Блог

А. Л. Александровский, А. А. Каздым

ПРОЦЕССЫ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛЫ ИЗ КУЛЬТУРНОГО СЛОЯ ДЬЯКОВА ГОРОДИЩА (г. МОСКВА)

А. Л. Александровский, А. А. Каздым

ПРОЦЕССЫ МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛЫ
ИЗ КУЛЬТУРНОГО СЛОЯ ДЬЯКОВА ГОРОДИЩА (г. МОСКВА)

Археологические объекты представляют большой интерес для изучения процессов образования и трансформации минералов. Археологические данные позволяют датировать отложения и определять скорость изучаемых процессов. Также археологическая информация оказывается весьма ценной для получения представлений об источниках и составе веществ поступающих со стороны и служащих основой для формирования культурного слоя древних поселений, и в том числе для тех или иных новообразованных минералов. В этом отношении весьма интересными оказались результаты исследования мощного (3-4 м) культурного слоя Дьякова городища в Москве (находится на территории Музея-заповедника «Коломенское»). Археологические работы проводятся Центром археологических исследований Москвы под руководством А. Г. Векслера. Важная информация о строении культурного слоя была получена от археолога Н. А. Кренке, проводившего раскопки на городище ранее [9]. Геологическое строение. Почвообразующими породами в районе городища являются покровные суглинки (Qfgl + Qfgl), мощностью около 15 м. С ними связаны две погребенные почвы: брянская и мезинская (микулинского межледниковья, определения Ю. И. Грибченко). Ниже залегают древнечетвертичные отложения (Qfgl), представляющие собой перемытые пески мезозоя, которые несогласно подстилаются песками аптского яруса и неокома; ниже залегают глинистые пески и черные плотные пиритизированные глины нижнего волжского яруса верхней юры [3]. Строение культурного слоя. Дьяково городище расположено на правом берегу Москва-реки и занимает мыс между рекой и Городищенским оврагом. Поселение дьяковской культуры функционировало здесь с VI (по некоторым данным с VII-VIII) в. до н. э. по V в. н. э. В результате столь долгого проживания здесь человека на площадке городища накопился культурный слой мощностью более 3 м. В средней части слоя, на глубине 1-3 м, прослеживаются остатки деревянных построек (жилищ). Эти постройки регулярно горели, в результате чего образовались протяжённые прослойки угля и золы. Хорошо выражены в напластованиях городища остатки очагов, также представленные прослоями (линзами) угля и золы. В процессе функционирования поселения полы в жилищах периодически подсыпались песком. Местами можно видеть переслой полов, мощностью 1-2 см, и песка, около 5 см. Имеются полы сгоревших построек, представленные углистой массой или золой, а также истлевшие полы, от которых сохранились слабовыраженные прослойки серовато-буроватого цвета. В нижней части культурного слоя, на глубине 2.5-3 м, залегают коричневые органогенные прослои (КОП), представленные полуразложенными остатками древесины, листвы или травы. На одном из участков раскопа на месте выгоревшего КОП1 образовалась линза золы. Первые результаты исследования культурного слоя Дьякова городища показали, что прослои золы характеризуются высоким содержанием CaO и CaCO3; также выяснилось, что они бурно вскипают от HCl [1, 2]. Это заставило сделать предположение о существовании процесса образования карбоната кальция в процессе горения [2]. Кроме того, данное предположение основывается на результатах экспериментов А.Г. Черняховского (устное сообщение), обнаружившего кальцит в свежей золе. Для того чтобы проверить эти предположения были проведены микроморфологические и минералогические исследования прослоев золы и разделяющих их слоев, результаты которых изложены в настоящей статье. Основные результаты изучения «зольников». «Зольники» (по археологической терминологии) достаточно хорошо известные образования для многих археологических культур. Исследования показали, что в зоне лесостепи «зольники» представляют собой кальцит, образование которого связано скорее всего со специфическими процессами перекристаллизации золы [4, 5, 6, 7, 11]. «Зольники» представляют собой как некристаллические (колломорфные), так и в отдельных случаях микрокристаллические образования. В основном некристаллические агрегаты “зольников” имеют размытые, сглаженные формы поверхности. Отмечены следы течений вещества, тяжи, скрепляющие отдельные частицы [6, 7]. С течением времени зола (поташ, К2СО3), подвергалась размыву и растворению, из нее удалялся калий, который замещался кальцием. Калий является биофильным элементом, легко и быстро усваивается растениями. В условиях недостаточного промывного режима лесостепей и щелочной среды (поташ при взаимодействии с водой образует слабый раствор КОН), происходила аккумуляция карбоната кальция. Кальцит поступал из почвенных и грунтовых вод в виде растворов. При исследовании «зольников» Дьякова городища применялись методы оптических исследований в шлифах и рентген-фазовый анализ (табл. 1). Микроскопическое изучение показало, что «зольники» представлены кальцитом в виде микрита (пелитоморфный кальцита), глобуидальными образованиями (микроглобулами размером около 0.01 и менее мм), а также сгустковых разностей (рис. 1, 2, 3, 4). Генезис кальцита явно связан с процессами коагуляции растворов насыщенных кальцитом и последующих процессов раскристаллизации коллоидов. Подобные образования характерны для процессов химического образования кальцита (хемогенный кальцит). По данным Ф. В. Чухрова [10], коллоидный кальцит (бючлиит или гель-кальцит) неустойчив и быстро переходит в метаколлоидные формы. Таблица 1 Данные рентген-фазового анализ зольника Дьякова городища № п.п. I d/n Эталонный кальцит (по № 424 по Михееву) 1 1 3.82 3.84 2 10 3.02 3.029 3 2 2.48 2.49 4 2 2.44 2.27 5 2 2.28 2.088 6 2 2.08 2.089 7 2 1.922 1.869 8 3 1.907 1.912 9 3 1.870 1.869 10 1 1.521 1.520 В шлифах отмечены зерна кварца, обломки кости. Плотность микрита различна, но в большинстве случае он представлен достаточно плотным образованием практически лишенным пор. В отличие от «зольников» Павлинова городища [6, 7], «зольники» Дьякова городища представляют собой плотные слои, мощностью несколько сантиметров. Вопрос образования зольников остается открытым, при этом есть две основные гипотезы. Первая гипотеза основывается на сжигании богатых кальцием пород деревьев, и соответственно последующими процессами перекристаллизации кальцита. Вторая гипотеза основывается на возможности ионного обмена в растворах и замене калия на кальций вследствие химических преобразований в щелочной среде. В подзоне южной тайги почвы не имеют щелочной реакции среды, однако, именно зола, как антропогенный элемент, способствовала резкому подщелачиванию среды и процессами образования коллоидного кальцита (бючлиита), с последующими процессами раскристализации.

