Методика историко-металлургических исследований.

Современный уровень знаний о производстве и использовании металла, количество накопленного материала требуют не регионального, а реинтеграционного подхода, создания единой картины возникновения и развития металлопроизводства в обширном культурном ареале Ближнего Востока.

Применяемый в работе подходкматерпану обусловлен исследовательской стратегией, в соответствии с которой специфические особенности каждого региона рассматриваются на фоне объективного историко-культурного феномена, связанного со сложением и развитием древних цивилизаций ближневосточного типа.

Этипрщщипывнаиболееобщемвидесводятсяксочотаииюморфологическш'о и спекгроаналитического анализа материалов в рамках крупных исторических периодов(медныйвек,периодыраннеиисреднейбронзы).Віфеделахэтихпериодов проводится статпстнчсская обработка данных, что позволяет дать характеристику металла каждого периода и региона с точки зрения преобладающих категорий металлического инвентаря и его тнничиых наборов, употреблявшихся металлов и сплавов на медной основе, общего объема производства, и охарактеризовать таким образом региональные традиции мегаллопроизводства внутри масштабной историко-культурной зоны - Ближнего Востока.

Обозначенные цели и задачи исследования потребовали широкомасштабного сбора данных по древним металлическим изделиям. Основой работы стали созданные автором компьютерные базы данных (БД) по металлическим изделиям п литейным формам эпохи раннего металла для четырех регионов Ближнего Востока: Анатолия, Месопотамия, Левант и

Иран.

Сбор возможно более обширного материала стал необходимым условием для обоснования выводов, полученных в результате его обработки. Этот аспект особенно важен, поскольку вся информация почерпнута из публикаций, тем более, что многие работы устарели, а мнения ряда авторов по таким важным вопросам, как хронология памятников, направления культурного и социального развития нередко расходятся. B этом случае представительные базы данных помогают уравновесить точки зрения и избежать серьезных погрешностей.

Весь собранный материал разделен на 9 классов в соответствии с функциональным назначением предметов. Класс 1 включает орудия труда и оружие (здесь не всегда возможно провести четкое разграничение, поэтому категории объединены в один класс), класс 2 - украшения и детали костюма, класс 3 — предметы конской упряжи, класс 4 - детали защитного доспеха, класс 5 - сосуды, класс 6 — предметы культового назначения и знаки социального статуса, класс 7 — полуфабрикаты (слитки), класс 8 — негативы изделий на литейных формах из камня илн глины, класс O — изделия неопределенного назначения, обломки.

Формирование компьютерных БД дает возможность решать целый ряд исследовательских задач, связанных со сбором данных по древним металлическим изделиям и их статистическим анализом. Анализ проводится по следующим признакам: 1) распределение материалов по хронологическим периодам; 2) распределение находок по функциональным классам; 3) доля различных металлов в производстве (медь/бронза, золото, серебро, свинец); 4) рецептура сплавов на медной основе. Исходя из результатов последовательно проведенного анализа, строятся характеристики динамики производства металлов и особенностей их использования в том или ином регионе металлургической провинции н/или в рамках основных хронологических периодов: энеолит - медный век (МВ), ранний бронзовый век (РБВ), средний бронзовый век (СБВ). Полученные характеристики являются основой сопоставления региональных моделей и традиций металлопроизводства. Результаты статистических подсчетов представлены в цифровых таблицах, помещенных в Приложении 4.

Структура БД состоит из 53 полей — признаков, используемых для описания каждого изделия. B них содержится информация об археологическом памятнике, его названии, географическом положении, точных географических координатах, о типе памятника (поселение, могильник, клад, случайная находка); комплексе, из которого происходитконкретная находка(слой, жилище, погребение); категории и морфологии изделия, его датировке, материале изготовления (при наличии спектрального анализа приводятся данные по концентрации 11 химических элементов: Sn, Pb, Zn, Bi, Ag, Sb, As, Fe, Ni, Co, Au); основньгх публикациях ^Черных и др., 1996, с. 95-103). Приведу полный список признаков, применяемых для описания находки.

