В истории человечества важнейшую роль сыграл железный век, когда распространение железных орудий послужило резким толчком в развитии существующих и зарождении новых культур и цивилизаций.
Эпоха железа началась с того самого момента, как человек познал технологию плавки руды в железо, из которого затем он выковал орудия, существенно повышающие производительность труда. Теперь человек мог производить больше ресурсов, чем потреблял сам, благодаря чему у него оставалось свободное время, необходимое для своего дальнейшего прогресса. Железоделательные центры, где происходила выплавка железа из руды, всегда вызывали глубокий интерес к их изучению. И во всем мире существовали одни и те же проблемы: откуда поступала руда, каков ее состав, технологии древнего производства их эволюция и миграция от одних народов к другим.
На территории Сибири носителями древних технологий железа были различные степные кочевые культуры и цивилизация Китая. За последнее десятилетие было установлено, что Западное Прибайкалье являлось одной из крупнейших железоделательных провинций [Кожевников и др., 2001]. Здесь установлено по крайней мере 7 центров, где в конце I тыс. до н.э - I тыс. н.э получали железо. В Приольхонье известны Барун-Хал II, Барун-Хал III, которые находятся в пади Барун-Хал к западу от пос. Черноруд, Курма VIII, Курма XXVIII и Курминское озеро I, расположенные к серверу от с. Курма [Харинский, Снопков, 2004]. На о. Ольхон это центры Харанса VI близ пос. Харанцы и Восточный Хунгай близ одноименного мыса [Кустов, 2008]. Кроме того, известны находки остатков металлургических комплексов, на одной из стоянок вблизи Улан-Хушинского залива [Иванова и др., 2007]. Во всех этих центрах, судя по следам древнего железоделательного производства, использовался один и тот же простейший сыродутный метод.
Ранняя горная металлургия железа включала в себя комплекс операций: выплавку из руды гетерогенного по составу, губчатого железа - крицы, ее очистку от шлаков и примесей, ковку слитка для дальнейшей кузнечной обработки. К древним горно-металлургическим следам, дошедшим до нашего времени, относят железоплавильные горны, их глиняную футеровку, крицу, шлаки, и руду, недалеко от залежей которой строились железоделательные центры, с целью сокращения работ по ее транспортировке.
В мире известно два главных типа сыродутных горнов: ямные горны и наземные горны. Ямные горны – это обмазанные глиной ямы. Они располагались за пределами селений на склонах гор, так как руда выделяла удушливые газы при плавлении. Подача воздуха, как правило, осуществлялась при помощи мехов. Наземные горны представляли поверхностные сооружения из огнеупорного материала, в которых использовались естественные потоки воздуха, и иногда применялось ручное дутье.
В Западном Прибайкалье были широко распространены ямные горны, обнаруженные во всех железоделательных центрах, кроме Восточного Хунгая, где имел место наземный горн. Вероятнее всего, наземные горны просто не сохранились ввиду своей уязвимой конструкции. Ямные же горны после прекращения работы обычно заполнялись отходами производства и в таком виде доходили до нашего времени.
Железные шлаки – это легкоплавкие продукты химических реакций, протекающих в камере горна между компонентами железной руды, горючим газом (CO) и кремнеземом (SiO2). Приблизительный химический состав сыродутных шлаков, описывается формулой: FeO+Fe2SiO4. Агрегаты состоят из дендритов вюстита, реек фаялита и стеклянной матрицы [Buchwald, 2005]. Шлаковая масса создавала среду, которая защищала формирующююся металлическую крицу от вредных окислов в камере горна, а также выполняла важную функцию по сбору и концентрации в себе нежелательных примесей руды, угля и футеровки, которые образуются в процессе выплавки металла [Pryce, Natapintu, 2009]. Сравнительный анализ по химическому составу шлаков с разных центров в пределах одной провинции послужит общей характеристикой железоделательного производства на ее территории и выявит технологическую специфику каждого отдельно взятого центра [Paynter, 2006].