Литература

1. Александровский А. Л. Отчет об археологических исследованиях на Дьяковом городище в 2003 г. Приложение 1. М, 2004.

2. Александровский А. Л. Отчет об археологических исследованиях на Дьяковом городище в 2004 г. Приложение 1. М, 2005.

3. Апродов В. А., Апродова А. А. Движения земной коры и геологичесике прошлое Подмосковья. М.: Изд. МГУ, 1963. 256 с.

4. Каздым А. А. Минералогия в археологии – изучение искусственных (техногенных) материалов // Материалы IV Международного симпозиума по истории минералогических музеев, минералогии, кристаллохимии и кристаллогенезису. Минералогические музеи. С-Пб. 2002. С. 67-68.

5. Каздым А. А. Минералогическое и петрографическое исследование керамики и зольников Павлинова городища // Тезисы докладов “Северного Археологического Конгресса”. Ханты-Мансийск, 2002. С. 190-191.

6. Каздым А. А. Морфология, петрография и минералогия зольников Павлинова городища // Международное (XVI Уральское) археологическое совещание. Материалы Международной научной конференции 6-10 октября 2003. Пермь, 2003. С. 247-248.

7. Каздым А. А., Корякова Л. Н., Ковригин А. А., Берсенева Н. А. Петрографическое и минералогическое исследование «зольников» Павлинова городища (V век до н.э., Курганская обл.) // Минералогия техногенеза-2003. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 198-203.

8. Михеев В. И. Рентгенометрический определитель минералов. М., 1975. 650 с.

9. Кренке Н. А. Культура населения бассейна Москва-реки в железном веке и раннем средневековье. Автореф. дисс. канд. ист. наук. М., 1987.

10. Чухров Ф. В. Коллоиды в земной коре. М., Изд. АН СССР, 1955. 671 с.

11. Kazdym A. A. Mineralogical and petrographic study of ceramics and ash-pits on the Pavlinovo fortified settlement // Abstracts of tne Northens Archeolodgical Congress, Khanty-Mansiisk, 2002. P. 190-191.