Аналитические исследования и типологическая атрибуция ножа из мышьяковой бронзы, найденного в окрестностях пос. Ерлыгас Челябинской области

• ¹    Аналитические работы выполнены в рамках бюджетной темы Южно-Уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии УрО РАН № 122062100023-5.

Рис. 1. Археологические памятники в окрестностях места находки ножа у пос. Ерлыгас, ситуационный план на фрагменте карты Госгисцентра, лист N-40-131-A-d левого притока р. Урал, в 7,1 км к западу – юго-западу от пос. Ерлыгас. Нож лежал в колее дороги, пересекающей в этом месте череду невысоких скалистых холмов (рис. 1). Нож сдан на постоянное хранение в Музей археологии и этнографии Челябинского государственного университета, полевой шифр 2021С/2, инвентарный номер МЧГУ ОФ 2118, номер в Государственном каталоге Музейного фонда РФ 41338085.

В 400 м к северо-западу от места находки ножа, на площадке надпойменной террасы у холма со скалистым обрывом находится поселение бронзового века Большой Родник III, а в 520 м к северу от места находки, на склоне коренного берега – аллея менгиров Большой Родник, состоящая из четырех вертикально стоящих камней. На площадке поселения впадины от жилищ в современном рельефе не фиксируются, в ходе шурфовки и подъемных сборов были найдены фрагменты керамики алакульского и срубно-алакульского облика ( Зданович и др. , 2003. С. 124, 125). Аллея менгиров расположена выше поселения по склону и может быть предположительно синхронизирована с ним ( Полякова , 2004. С. 333). В непосредственной близости от ножа никаких других находок или археологических памятников не обнаружено; пересеченный холмистый рельеф коренного берега в месте находки нехарактерен для расположения поселений или могильников бронзового века.

Рис. 2. Бронзовый нож, найденный в ходе разведочного обследования в окрестностях пос. Ерлыгас: фото, прорисовка

Найденный нож двулезвийный черенковый, без выделенного перекрестья, с клинком ромбовидного профиля, который образует отчетливые ребра жесткости с обеих сторон клинка и черенка (рис. 2). Спуски к лезвиям – прямые с едва намеченной линзовидностью. Лезвия ножа практически на всем протяжении клинка покрыты выщербинами и изломами.

Клинок ножа покрыт оливково-зеленой патиной, а черенок – темно-зеленой. Изменение цвета патины на черенке ножа встречается довольно часто в бронзовом веке и, как правило, связано с тем, что нож оказался археологизирован вместе с органической (деревянной) рукоятью, распад которой и вызвал указанные выше изменения ( Куприянова, Зданович , 2015. С. 41, 42, 82, 83).

Длина ножа – 17,6 см, длина клинка – 11,5 см, ширина клинка – 2,8 см, толщина клинка – 3,1 мм. Согласно ранней типологии А. Д. Дегтяревой, орудие, найденное в окрестностях пос. Ерлыгас, можно отнести к ножам первого типа – с удлиненным узким черенком, плавно переходящим в листовидный или подтреугольный клинок, и ребром жесткости на подавляющем большинстве изделий ( Дегтярева , 2010. С. 103). При этом слабая морфологическая выраженность черенка на ноже

Рис. 3. Бронзовые ножи Зауральской степи, аналогичные находке у поселка Ерлыгас

1 – м-к Каменный Амбар V, кург. 3, насыпь (по: Епимахов , 2005. Рис. 58: 1 ); 2, 4 – м-к Синташтинский, IV Рымникский кург. (памятник СII), погр. 1 (по: Генинг и др. , 1992. Рис. 171: 6, 7 ); 3 – пос. Аркаим, жил. 1–7 (по: Зданович и др. , 2020. Рис. 3.7.14: 1 ); 5 – м-к Кривое Озеро, кург. 10, м. я. 34 (по: Виноградов , 2003. Рис. 95: 7 ); 6 – м-к Больше-караганский, кург. 11, м. я. 5 (по: Боталов и др. , 1996. Рис. 6: 2 ); 7 – м-к Степное I, кург. 7, м. я. 2 (по: Куприянова , 2016. Рис. 49: 11 )

сближает его в какой-то мере с ножами второго типа – со слабо намеченным черенком, без перехвата, с клинком подтреугольной или листовидной формы ( Дегтярева , 2010. С. 104). Однако для таких ножей А. Д. Дегтярева отмечает в качестве одного из основных признаков отсутствие ребра жесткости, которое присутствует на обсуждаемом ноже, а также указывает, что, как правило, ножи этого типа довольно миниатюрны и имеют размеры 10–11 см, в то время как обсуждаемый нож значительно крупнее.

