Изучение древней керамики методом сканирующей электронной микроскопии с микрозондовым анализом

Керамическая посуда является частью материальной культуры древних сообществ, она функционирует в конкретной культурной среде и впитывает влияние экологических, производственных, хозяйственно-бытовых и многих других факторов. Технологические особенности керамики зависят как от этнокультурной специфики древних сообществ, так и от характеристик исходного сырья — глины, минеральный состав которой весьма сложен. Основой любой глины являются один или несколько глинообразующих минералов, характеризующих ее свойства — пластичность, набухаемость в воде и т. д. В глинах присутствуют примеси кварцевого песка, полевых шпатов, карбонатов, некоторых оксидов, гипса, растворимых солей, органических остатков [3].

Физико-химические особенности глин требуют от гончаров различных культур аналогичных приемов преодоления отрицательных свойств этого сырья, прежде всего введением в формовочное тесто отощающих добавок. При этом искусственные добавки зависят от культурных традиций и могут различаться по виду (органические, минеральные, смешанные), но совпадать по функциональному назначению (уменьшать отрицательное влияние усадки глины, увеличивать огнестойкость изделий и т. д.) [5].

Нами были проведены исследования фрагментов керамических сосудов из археологических памятников Европейского Северо-Востока. Образцы древней керамики изготовлены из формовочных масс на основе минералов глин с примесью облом ков кварца, полевых шпатов, шамота и других отощителей. Изделие обжигалось, в процессе чего варьировались температура и длительность изготовления. При использовании сосуды могли подвергаться дополнительному термическому воздействию на открытом огне при приготовлении горячей пищи и/или изменению их химического состава в зависимости от содержимого. Пришедшее в негодность изделие или его обломки оказывались захоронены на очень длительный срок в земле при различных температуре и влажности. Исходя из источника сырья и традиции приготовления формовочных масс для изделий определялся минеральный состав наполнителей керамики (набор минералов, размеры их частиц, соотношение глина/отощители). Состав 13

формовочных масс, режим обжига изделий, условия захоронения с момента прекращения их применения и до наших дней сказывались на свойствах минералов глин и продуктов их термической обработки. Для реконструкции технологии производства керамики и ее последующего использования в исторических построениях необходимо исследовать как глинистую составляющую, так и отощите-ли [2].

В связи с этим важным является изучение внутренней структуры керамических образцов, фазового и химического составов минералов глин в формовочной массе фрагментов, установление вещественного состава рентгеноаморфной фазы, образовавшейся после термической обработки сосудов и последующем их хранении в земле [6]. Сканирующая электронная микроскопия позволяет увидеть микротекстуру материала и выделить участки неоднородности этой текстуры (микроскопические кристаллы и зерна), а в сочетании с микрозондовым анализом позволяет определить состав материала в отдельных точках на поверхности образцов. Для проведения микрозондовых исследований нами были отобраны несколько фрагментов керамики из памятников бассейна р. Вычегды, наиболее подходящих по своим структурным свойствам:

Образец 18 (стоянка черная Вадья). Черноборская группа памятников. Время их существования определяется V—IV тысячелетиями до н. э. Найденные на раскопках фрагменты керамики крайне немногочисленны и характеризуются мало орнаментированной внешней поверхностью [4].

Образцы 1 (поселение Эньты I); 7 (поселение Эньты II); 8 (поселение Эньты IV). Эньтыйская группа памятников. Керамика данной группы представлена фрагментами сосудов, изготовленных из глины с примесью шамота, дресвы и органики. Их поверхности залощены и иногда подкрашены охрой. Орнамент покрывает всю внешнюю сторону изделия и состоит из оттисков гребенчатого штампа различной длины, тычковых и ямочных вдавлений и проколов под венчиком. Наиболее ранние из них датируются концом V тысячелетия до н. э. [4].

Образец 10 (поселение Вис II). Ананьинское время (VIII—III вв. до н. э.). Сосуды горшковидной и чашевидной формы с округлыми и приостренными днищами изготовлялись вручную ленточным нале-пом. В качестве отощителя в глину добавлялись мелкотолченая дресва, реже — измельченные раковины. Поверхность изделий хорошо заглажена, по венчику и верхней части 14

тулова украшена узорами из ямок, шнуровых, гребенчатых оттисков, фигурных штампов [1].

Образец 21 (поселение Пезмог-ты). Гляденовское время (III—II вв. до н. э. — V в. н. э.). Керамика представлена чашевидными сосудами с органическими или минеральными добавками в глиняное тесто. Узоры расположены в верхней части сосудов и образованы насечками, ямками, каннелюрами, шнуровыми и зубчатыми оттисками, вдавлениями разнообразной формы [1].