По морфологии и физическим свойствам большинство исследуемых шлаков Западного Прибайкалья соответствуют шлакам сыродутного способа получения железа, подразделяющимся на горновые и выпускные [Кожевников, 2004]. Горновые шлаки отличаются высокой пористостью и имеют удельный вес: 3 - 4 г/см3, что указывает на высокую плотность слагающего их вещества. Для них характерна повышенная магнитность и включения зерен металлической фазы. Вероятно, такие шлаки - остатки не до конца прореагировавшей руды [Kozhevnikov и др., 2003]. Выпускные шлаки представляют плотные немагнитные массы натечных форм, фактически, являясь потоками застывшего расплава. Удельный вес: 3 г/см3. В них зачастую различаются гладкая верхняя поверхность и неровная нижняя, несущая на себе отпечатки земной поверхности. Выпускные шлаки не содержат крупных зерен железной фазы. В горне с шлаковыпускным каналом их количество существенно превышает количество горновых шлаков.
Шлаки железоделательных центров Приольхонья довольно разнообразны, однако ввиду своего облика все выпускные шлаки похожи друг на друга и их главное отличие - по цвету налетов на их поверхности. Отдельные разновидности были подвержены коррозии, отчего имеют охристую корку. У некоторых выпускных шлаков в поперечном срезе наблюдается цветовая зональность, что указывает на постепенный рост шлака из расплава и гетерогенную природу этих образований. Многообразие структур и текстур характеризует горновой тип шлаков. Среди них наблюдаются массивные, напоминающие структуры руд, средне- и мелкозернистые, мелко- и крупнопористые, пузырчатые с полостями правильных (круглая, овальная) и искаженных правильных (сплюснутых, вытянутых, сдвинутых вдоль оси) форм.
Среди шлаков Харанса VI преобладает выпускной тип. Для него характерен равномерно черный цвет на поверхности и в поперечном сечении, металлический блеск. Горновой тип шлаков однообразен, он отличается низкой пористостью и мелким размером искаженных по форме пор, небольшими (до 1 мм) включениями железной фазы.
Шлаки Восточного Хунгая имеют плотную безпористую текстуру и морфологию выпускных шлаков. По высокому удельному весу, высокой магнитности, сильно окисленным поверхностям походят на горновой тип. Их общая масса сравнительно мала: 5-10 кг.
Шлаки со стоянки близ Улан-Хушинского залива довольно специфичны. Это выражается в высоком содержание железной фазы, которая встречается в виде крупных зерен (до 5 мм) и прожилок, чего не наблюдается в других центрах. Цвет поверхности: черный. Отдельные образцы в поперечном сечении имеют плоско-вогнутую (линзовидную) форму.
Глиняная футеровка – материал, благодаря которому в горне поддерживалась температура достаточно высокая для восстановления железа из руды. Футеровка, облицовывающая горн, всегда остеклована с внутренней стороны и содержит мелкие частицы магнетита вследствие воздействия мощного воздушного потока, вырывающегося из сопла мехов. Огнеупорные свойства футеровки прежде всего обусловлены наличием кварца, как главного минерала глинистых пород, а также добавками кварцевого песка в качестве отощителя и флюса [Харинский, 2004]. Помимо кварца в Прибайкальской железоделательной провинции роль флюса выполняли добавки мрамора и кусочков раковин, отпечатки которых наблюдаются в шлаках.
Хрупкие остатки футеровки разных железоделательных центров Западного Прибайкалья схожи между собой. В основном все они представляют слоистый материал, где различаются черная стеклянная зона с твердостью 6 и раковистым изломом; и нижняя оранжево-розовая глиняная зона твердостью 1-2 и землистым изломом. Между этими слоями часто наблюдается пемзовидный шлак мелкопузырчатой текстуры и низкого удельного веса: 2.5 г/см3, доминирующей фазой в котором, также как и в верхнем слое, является силикатное стекло.
Из всех рассмотренных образцов глиняные кирпичи горнов железоделательного центра Курминское озеро – I с крупноволокнистой слоистой текстурой оказались наиболее прочными. Вероятно, это связано с присутствием слюды в местных глинистых породах, и ее свойством увеличивать объем при нагревании [Снопков, Репина, 2004]. Массивные разновидности футеровочных кирпичей розового цвета из пади Барун-Хал тоже имели повышенную прочность.
