавки были невысокими, а объемы невелики. Этому соответствовали и технологии металлообработки. В большинстве районов доминируют не слишком массивные изделия, хотя общее их количество достаточно велико. Ярким примером является унетицкая культура Центральной Европы с набором прекрасных украшений из фольги и проволоки (так называемые Draht- und Blechformen), что типично и для всех культур в прилегающих регионах. Но при этом существуют клады довольно массивных слитков в виде шейных гривен, указывающих на достаточно широкую циркуляцию металла и наличие торговых связей между производящими и потребляющими регионами. Этот этап использования блеклых руд длился достаточно долго (в некоторых районах с энеолита, но в основном в течение всей старшей фазы раннего бронзового века, А1 по центральноевропейской хронологической системе). Существенные изменения начинаются в младшей фазе СБВ (А2), когда происходит повсеместный переход на олово. В рамках калиброванных радиоуглеродных дат, начало периода относится приблизительно к 19/18 в. до н.э. Основные отличия этого периода – повсеместный переход на плавку медно-железных сульфидов и внедрение оловянных лигатур. Это довольно интересная и очень комплексная проблема. Характер этих процессов на европейском пространстве лишь внешне напоминает их в Северной Евразии. На первый взгляд, эти изменения обусловлены проникновением восточных производственных традиций. Выделение Райнеке фазы A2 основано на появлении новых типов металла, характеризующихся серией кладов, в первую очередь, кладом Лангквайд в Баварии. Особенностью этого клада является сочетание изделий, выполненных в традиционной унетицкой традиции и присутствием копья, восходящего к сейминско-турбинским прототипам. Появляются и специфические топоры типа Лангквайд, которые, как показали последующие исследования, обильно легированы оловом. Однако остается вопросом соотношение этого горизонта с началом проникновения сейминско-турбинских традиций в европейское пространство. На юго-востоке это маркируется Бородинским кладом, где сейминско-турбинское копье сочетается с изделиями микенского типа. Период шахтных гробниц Микен относится часто к началу Позднеэлладского I периода, и датируется около 1600 г. Но эта хронология создана на основе керамических форм, и не связана с взлетом Микен. Поэтому Первые гробницы относятся к Периоду Среднеэлладский III. Поэтому в последнее время складывается консенсус о том, что европейский период А2, в значительной части синхронен шахтным гробницам Микен, чему противоречат более ранние радиоуглеродные даты для центральноевропейских памятников. Но удревнение хронологической шкалы радиоуглеродом является стандартной болезнью. В Швейцарии на озерных памятниках для позднего РБВ получены дендрохронологические даты в пределах 17-16 вв. до н.э., что уже ближе к датам Микен, которые основаны на египетской хронологии. К тому же, в последние годы произведено дополнительное более детальное хронологическое членение схемы Пауля Райнеке, и горизонт клада Лангквайд отнесен к периоду A2b или A3. В этой связи, проникновение сейминско-турбинской традиции в Европу мы можем относить ко времени около 17 в. до н.э. в традиционной хронологии и к 18 в. до н.э. в рамках калиброванных радиоуглеродных дат. И первые оловянные бронзы относятся здесь к более раннему времени. Мы не будем здесь обсуждать единичные факты появления олова в энеолитическом контексте. Такие эпизоды встречаются повсеместно, но это не стало технологической нормой. Более интересно то, что производство оловянных бронз появляется в рамках, возможно, начала фазы А2 в Рудных Горах, и в 2200-2000 гг. до н.