1 - название памятника; 2-регион; 3 - географическая широта в градусах; 4 - географическая широта в минутах; 5 - географическая долгота в градусах; 6 - географическая долгота в минутах; 7 - тип памятника; 8 - комплекс; 9 — категория находки; 10 - рабочий край (одно- или двулезвийный предмет); 11 — способ крепления (черепок, втулка); 12 - технология (литье, ковка); 13 — наличие/отсутствие орнамента; 14 - функциональный класс (номер класса с 1 по 0, см. выше); 15 - тип изделия (принципы выделения типов описаны в работе: Авилова, Черных, 1989; используются также обозначения типов, выделенных другими авторами; так, например, для Царского некрополя Ура указываются типы вещей по классификации Л. Вулли: WboIl.ey, 1934); 16 - культурно-хронологическая атрибуция находки, указанная автором первичной публикации; 17 — хронологическая атрибуция в соответствии с применяемой автором историко-металлургической периодизации; 18 — автор раскопок/ пу бликации; 19 - музейный нгифр; 20 — первичная публикация; 21 — ссылка на иллюстрацию в первичной публикации; 22 - дополнительная публикация; 23 - ссылка на иллюстрацию в дополнительной публикации; 24 - примечание, касающееся особенностей формы или орнамента; 25 - материал изготовления в общих терминах — медь/бронза, серебро, и т.д.; 26 - химическая группа по составу примесеЙ к меди; 27 — шифр спектрального анализа меди/бронзы; 2S - медь как основа енлава (для медно-бронзовых изделий); 29-39 - количественная концентрация химических элементов Sn, Pb, Zn, Bi, Ag, Sb, As, Fe, Ni, Co, Au с точностьюдотысячныхдодейпроцепта;40-примечаниепохимическомусоставу меди/бронзы при наличии особенностей; 41—53 — значение «истинно»/«ложно» дня концентрации 11 химических элементов (признаки 29-39).

При обработке значительного объема материала встают некоторые специфические вопросы методического характера. Во-первых, насколько правомерно считать все мелкие серийные изделия (бусины, подвески в составе ожерелий и т.и.) отдельными находками. Мы придерживаемся именно такой точки зрения, поскольку учитываем, что каждая мелкая вещь изготовлялась индивидуально: отливалась или отковывалась мастером-профессионалом с последующей доработкой, с затратой определенной нормы труда. Нельзя не принимать во внимание и ценность сырья. Золото и серебро высоко ценились в древности, соотношение цены золота к меди в древней Вавилонии составляло приблизительно 1:1000, серебра к меди -1:180 (Янковская, 1986). Поэтому мелкие украшения подсчитываются по возможности с точностью до одного экземпляра.

Единый междисциплинарный подход к формированию н последующему статистическому анализу БД по ряду признаков, проведенный последовательно no памятникам, регионам и хронологическим периодам, позволяет представить в сжатом виде основные процессы возникновения и развития производства и использования металлов напротяжениидлительного перподавремени. Анализ БД обеспечивает получение сопоставимых количественных и качественных характеристик археологического материала (древних металлических изделий) по ряду сопряженных признаков: морфология и культурно-хронологическая атрибуция находок, функциональное назначение, материал изготовления, рецептура сплавов на медной основе. При этом исследователь получает точные количественные характеристики производства металлических изделий в определенном регионе в определеігный хронологический период, на основании которого по единой методике проводится сопоставление с другими территориями и хронологическими периодами. Таким образом, формируется новый подход к структурированию материала, позволяющий провести детальный и точный анализ очень большого массива информации по любол^ из заложенных в описание признаков с последующим сопоставлением данных и выходом на обобщающий уровень (Авилова, 20046; 20056). Ha этой стадии исследования можно ставить и решать такие проблемы, как выявление динамики производства металла в широком хронологическом и территориальном диапазоне, предлагать сопоставимые региональные модели древнего металлопроизводства и проводить их сравнительный анализ.

Характеристикамодели металлопроизводства в каждом из исследованных регионов строится в соответствии с результатами статистического анализа БД по следующим четырем признакам:

1. Распределение материала по хронологическим периодам;

2. Распределение металлических находок по функциональным классам (оруция/оружие, украшения и детали костюма, сосуды, предметы религиозного культа и знаки социального статуса, заготовки и слитки, литейные формы из камня и глины);

3. Доля различных металлов в производстве (медь и сплавы на ее основе, золото, серебро, свинец);

4.Рецептура сплавов на медной основе.