По более поздней версии той же типологии, представленной в работе А. Д. Дегтяревой и Н. В. Рындиной, нож, найденный в окрестностях пос. Ер-лыгас, относится к типу III-1 – ножи с удлиненным узким черенком, плавно переходящим в листовидный клинок (Дегтярева, Рындина, 2020. С. 22). Авторы отмечают ножи данного типа на памятниках синташтинской культуры в Южном Зауралье, петровской культуры в Северном Казахстане, абашевской культуры в Приуралье, а также в составе сейминско-турбинских, потаповских и покровских могильников в Поволжье (Там же. С. 23). А. Д. Дегтярева считает, что ножи этого типа на территории Южного Урала являются реминисценциями металло-производства очагов Циркумпонтийской металлургической провинции, где они достаточно широко представлены в ямно-полтавкинских, майкопских и катакомбных памятниках (Дегтярева, 2010. С. 103).

Согласно типологии Е. Н. Черных и С. В. Кузьминых, описываемый нож может быть отнесен к разряду НК-12 – ножи с относительно узким черенком и удлиненным клинком с продольным ребром по клинку ( Черных, Кузьминых , 1989. С. 101). Авторы публикуют пять ножей этого типа из материалов могильника Сейма (Там же. С. 100). Они отмечают, что ножи данного типа «довольно обычны для восточноевропейских синхронных степных и лесостепных культур, соседствовавших с сейминско-турбинскими группами» и «отливались из металлургически “чистой” или же мышьяковой меди» (Там же).

По нашим наблюдениям, ножи аналогичной формы на территории Южного Зауралья представлены достаточно широко (рис. 3) и во всех известных случаях на территории этого региона они происходят из памятников син-таштинской культуры. Так, ножи двулезвийные черенковые без выделенного перекрестья с клинком ромбовидного профиля найдены в следующих син-таштинских погребениях: мог. яма 34 кург. 10 м-ка Кривое Озеро ( Виноградов и др. , 2017. С. 356–358); мог. яма 2 кург. 7 м-ка Степное I ( Куприянова , 2016. С. 61–63); мог. яма 5 кург. 11 Большекараганского м-ка ( Боталов и др. , 1996. С. 68); погр. 1 памятника СII (IV Рымникский кург.) Синташтинского м-ка – два аналогичных ножа ( Генинг и др. , 1992. С. 303). Также ножи аналогичной формы найдены в насыпи синташтинского кург. 3 м-ка Каменный Амбар V ( Епимахов , 2005. С. 70, 72) и в культурном слое укрепленного поселения Аркаим, в центральной части жилища 1-7 в заполнении колодца ( Зданович и др. , 2020. С. 321).

Поэтапное изучение состава металла ножа, найденного у пос. Ерлыгас, выполнено в Институте минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН. На первом, предварительном этапе состав патины на поверхности ножа был изучен с помощью портативного рентгенофлуоресцентного (РФА) анализатора INNOV-Xα 400 (режим Soil, время экспозиции 30 с) (табл. 1).

Таблица 1. Состав патины ножа из окрестностей пос. Ерлыгас (методом РФА), мас. %

Элемент	мас. %	+/-
Cu	76,07	0,24
As	22,24	0,15
Fe	1,02	0,03
Ni	0,67	0,03

Результаты анализа показали чрезвычайно высокое содержание мышьяка и наличие никеля в патине на поверхности клинка, что позволило предположить изготовление ножа из мышьяковой бронзы. Однако состав патины обычно значительно отличается от состава неокисленного металла изделия, что само по себе представляет интересный вопрос при исследовании палеометалла.

Рис. 4. Бронзовый нож, найденный у пос. Ерлыгас;

фото в отраженных электронах фрагмента клинка у лезвия, две точки анализа а – мышьяковая фаза; b – матрица

На втором этапе металл ножа был изучен методом растровой электронной микроскопии с энергодисперсионным анализатором (РЭМ-ЭДА), который позволяет делать как приближенные к валовому (по растру), так и точечные анализы различных фаз бронз и минеральных включений (до 3–5 мкм). Анализ выполнен на микроскопе Tescan VEGA 3 sbu (ускоряющее напряжение 20 кВ, живое время 120 с, поглощенный ток на эталоне Со около 260 пА). На отобранном от лезвия ножа и зачищенном фрагменте металла размером 2,5 × 1,5 мм выполнены 2 анализа («a» и «b»), соответствующие различным фазам сплава (рис. 4: a, b ). Для них получены количественные значения состава металла;

также был рассчитан приближенный к валовому анализ металла изделия, снятый по растру («c»). Численные значение приведены в табл. 2.

Электронная микроскопия показала, что металл клинка ножа частично изменен межзерновой коррозией. Между зернами в некорродированной части металла наблюдается его обогащение мышьяком до 28,6 мас. %. Общее содержание мышьяка в составе металла значительно меньше, чем в составе патины (6,3 мас. % против 22,2 мас. %) (табл. 1, 2), однако все равно представляется весьма значительным. Примечательно, что мышьяковая фаза металла ножа содержит больше 1 мас. % никеля.