э. в Британии, что соответствует уже фазе Райнеке А1. Примечательно и то, что в могильнике Зинген, на границе Германии и Швейцарии, отнесенного к этой фазе, обнаружены три кинжала, легированные оловом, и имеющие атлантические параллели, что позволило сделать вывод об их импорте из Бретани или Британии (Krause, 1989, S. 27, 28). Из всего этого можно сделать вывод о том, что в европейском пространстве оловянное легирование появляется до появления изделий, наследующих сейминско-турбинские традиции, хотя этот вопрос и требует дополнительных хронологических штудий. Тем не менее, до горизонта клада Лангквайд это все сравнительно немногочисленные изделия, и только с этого времени оловянные бронзы появляются массово, причем, с высоким содержанием олова. С этим совпадает еще один процесс. Повсеместно происходит переход на медно-железные сульфиды и прекращается добыча блеклых руд. Иногда можно встретить мнение о том, что это вызвано именно оловом, так как легирование им требовало чистого от примесей металла, но в действительности, металлографические исследования вещей этого периода показывают, что дополнительные легирующие компоненты улучшают качество металла, и вовсе не вредят оловянному легированию. Можно предположить, что интенсивное использование металла в пределах первой фазы РБВ привело к исчерпанию более ограниченных, по сравнению с первичными рудами, запасов блеклых руд. Но мы видим, что после прекращения добычи на руднике Росс Айленд в Ирландии начинает эксплуатироваться рудник с медно-железными сульфидами на Маунт Габриэль. Добыча на Росс Айленд была возобновлена в 19 в н.э., и там было добыто приличное количество руды. В альпийском регионе мы видим полное прекращение добычи в период А2, и в эпоху Среднего Бронзового Века она не возобновлялась. Но в период Позднего Бронзового Века (что у нас соответствует эпохе финальной бронзы) здесь происходит возврат к использованию блеклых руд, наряду с использованием первичных сульфидов. Это означает, что, во всяком случае, в некоторых районах прекращение добычи было обусловлено не исчерпанием руды, а какими-то иными процессами. Безусловной аксиомой является то, что с каждой эпохой потребление металла заметно растет. При всей легкости плавки блеклых руд, это производство без шлака. Соответственно, металл не полностью отделяется, и необходимо дробление и сортировка выплавленной массы, как и в случае с плавкой окисленной руды. Это не позволяло осуществлять массовое производство. Таким образом, к дефициту руды (а в каких-то районах он, безусловно, был) добавились технологические ограничения. Очевидным является и то, что это совпадает с существенными социальными изменениями. До периода А2 общество было эгалитарным, а производство неспециализированным, хотя это и не исключало торговлю металлом от Альп вплоть до Южной Скандинавии. С этого времени появляются социально значимые погребения, а в Центральной Европе укрепленные поселения, которые были центрами для серии неукрепленных поселений. И заметно растет потребление металлом. Этот спрос начинает удовлетворяться за счет именно первичных сульфидных руд, и для СБВ Альпийского региона мы знаем уже несколько плавильных площадок с батареями стоящих вплотную друг к другу печей, что указывает на заметный рост объемов производства (Presslingen, Eibner, 2004; Cierny u.a., 2004). Это уже производство, основанное на отделении шлака от металла, позволяющее нарастить объемы выплавки. Не исключено, что эти социальные изменения были стимулированы движением с востока, хотя в основе их лежали, безусловно, местные процессы. Причем, большинство специалистов сходятся во мнении, что стимулом к развитию в этом регионе была не металлургия, а сельскохозяйственное производство, но с периода А2 металлургия начала оказывать заметное влияние на социально-экономические процессы. То есть, в принципе, та схема, которую мы обсуждали на примере Северной Евразии, работает и здесь, но открывает перспективы к некоторой детализации процесса. Здесь тоже рост потребностей общества в металле стимулировался социально-экономическим развитием общества. Это вызывало переход на плавки все более богатых и более распространенных руд и технологические инновации в их плавке. Но создание сети оловянной торговли и торговли металлом, выплавленным из более богатой руды, делали неконкурентоспособным старые технологические схемы. Ярким примером этого является Кипр, который начал производить огромное количество металла из сульфидной руды около 18 в. до н.