Среди немногочисленных находок руды, найденной в пределах рассматриваемой территории - гематитовая галька. Близ центров Барун-Хал II и Барун-Хал III на левобережье реки Кучулги находится залежь порошковатых железных охр с включениями комового бурого железняка размером до нескольких сантиметров. Вероятно, именно ее добывали местные металлурги [Кожевников и др., 2001]. Рядом с центрами Харанса VI и Восточный Хунгай на острове Ольхон существует древняя довольно мощная кора выветривания. Возможно, гематитовые руды, находящиеся в ней в виде линз и прожилков, также использовались для выплавки железа.
Все железоделательные центры Западного Прибайкалья на значительной территории имели общие черты в технологии получения железа, что свидетельствует о миграции древней технологии у некогда проживавших здесь кочевых народов. Сходство выражалось в использовании ямного типа горна со шлаковыпускным каналом, материале его футеровки и применении таких флюсующих добавок, как мрамор и кусочки раковин. Тем не менее, шлаки каждого из центров довольно специфичны, что указывает на неповторимость отдельной плавки в сыродутном процессе. Рассмотренные выше особенности следов древнего железоделательного производства, пока лишь умозрительны, так как не имеют под собой твердой аналитической основы, полученной при помощи геохимических и минералогических методов, однако такого рода исследования планируется предпринять в ближайшем будущем.
Литература:
Иванова Г.Н, Левицкий В.И., Павлова Е.А. Вещественный состав материала железоделательного производства на острове Ольхон // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле РАЕН. Геология, поиски и разведка месторождений рудных месторождений.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.–2007.–Вып 4(30).–С.100–111.
Кожевников Н.О., Кожевников О.К., Харинский А.В. Вещественный состав и магнетизм древних металлургических шлаков окрестностей пос. Черноруд // Геофизика на пороге третьего тысячелетия. Труды второй Байкальской молодежной школы-семинара.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.– 2001.–С.51-74.
Кожевников Н.О. , Кожевников O.K., Харинский А.В. О рудно-сырьевой базе древнего производства железа на Ольхоне и в Приольхонье. // Геофизика на пороге третьего тысячелетия. Труды второй Байкальской молодежной школы-семинара.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.–2001.–С.106 -114.
Кожевников Н.О. Шлаки и другие материальные свидетельства древней металлургии железа // Известия Лаборатории древних технологий.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.–2004.–Вып.2.–С.188–192.
Кустов М.С. Отчет о проведении археологических спасательных работ на территории стоянки Харанса VI на о. Ольхон Ольхонского района Иркутской области летом 2007 года: Неопубликованный отчет.–Иркутск.–2008.–58 с.
Харинский А.В., Снопков С.В. Производство железа населением Приольхонья в Елгинское время // Известия Лаборатории древних технологий.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.–2004.–Вып.2.–С.167-187.
Снопков С.В., Репина И.А. Использование кирпичей при сооружении железовосстановительных горнов в Прибайкалье. Известия Лаборатории древних технологий.–Иркутск: Изд-во ИрГТУ.–2004.–Вып.2.–С.111-113.
Buchwald V. F., 2005, Iron and steel in ancient times. Kgl. Danske Videnskabernes Selskab. 372 p.
Kozhevnikov, N.O., Kozhevnikov, O.K., Kharinsky, A. V., and Urbat, M. Chemical composition and magnetism of ancient metallurgical slags from the Chernorud site on the western shore of Lake Baikal. Archaeometallurgy in Europe. Proc. Int. Conf. Milan, 2003, Vol.1, 525-534.
Paynter S. Regional variations in bloomery smelting slag of the Iron Age and Romano-British Periods, Archaeometry, 2006, 48, 2, 271-292.
Pryce T. O., Natapintu S. Smelting iron from laterite: technical possibility or ethnographic aberration?, Asian Perspectives, 2009, Vol.48(2), 249-264.
| Файл с полным текстом: | СтепановИС-Тезисы.doc |