Таблица 2. Состав металла ножа из окрестностей пос. Ерлыгас (методом РЭМ-ЭДА), мас. %

№ ан.	Cu	As	Fe	Ni	Место анализа
21589a	70,06	28,67	0,36	1,18	Мышьяковая фаза
21589b	93,99	6,23	0,16		Матрица
21589c	93,54	6,3	0,16		Валовый анализ по растру

Примечание : соответствие анализов фазам металла см. на рис. 4.

Возможным аргументом в пользу синташтинского происхождения ножа является отсутствие микровключений сульфидов в металле. Как показывает опыт применения метода РЭМ-ЭДА в Южно-Уральском федеральном научном центре минералогии и геоэкологии УрО РАН, этот метод позволяет уверенно фиксировать включения сульфидов, если они есть в металле. Включения халькозина и борнита, широко распространенные в металлических изделиях Южного Зауралья XVIII–XII вв. до н. э., в синташтинском металле исключительно редки, что объясняется использованием окисленных медных руд ( Виноградов и др. , 2017. С. 120–390; Анкушев и др. , 2021).

Для уточнения микроэлементного состава металла ножа еще один анализ выполнен прецизионным методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, с использованием метода локального лазерного пробоотбора (LA-ICP-MS) на масс-спектрометре Agilent 7700х с лазером New Wave Research UP-213. Полученные данные (табл. 3) подтверждают повышенное содержание никеля в металле (на уровне около 0,24 мас. %). Выявленный комплекс маркирующих примесей Fe-Co-Ni-As-Sb с повышенными содержаниями коррелирующих с ними золота, серебра, селена и теллура по большинству элементов согласуется с наиболее распространенным составом микропримесей синташтинского металла ( Артемьев и др. , 2023). Отсутствие в составе значимых содержаний олова и свинца, скорее всего, указывает на уральский источник медной руды. Почти весь спектр примесных элементов (Fe, Ni, Co, Sb, Au, Se, Te) может быть связан с легирующими добавками мышьяковистых руд из ультрабазитов в относительно чистую медную руду.

Таблица 3. Результаты анализа ножа из окрестностей пос. Ерлыгас (методом LA-ICP-MS)

№ ан.	Cu	As	Fe	Co	Ni	Zn	Se	Ag	Sn	Sb	Te	Au	Pb	Bi
40	95,5	4,1	927	22,1	2163	1,66	98	784	2,94	101	29,9	56,8	0,71	10,26
41	94,1	5,4	1026	29,7	2575	3,16	121	1053	3,53	122	38,6	68,4	0,79	14
42	93,7	5,8	1210	31,1	2435	2,57	165	1136	3,82	128	46,7	72,5	0,83	24,6
Среднее	94,4	5,1	1054	27,6	2391	2,46	128	991	3,43	117	38,4	65,9	0,78	16,3

Примечание: Cu и As – в мас. %; остальные элементы – в ppm; ppm = 10^-4 мас. %.

Для того чтобы оценить состав металла ножа, найденного в окрестностях пос. Ерлыгас, мы собрали данные о содержании мышьяка в металле ножей бронзового века из археологических памятников Южного Зауралья. Использованы критерии выделения мышьяковой и оловянистой бронзы, разработанные А. Д. Дегтяревой ( Дегтярева , 2010. С. 83, 87); данные о составе металла взяты из публикаций целого ряда авторов ( Анкушев и др. , 2021; Бушмакин , 2002; Виноградов и др. , 2017; 2020; Дегтярева , 2010; Дегтярева, Кузьминых , 2013; Дегтярева и др. , 2019; 2022; Дегтярева, Рындина , 2020; Епимахов , 2011; Куприянова, Таскаев , 2018; Луньков и др. , 2009; Петров и др. , 2022; Черных , 1970; Doonan , 2015), также использованы еще неопубликованные результаты анализов, выполненных авторами настоящей статьи.

Было учтено 119 ножей с известным составом металла. Установлено, что 40 % из них сделаны из мышьяковой бронзы, 39 % – из меди, 11 % – из оловяни-стой бронзы и 10 % – из оловянисто-мышьяковой бронзы. Распределение химических групп по культурному контексту, в котором были найдены ножи, следующее. Абашевская культура – 9 ножей, все из мышьяковой бронзы; синташтинская культура – 28 из мышьяковой бронзы и 3 из меди, петровская культура: 4 из оло-вянисто-мышьяковой бронзы, 1 из мышьяковой бронзы; по 2 из оловянистой бронзы и меди. Срубная и алакульская культуры – 8 медных ножей и по одному ножу из оловянистой и оловянисто-мышьяковой бронзы. Остальные учтенные ножи происходят из многослойных поселений (54 экз.) или являются случайными находками (6 экз.), их однозначная культурная идентификация не всегда возможна. Полученное распределение химических групп соответствует данным А. Д. Дегтяревой и С. В. Кузьминых об этапах развития металлургии бронзового века на Южном Урале ( Дегтярева, Кузьминых , 2013. С. 232).