Сравнительный анализ полученных моделей функционирования древнего металлургического производства соотносится с различными стадиями культурноисторического и социально-экономического развития регионов. Выявляются некоторые существенные культурные стандарты, во многом определявшие специфик>’ развития ближневосточного общества на той или иной ступени исторического процесса.

Исследования древнего металлопроизводства облегчаются тем, что к настоящему времени накоплен значительный материал по аналитическому изучению медно-бронзовых изделий и руд (Gale, Stos-Gale, Gilmore, 1985; Yakar, 1984; 1985;PernickaetaI., 1984;Pemicka, 1993; 1995;DieMetallindustrie те5оро1атіеп8...,2004).Опубликованрядработ,посвящеішыхраспространению бронз различного состава(Моогеу, 1985; 1994; Frangipane, 1985; Stech, Pigoti, 1986). Ha этом пути существуют трудности, связанные с применением аналитических методов. Во-первых, распределение примесей в массе изделия неоднородно; оно значительно варьирует на поверхности и в центре изделия, так же как и содержание примссей в рудных жилах (Palmieri, Scrtok, Chernykh, 1993, с. 577). Свинцово-изотопных анализов, которые позволяют точно привязать изделие к месторождению (Gale, Stos-Gale, Gilmorc, 1985), покаявно недостаточно. B древности, несомненно, происходила переплавка изделий, что вносит информационный «шум» в интерпретацию данных спектрального анализа. Тем не менее, можно утверждать, что в РБВ ^V тыс. до н.э.) был достигнут достаточно высокий уровень металлопроизводства, включавшего овладение плавкой руд разных типов, в том числе полиметаллических с примесями мышьяка, свинца и никеля, пногда сурьмы; массовое производство мышьяковых бронз; выработку достаточно обширного peuepryapa изделий. Качественный и количественный расцвет производства приходится на СБВ, в целом совпадающий с 1Π тыс. до н.э.

Весь массив спектроаналитических данных может быть разделен на три группы: металлургически «чистая» медь, мышьяковая бронза (или, по терминологии западных исследователей, мышьяковая медь, содержащая концентрации мышьяка ниже 1%), оловянная бронза.

Металлургически «чистая» медь имеет высокую температуру плавлення (1100 ⁰C). Существенным недостатком этого материала является вязкость, в результате чего черновая медь всегда сильно загрязнена шлаками и требует интенсивной проковки для их удаления; кроме того, она сильно подвержена коррозии. Примесь мышьяка значительно улучшает свойства металла по сравнению с «чистой» медью — такая бронза обладает высокой текучестью, ковкостью и твердостью. Температура плавления такого сплава приблизительно на 400 ⁰C ниже, чем у меди, что ведет к значительной экономии топлива при плавке и позволяет использовать более простые конструкции плавильных печей. Высокие технологические характеристики мышьяковой бронзы определяются составом сплава. Оптимальная ковкость в сочетании с прочностью и твердостью достигается при концентрации мышьяка 4-5%. Однако основная масса изделий, относящихся к рапиему и среднему периодам бронзового века, содержит 1—2% мышьяка, что связано с его потерями при нагрсвс вследствие высокой летучести элемента, затруднявшейконтроль надего содержанием в сплаве (Равич, Рындина, 1984, с. 114-115). Содержание мышьяка в сплаве контролировалось древними мастерами. Доказательством тому является зависимость концентрации мышьяка от функции изделия: орудия и оружие содержат до 5%, а украшения - до 20% элемента (Черных, 1966, с. 43). Установлены и более частные зависимости между функциональным назначением изделия и составом использованного металла: так, в ходе исследования материалов из Египта ІѴ-Ш тыс. до н.э. выяснилось, что высокие концентрации мышьяка гораздо чаще встречаются в режущих орудиях — ножах и кинжалах, тогда как орудия ударного действия (топоры, тесла) производили из сплава с низким содержанием элемента fl3aton, МсКеітеІ, 1976, с. 175).