э., а необходимость в олове удовлетворялась поставками из каких-то восточных источников через сеть ближневосточных торговцев, а также с Атлантики. В результате массовых поставок этого металла на Ближний Восток, в Египет и даже в Центральное Средиземноморье (один слиток обнаружен даже на территории Германии), в ряде старых производящих центров региона производство затухает, не выдержав конкуренции. Оно возобновится потом, в эпоху финальной бронзы, в связи с резким изменением политической ситуации на Ближнем Востоке. И в Европе это господство медно-железных сульфидов и оловянных лигатур продолжается приблизительно до этого времени. Но затем часть рынка начинают занимать вновь блеклые руды, которые не использовались несколько сотен лет. Причины этого не вполне ясны. Очевидно, что с началом эпохи культуры погребальных урн происходит очередной скачок в потреблении металла. Вероятно, поэтому металлурги альпийской зоны стали подключать любые доступные источники руды. То есть, парадоксальным образом повторяется ситуация, которую мы обсуждали для Северной Евразии, где в Южной Сибири, с началом карасукско-ирменского времени происходит отказ от оловянного легирования и возврат к мышьяковому легированию. Однако там это было связано с иными процессами (миграцией населения с иной технологической схемой) и с переходом на иные типы руды. Но эти процессы показывают, что на развитие металлургии оказывали постоянное влияние не только логика технологического развития, особенности залегания руд в месторождениях и химические процессы плавки, но и социально-экономические и культурно-генетические процессы. То есть, это была достаточно сложная взаимосвязанная система, элементы которой постоянно взаимодействовали и оказывали влияние друг на друга.
Список литературы:
Bartelheim M. Die Rolle der Metallurgie in vorgeschichtlichen Gesellschaften. Sozioökonomische und kulturhistorische Aspekte der Ressourcennutzung. Ein Vergleich zwischen Andalusien, Zypern und Nordalpenraum. Rahden/Westf.: Marie Leidorf Verlag, 2007. Borić D. Absolute dating of metallurgical innovations in the Vinča culture of the Balkans // (Kienlin T., Roberts B.W., eds.) Metals and societies. Studies in honour of Barbara S. Ottaway. Bonn: R. Habelt, 2009. P. 191-245. Branigan K. Aegean Metalwork of the Early and Middle Bronze Age. Oxford: Clarendon Press, 1974. Cierny J., Marzatico F., Perini R., Weisgeber G. Der Späpbronzezeitliche Kupferverhüttungsplatz Acqua Fredda am Passo Redebus (Trentino) // Alpenkupfer – Rame delle Alpi. Der Anschnitt. Beiheft 17. Bochum: Deutsche Bergbaumuseum 122, 2004, S. 155-164. Grigoriev S.A. Social processes in Ancient Eurasia and development of types of alloys in metallurgical production // Archaeoastronomy and Ancient Technologies, 2017, V. 5, № 2, pp. 17-44. Krause R. Early tin and copper metallurgy in South-western Germany at the beginning of the Early Bronze Age // Old World Archaeometallurgy. Anschnitt. Beiheft 7, N 44. Bochum: Bergbaumuseum, 1989, S. 25-32. Krause R. Studien zur kupfer- und frühbronzezeitlichen Metallurgie zwischen Karpatenbecken und Ostsee. Rahden/Westf.: Marie Leidorf Verlag, 2003. O’Brien W. Ross Island. Mining, Metal and Society in Early Ireland. Galway: National University of Ireland, 2004. Presslingen H., Eibner C. Montanarchäologie im Paltental (Steiermark). Bergbau, Verhüttung, Verarbeitung und Siedlungstätigkeit in der Bronzezeit // Alpenkupfer – Rame delle Alpi. Der Anschnitt. Beiheft 17. Bochum: Deutsche Bergbaumuseum 122, 2004, S. 63-74. Strahm Ch., Hauptmann A. The metallurgical developmental phases in the Old World // (Kienlin T., Roberts B.W., eds.) Metals and societies. Studies in honour of Barbara S. Ottaway. Bonn: R. Habelt, 2009. P. 116-128. Григорьев С.А. Технологии плавки руды и причины смены типов легирования в древней металлургии Евразии // Геоархеология и археологическая минералогия-2017. Институт минералогии УрО РАН. Екатеринбург, 2017. – с. 150-154.