Для анализа концентраций мышьяка у ножей бронзового века Южного Зауралья мы обобщили данные о 59 изделиях, в металле которых содержалось от 0,1 мас. % мышьяка, из следующих памятников: могильники Больше-караганский, Каменный Амбар V, Кривое Озеро, Кулевчи VI, Песчанка 2, Синташтинский, Степное I, Степное VII; поселения Кулевчи III, Степное, Степное VIII, Таукаево 1, Устье, Шибаево 1; Верхне-Кизильский клад и одиночные находки в селах Анненское, Кизильское и у пос. Ерлыгас. Состав металла определялся в разные годы различными методами: атомно-эмиссионным спектральным анализом, рентгенофлуоресцентным анализом и растровой

Содержание мышьяка в бронзе, мас.%

Рис. 5. Содержание мышьяка в ножах бронзового века Южного Зауралья электронной микроскопией, поэтому их обобщение возможно только для предварительной оценки материала.

В 61 % случаев зафиксированное содержание мышьяка меньше или равно 1,0 мас. %, в 95 % случаев оно меньше или равно 4,0 мас. % и только у трех изделий составляет от 6,0 до 6,5 мас. %, четко отделяясь на графике от основной части выборки (рис. 5).

В группу с аномально высоким содержанием мышьяка входят: изучаемый нами нож из окрестностей пос. Ерлыгас (6,3 мас. % As и 0,24 мас. % Ni) (табл. 2, 3); нож (6,07 мас. % As и 0,34 мас. % Ni) из синташтинского погр. 6 кург. 4 м-ка Степное I ( Doonan , 2015. С. 193) и один из ножей (6,0 мас. % As и 0,17 мас. % Ni) Верхнекизильского клада ( Черных , 1970. С. 158, 159; Епима-хов , 2003. С. 99), оставленного населением Малокизильского селища, в материальной культуре которого сочетались традиции синташтинской и абашевской культур ( Епимахов, Епимахова , 2006)

Примечательно, что в металле всех трех ножей с наиболее высоким содержанием мышьяка фиксируется также и повышенная концентрация никеля. При этом у ножей с меньшим содержанием мышьяка, учтенных в нашей выборке, повышенное содержание никеля встречается значительно реже. Так, из 36 ножей, в металле которых зафиксировано от 0,1 до 1,0 мас. % мышьяка, только в 4 случаях отмечено содержание никеля от 0,1 мас. %. Однако эти данные не могут трактоваться однозначно, поскольку находятся близко к пределам обнаружения никеля приборами, на которых выполняется анализ методами РФА и РЭМ-ЭДА.

На повышенное содержание никеля в синташтинских бронзах с высоким содержанием мышьяка обращали внимание В. В. Зайков, А. М. Юминов и В. А. Котляров; они предполагали естественное происхождение этих примесей, возникшее благодаря тому, что древние металлурги использовали преимущественно руду из мышьяково-никельсодержащих медно-арсенидных месторождений, которые присутствуют в ультраосновных породах офиолитовых зон (Зайков и др., 2008. С. 405).

На этот же факт обращает внимание А. Д. Дегтярева, указывая, что примерно 20 % проанализированных изделий синташтинской культуры имели повышенные концентрации никеля наряду с повышенными концентрациями мышьяка ( Дегтярева , 2010. С. 86). При этом А. Д. Дегтярева связывает наблюдаемую картину не с естественными включениями мышьяка и никеля в используемых рудах, а с применением в качестве легирующих компонентов мышьяксодержащих минералов (Там же. С. 83).

На основании типологического соответствия и с учетом состава металла нож, найденный в окрестностях пос. Ерлыгас, может быть предположительно отнесен к синташтинской культуре, датирующейся на основании большой серии AMS-радиоуглеродных анализов в пределах XXI–XIX вв. до н. э. ( Молодин и др. , 2014. С. 140; Епимахов, Петров , 2021. С. 76). Представляет интерес высокое (до 6 мас. %) содержание мышьяка в металле ножа, коррелирующее с повышенным содержанием никеля. Сама находка, сделанная вне контекста археологических памятников, может быть связана с преднамеренным депонированием бронзового оружия в природную среду как вотивного приношения божествам. Приношение подобных даров близ рек и озер обоснованно предполагается для целого ряда обществ бронзового века ( Луньков и др. , 2022. С. 214).