По вопросу о том, какие концентрации легирующих элементов являются пороговыми, начиная с которых проявляются практически полезные свойства примесей мышьякаи олова, общепринятого мнения в литературе не существует. B западных публикациях считается, что для олова такой порог концентрации определяется величиной выше 5%, а для мышьяка колеблется в пределах от I до 5% (Eaton, McKerrel, 1976, с. 169-170). B специальной геохимической литературе за іраницу искусственного легирования обычно принимается концентрация элемента, равная 1% (1% считается породообразующей примесью, 0.1-0.9%- примесыо, ниже 0.1% — микропримесыо - см. Шоу, 1969).

Необходимо отметить, что безошибочно отличить в отдельном конкретном случае целенаправленно изготовленный искусственный сплав меди с мышьяком от природного практически невозможно, т.к. даже в самородной меди доля мышьяка может достигать 20% (Maddin et al., 1980). H. Гейл и 3. Стос-Гейл считают даже, что не существует надежных доказательств того, что образцы «мышьяковой меди» с содержанием мышьяка от 2 до 7% являются искусственными бронзами (Gale, Slos-Gale, Gilmore, 1985, с, 145). B давнем споре исследователей об искусственной или естественной природе примеси мышьяка я опираюсь на мнение E.H. Черных; еще в 60-х гг. XX в. на основе статистической обработки данных химического анализа массовых материалов с территории Восточной Европы он предложил критерии определения искусственного сішавамедис мышьяком. Границей, выше которой начинаются искусственные сплавы, для мышьяка, по мнению Е.Н.Черных, является обычно 0.5%. Образцы с более высоким содержанием мышьяка относятся к искусственным мышьяковым бронзам. Следует указать, что при таком условии термин «мышьяковая медь» в цепом соо гветствуст мышьяковой бронзе в нашем понимании; благодаря этому мы можем пользоваться данными зарубежных исследователей при статистігческих подсчетах.

Четыре фазы в развития древней металлургии и металлообработки, выделенные Г. Когланом (CoghJan, 1951, с. 28-29) включают фазу А, связанную с использованием самородной меди; фазу В. характеризующуюся плавлением самородной меди и литьем в открытых формах; фазу С, связанную с открытием выплавки меди из руд, т.е. с реальной металлургией; н фазу D, на которой происходит переход к использованию собственно бронз- искусственных сплавов на медной основе.

Наступление эпохи бронзы было ознаменовано кардинальными инновациями, прежде всего, массовым применением первых искусственных бронз - сплавов меди с мышьяком. Они доминировали на широкік территориях Западной и Центральной Азии, Причерноморской зоны Европы и Кавказа на протяжении РБВ и СБВ, и только в ПБВ были вытеснены оловянными бронзами. Как уже говорилось, легирование меди мышьяком придаст ей ряд важных мехаішческихитехническихсвойств: снижастокисляемость меди, нейтрализует вредное действие примесей свинца и висмута на ее пластичность, повышает жидкотекучесть, усиливает упрочняющий эффект, повышая твердость до 177 кг/кв. мм (медь - 130 кг/кв. мм) (Равич, Рындина, 1984, с. 114-115).

Важной чертой металлопроизводства СБВ является распространение оловянных бронз, в том числе и тройных сплавов медь-олово-мышьяк. Их внедрение стало важным техническим достижением: оловянные бронзы отличаются высокими литейными качествами в сочетании с ковкостью. Оловянные бронзы обладали значительными преимуществами — они были прочнее и тверже, чем мышьяковые, поскольку их состав оставался неизменным в процессе обработки. Управление производственными процессами в применении к оловянным бронзам облегчалось неизменностью состава сплава при нагреве. Кроме того, эти бронзы не были токсичными (в отличие от мышьяковых сплавов) и имели красивый золотистый цвет. Выдвигается предположение, что эти свойства оловянных бронз стали основной причиной их широкого распространения в эпоху поздней бронзы (Равич. Рындина, 1984, с. 121—122). Технология производства изделий из оловянных бронз изучена в значительной мере благодаря экспериментальным исследованиям широкого спекгра составов и приемов обработки изделий с получением эталонных образцов таких бронз (Равич, 1983).