352

МуЛЬТИДИСЦИПЛИНАРНЫЙ ПОДХОД В АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

А.Ю.Дунаев¹, А.М. Юминов¹, С.А. Григорьев², В.В.Зайков¹

'Институт минералогии УрО РАН,

Миасс, Челябинская обл., Ильменский заповедник, 456317, Россия
²Институт истории и археологии УрО РАН

ул. Коммуны, 68, Челябинск, 454000, Россия
РОЛЬ ГЕОАРХЕОЛОГИИ В ОПРЕДЕЛЕНИИ РУДНОЙ БАЗЫ ДРЕВНИХ ОБЩЕСТВ*

В последние годы на многих археологических памятниках начали активно проводиться геологическое и минералого-геохимическое исследования. Подобные работы, как в нашей стране, так и за рубежом, объединя­ются под термином геоархеология. Одними из основных задач этой дисциплины являются определение петро-фонда каменной индустрии, составление петрографических карт сооружений, изучение минерально-сырьевой базы древних обществ и установление конкретных источников сырья, разрабатываемого в древности [Зайков и др., 1999].

В 80-90 гг. прошлого века в степной зоне Южного Зауралья сотрудниками Челябинского государствен­ного университета была открыта Страна городов - группа компактно расположенных укрепленных протого-родских поселений, существовавших в период XV-XX вв. до н.э. Археологические раскопки, проведенные на данных объектах, выявили следы синташтинской и, частично, петровской культуры, датируемых эпохой конца средней - начала поздней бронзы [Зданович, 1995]. Во всех городищах фиксировались остатки сложных метал­лургических печей а также большое количество металлургических шлаков. В захоронениях были обнаружены многочисленные металлические предметы. Несомненно, данные поселения являлись специализированными металлургическими центрами. До последнего времени предполагалось, что они, помимо производства метал­ла, могли выполнять функцию охраны и обороны многочисленных медных рудников Южного Зауралья.

Минералогическое исследование металлургических шлаков показали присутствие в подавляющем боль­шинстве из них большого количества зерен хромшпинелидов [Григорьев, 2000]. Данный минерал характерен только для медных месторождений, связанных с ультраосновными породами. Эти породы на территории Стра­ны городов имеют локальное распространение, и большинство поселений находятся на значительном удале­нии от них.

Хромшпинелиды не обладают постоянным химическим составом. По набору отдельных элементов на различных типах месторождений, в зависимости от условий образования, они могут значительно отличатся друг от друга. Это позволяет идентифицировать отдельные образцы руд с конкретными рудниками [Григорьев и др., 2005]. Кроме того, хромшпинелиды являются тугоплавкими и инертными минералами. Во время относи­тельно кратковременного металлургического передела они не реагирует с другими компонентами шлака, и их химический состав практически не меняется.

Авторы провели изучение хромшпинелидов в шлаках из шести археологических памятников Южного Урала: Синташты, Аркаима, Аландского, Устья, Родников и Куйсака. Полученные данные были сопоставлены с их аналогами в колчеданных и окисленных рудах Ишкининского, Ивановского и Дергамышского месторож­дений, расположенных в ультраосновных породах Главного Уральского разлома [Зайков и др., 2005]. К зонам окисления месторождений приурочены древние карьеры, выявленные при проведении геолого-разведочных и геоархеологических исследований. Также были изучены хромшпинели из серпентинитов древнего рудника Воровская яма.

• 
  Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта совместных исследований УрО - СО РАН, грантов РГНФ 05-01-85112а/У «Рудная база и социально-экономические условия горно-металлургического производства эпохи средней бронзы в Южном Зауралье» и Минобразования и науки РФ РНП.2.1.1.1840.
  

Хромшпинелиды из древних рудников. Все изученные сульфидные и окисленные апосерпентинито-вые руды месторождений повсеместно содержат вкрапленность хромшпинелидов, которые представлены эв-гедральными и субгедральными зернами размерами до 0.5 мм в поперечнике. Часто отмечены магнетитовые каймы мощностью до 100-150 мкм с четкими ровными границами с хромшпинелидом.

Состав хромшпинелей разнообразен. Хромшпинелиды из руд Ишкининского месторождения ха­рактеризуются незначительными колебаниями хромистости - 100Сг/(Сг+А1), где она находятся в преде­лах 62.98-76.83 %, разброс магнезиальности - 100Mg/(Mg+Fe²"), составляет 38.60-57.00 %, доля трехвалентно­го железа 4.80-14.00 %. Концентрации TiO₂ достигают 0.35 вес. %, МпО 0.48 вес. %.

На Ивановском месторождении хромшпинелиды характеризуется более высокими содержаниями рехокиси хрома и магния. Хромистость шпинелей варьирует в пределах 58.86-89.98 %, а магнезиаль-ность 29.50-68.20 %. Доля трехвалентного железа достигает 9.65 %. Концентрации марганца и титана незначи­тельны и составляют до 0.48 вес. % и 0.28 вес. % соответственно.

В рудах Дергамышского месторождения включения хромшпинелидов более редки, они имеют размер 0.1-0.3 мм. Соотношение основных минералообразующих оксидов показывает, что хромшпинелиды анало­гичны шпинелидами Ишкининского и Ивановского месторождений. Хромистость хромшпинелей составляет 60.12-83.77 %, магнезиальность 22.11-65.35 %, а доля трехвалентного железа не превышает 10.35 %. Содержа­ния МпО и TiO₂ достигают 0.20 вес. % и 0.39 вес. %.