Электронно-микроскопическое исследование указанных выше артефактов показало, что их основная масса сложена алюмосиликатами. Внутренняя структура фрагментов различна. Так в обр. 1 она довольно плотная и однородная (рис. 1, а), а в обр. 8 — более рыхлая и неоднородная, чешуйки глины не перемолоты (рис. 1, б). Возможно, это является следствием технологии изготовления керамического изделия данного типа.

Практически во всех изученных нами образцах были обнаружены зерна кварца, различной степени ока-танности (рис. 2). В большинстве зерен обнаруживаются первоначальные

Рис. 2. Зерна кварца различной степени окатанности

Рис. 1. Внутренняя структура керамических фрагментов

Рис. 3. Альбит следы огранки (рис. 2, а), нередко отмечается раковистый излом, что свидетельствует о дроблении материала, который использовался в качестве отощителя. В обр. 21 кварц присутствует в виде хорошо окатанных включений (рис. 2, б), и можно предположить, что в этом случае в качестве отощителя использовался речной песок.

Кроме того во фрагментах керамических изделий широко распространены зерна альбита с кристаллической огранкой (рис. 3) и гидрослю-дистый материал с четко выраженной слоистой структурой (рис. 4).

Углефицированное вещество, возможно биогенного происхождения, повсеместно распространено в формовочной массе изученных нами образцов. Зафиксированы различные формы данного вещества (рис. 5): в виде сплошных масс темного цвета (а); в виде глобул (б); изогнутых палочек (в). Хорошая его сохранность позволяет предположить невысокую (порядка 700 °С) температуру обжига керамических изделий.

Образцы с поселений Эньты и Пезмогты схожи между собой по минералогическому составу формовочных масс и более богаты примесными

Рис. 4. Слюда

Рис. 5. Углефицированное вещество

минералами. Кроме вышеперечисленных включений в них присутствуют не единичные зерна циркона, ортоклаза, магнетита, монацита. Наличие такого ряда минеральных включений в составе материала образцов может быть использовано при определении источника сырья для древнего керамического производства.

Особое внимание к себе привлекает обр. 10 из поселения Вис II, с весьма скудным составом примесных минералов, ограниченным кварцем, слюдой и полевыми шпатами. Однако во внутренней структуре данного фрагмента были обнаружены включения бронзы и свинца (рис. 6), вблизи которых нахо-

Рис. 6. Включения бронзы и свинца во внутренней структуре обр. 10 (поселение Вис II)

Рис. 7. Пыльца

дились биогенные углеводородные образования, возможно остатки костей. Нужно отметить, что включения бронзы и свинца не единичны и были обнаружены в разных частях скола изделия. Данные находки являются весьма интересными, поскольку именно в ананьинское время происходило формирование важнейшего этапа в развитии человеческого общества — начиналась эпоха железа. Распространение железных изделий на территории Республики Коми фиксируется археологами серединой второй половины I тыс. до н. э. Можно предположить, что обнаруженные нами включения являются результатом заражения фрагмента при выплавке сплавов в более позднее время, хотя это маловероятно, потому что для нашего исследования делался свежий скол.

Исследование обр. 18 показало, что он имеет очень рыхлую и неоднородную внутреннюю структуру с отсутствием каких-либо примесных минералов. При дальнейшем проведении анализа, было установлено, что в основной массе образца находится большое количество биогенного материала — пыльцы (рис. 7, а, б). Рыхлая структура изделия, способствовала хорошей сохранности биогенного материала. Пыльца имеет округлую форму (рис. 7, в, г). Столь многочисленное ее количество позволяет сделать вывод о том, что при изготовлении керамики использовался илистый материал, а хорошая сохранность свидетельствует о еще более низкой температуре обжига данного изделия.

Таким образом, проведенное нами исследование древней керамики с различных археологических стоянок, позволяет определить особенности минерального состава изделий, выявить традиции ее термической обработки, проследить особенности технологии изготовления артефактов, а в отдельных случаях — определить источник сырья, предназначенного для древнего керамического производства.

Автор искренне благодарен В. Н. Филиппову за помощь в проведении исследования и Г. Н. Лысюк за ценные советы и консультации.

Работа выполнена при финансовой поддержке программ фундаментальных исследований РАН № 12-М-56-2026, № 12-П-5-1011, НШ-1310.2012, грант РФФИ 11-05-00620а.