Хромшпинелиды и серпентинитов древнего рудника Воровская яма представлены преимущественно суб­гедральными и амебовидными зернами, размерами около 0.3 мм. Часто зерна разбиты микротрещинами. Состав хромшпинелей отличается от хромшпинелидов из руд колчеданных месторождений. Хромистость шпинелидов варьирует в пределах 60.60-70.95 % (при единичных значениях 26.68-27.51 %), магнезиальность 6.30-62.60 % (до 84.40 %), доля трехвалентного железа достигает 10.85 %. Содержания марганца весьма значительны, до 3.24 вес. %, в то время как содержания титана находятся ниже предела обнаружения зонда.

Хромшпинелиды шлаков. Во всех изученных шлаках хромшпинелиды - эвгедральные и субгедраль-ные, редко округлые, размер зерен 0.1-1 мм, часто с силикатными включениями. Магнетитовая кайма устанав­ливается во многих зернах шпинелей, мощность ее не превышает 75 мкм. В большинстве случаев кайма имеет простое строение с ровными границами с хромшпинелидом.

Анализ химического состава хромшпинелидов из шлаков древних поселений выявил широкий разброс содержаний основных компонентов. Это касается не только составов хромшпинелидов отдельных поселений, но хромшпинелидов внутри отдельных образцов шлаков. Часто в одном шлаке отмечены зерна, обладающие существенно глиноземистыми составами, и зерна с высокохромистым составом. Например, хромистость шпинелидов из образца шлака поселения Устья колеблется в пределах 48.92-82.35 %, а хромшпинелей Куй-сака-58.82-82.90%.

Сравнительный анализ химического состава минералов показал сходство хромшпинелидов из шлаков и руд трех охарактеризованных месторождений и отличие от хромшпинелидов из рудовмещающих пород рудни­ка Воровская яма. В то же время установлены разности хромшпинелидов из шлаков, отличающиеся по составу от хромшпинелей руд. К ним относятся шпинели поселения Устья, часть которых обогащена трехокисью алю­миния и магнием, Синташта, некоторые хромшпинелиды которого обладают наибольшей долей трехвалентно­го железа, и Аландское, где хромшпинели представлены высокомагнезиальными разностями.

Составы хромшпинелидов из шлаков поселений близки между собой, но обладают некоторыми разли­чиями. По соотношению марганца и титана выделяются три поселения, для хромшпинелей которых свойс­твенны более марганцовистые и менее титанистые составы - Аландское, Синташта и Аркаим по сравнению с поселениями Куйсак, Родники и Устье, где хромишпинелиды включают наиболее титанистые и менее мар­ганцовистые разности. По остальным минеральным компонентам хромшпинелиды поселений близки между собой.

Полученные материалы показывают, что основными источниками медных руд, связанных с серпенти­нитами, для металлургов синташтинской культуры, вероятно, являлись Ишкининское, в меньшей степени Ивановское и Дергамышское месторождения (судя по остаткам карьеров, на Ишкининском месторождении добыча руд имела гораздо более значительный масштаб, чем на Дергамышском и Ивановском месторож­дениях, где объем выработок был на порядок меньше), либо это были объекты сходные с ними. В пользу последнего предположения свидетельствуют различия в составе хромшпинелидов из шлаков поселений и колчеданных руд месторождений. А также различия составов хромшпинелидов из шлаков поселений меж­ду собой, связанные с использованием разных источников малахитсодержащих руд. На поселении Устье древними металлургами использовались руды с хромшпинелидами, обогащенными алюминием и железом, на Синташте - с более железистыми хромитами, на Аландском - с магнезиальными шпинелидами. Это требует поиска источников аналогичных хромшпинелидов. Поселения располагаются вблизи крупных ги-пербазитовых массивов, на которых проводилась интенсивная разработка никеленосных кор выветривания и следы древних рудников могли быть уничтожены. Возможный путь решения данной проблемы состоит в установлении принадлежности таких хромшпинелидов к ультраосновным массивам, расположенных вблизи поселений. Наиболее вероятными ультраосновными массивами с медной минерализацией могут служить Амамбайский, Кацбахский и Варшавский массивы, хромшпинелиды которых обладают наиболее сходными чертами химического состава.

Список литературы

Григорьев С.А. Металлургическое производство на Южном Урале в эпоху средней бронзы // Древняя история Юж­ного Зауралья. Челябинск: Рифей, 2000. - С. 444-531.

Григорьев С.А., Дунаев А.Ю., Зайков В.В. Хромшпинелиды как индикатор источника медных руд для древней металлургии // Доклады РАН, 2005, №2. - С 228-232.

Зайков В.В., Бушмакин А.Ф., Юминов A.M., Зайкова Е.В., Зданович Г.Б., Таиров А.Д. Геоархеологические ис­следования исторических памятников Южного Урала: задачи, результаты, перспективы // Уральский минералогический сборник № 9. - Миасс: ИМин УрО РАН, 1999. - С. 186-205.

Зайков В.В., Юминов A.M., Дунаев А.Ю., Зданович Г.Б., Григорьев С.А. Геолого-минералогические иссле­дования древних медных рудников на Южном Урале // Археология, этнография и антропология Евразии. 2005, №4.-С. 101-115.

Зданович Г.Б. Аркаим. Арии на Урале или несостоявшаяся цивилизация // Аркаим. Исследования. Поиски. Откры­тия.-Челябинск, 1995. - С. 21-43.