Серпы сосново-мазинского клада: реконструкция производства и вероятного использования на основе данных метрического и трасологического анализа

Клад у с. Сосновая Маза Хвалынского у. Саратовской губ. (ныне Хвалын-ский р-н Саратовской обл.) найден в 1901 г. В Императорский Российский исторический музей он поступил из Археологической Комиссии (отношение № 30/ X-1906 г., № 1243). Коллекция Исторического музея состоит из 72 предметов из бронзы, общий вес клада – примерно 21 кг (ГИМ, № 43959, оп. А307/1-72).

* Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ офи-м № 17-29-04176.

Незначительная часть коллекции хранится в Саратовском областном музее краеведения и в Хвалынском музее (серпы, кельт, кинжал) ( Малов , 2019).

Основа клада – 42 серпа, получившие в литературе особое название – «секачи-косари» ( Гольмстен , 1933. С. 32, 33; Аванесова , 1991. С. 21) или «косари-серпы» сосново-мазинского типа ( Дергачев, Бочкарев , 2002). Это широкие крупные однолезвийные орудия с изогнутой спинкой, усиленной выделенным по всей ее длине бортиком, почти прямым лезвием с одним округлым или приостренным концом и в большинстве случаев с невыделенной пяткой ( Аванесова , 1991. С. 19. Рис. IV). Одна из важнейших морфологических деталей таких орудий – отверстие на пятке. На некоторых косарях намечена ручка, выделенная небольшим уступом (рис. 1: б ). Серпы отлиты из медных сплавов с присутствием железа (до 5 %) ( Черных , 1966). Общий вес серпов из коллекции Исторического музея – 12 кг 880,75 г.

Рис. 1. Сосново-Мазинский клад.

Серпы без выделенного уступа ( а ) и с выделенным уступом ( б )

Полностью коллекция не опубликована. В публикацию Н. М. Малова включены изделия, переданные в Саратовский и Хвалынский музеи краеведения ( Малов , 2019). Серпы клада были также проанализированы в большом труде В. А. Дергачева и В. С. Бочкарева, посвященном анализу серпов Восточной Европы ( Дергачев, Бочкарев , 2002). Авторы, рассматривая волго-уральскую группу серпов, выделили самостоятельный сосново-мазинский тип (Там же. С. 47–59). Пять вариантов (А1, А2, Б, С1 и С2) отличаются метрическими параметрами – соотношением ширины лезвия и максимальной длины; особенностями конструкции – отсутствием выделенного черенка, выделением черенка уступом, присутствием/отсутствием отверстия на черенке, закругленным черенком.

Среди серпов клада авторы выделили две категории – полуфабрикаты и обломки. На основании анализа рисунков изделий сделано несколько предварительных наблюдений: 1) серпы отливались в каменных двусторонних формах (матрица и крышка); 2) литник обычно находился на спинке близ острия и в большинстве случаев не был убран; 3) 24 серпа были отлиты как минимум в пяти формах (от двух до шести серпов в форме); 4) часть серпов имеет следы постлитейной обработки (зачистка лезвия).

Клад относится к финалу эпохи бронзы, серпы сосново-мазинского типа найдены на поселениях и в кладах степной зоны северной Евразии – от Бал-кано-Карпатья до Минусинской котловины и предгорий Тянь-Шаня ( Кривцова-Гракова , 1948; Аванесова , 1991; Дергачев, Бочкарев , 2002; Дегтярева и др ., 2019).

В рамках нового изучения клада было проведено технологическое исследование части коллекции. Оно включало: 1) анализ морфологических и метрических параметров 42 серпов, обломка серпа, литника и куска металла; 2) проведение статистического анализа метрических показателей; 3) трасологический анализ 42 серпов и обломка серпа с фиксацией следов литья; литейного брака; постлитейной обработки; следов использования; 4) проведение сопоставительного анализа следов и выделение групп орудий, выплавленных в одной форме.

Проведение детального технологического анализа серпов клада с точной фиксацией следов, связанных с литьем, последующей постлитейной обработкой и возможным использованием, позволяет реконструировать технологию производства серпов сосново-мазинского типа, выявить вероятные ошибки процесса литья, а также обсудить их вероятное назначение.

При фиксировании следов использовался электронный микроскоп Carl Zeiss Stemi 2000dc с камерой AxioCamERc5s и оптический микроскоп Olympus BX51 с камерой Leica DFC420C с увеличением × 50 и × 100.

Морфологический и метрический анализы

Все исследованные серпы имеют одинаковую конструкцию (рис. 2: а ). у них, как правило, широкое прямое лезвие, резко сужающееся у одного конца, и дуговидно изогнутая спинка. Противоположная острию часть орудия – пятка – преимущественно прямая, иногда закругленная. В центре пятки – округлое отверстие или штырь. По краю спинки расположен выступающий над ее поверхностью бортик, который переходит на пятку и является ребром жесткости, усиливающим конструктивную крепость орудия, позволяющим ему не деформироваться и выдерживать большую нагрузку при использовании.

Лезвие серпов либо полностью прямое, либо с уступом, отделяющим «рабочую» часть лезвия от пятки, выполняющей функции рукояти. Морфологически все серпы можно разделить на два типа – с выделенным уступом и без него.

К первому типу (без выделенного уступа) (рис. 1: а ) относятся 29 серпов (А 307/ 4, 5, 7–10, 12, 13, 1521, 23–25, 28–30, 32–34, 37, 40–43). Ко второму типу (с выделенным уступом) (рис. 1: б ) относятся 14 серпов (А 307/1, 2, 3, 6, 11, 14, 22, 26, 27, 31, 35, 36, 38, 39).

При анализе метрических характеристик серпов были выбраны следующие параметры: длина лезвия; ширина лезвия; вес (табл. 1, рис. 2: б; 5: а). Мы исходили из того, что соотношение длины и ширины изделия соотносится с определенной литейной формой; а вес указывает на объем металла, которое пошло на его отливку. Соотношение длины и ширины серпов представлено на рис. 2: б . Длина серпов варьирует в пределах 20,7–24,8 см; ширина – 5,2–6,0 см; вес колеблется от 270,0 до 361,2 г (рис. 5: а ).

Полученные метрические данные позволяют выделить две группы серпов:

Группа 1м: ширина – от 5,2 до 5,7 см, длина – от 20,5 до 22,1 см;

Группа 2м: ширина – от 5,5 до 6,0 см, длина – от 22,5 до 24,2 см.

Помимо этого, зафиксировано несколько серпов, выделяющихся по своим размерам (А 307/34 и 35; 40 и 15).

Таблица 1. Метрические параметры серпов

№ серпа по описи А307	Вес, г	Длина, см	Ширина, см
1	318,11	22,90	5,55
2	283,25	20,80	5,36
3	316,13	21,50	5,50
5	325,22	21,90	5,34
6	324,71	21,50	5,67
7	297,44	23,40	5,80
8	317,41	21,20	5,59
9	324,00	22,10	5,50
11	335,75	24,10	5,83
12	281,00	23,40	5,80
13	339,89	23,34	5,70
14	350,54	22,50	5,79
15	310,00	24,80	6,00
16 (фрагмент)	290,13	20,40	5,70
17	298,77	21,80	5,24
18	270,00	20,70	5,30
19	298,18	21,20	5,50
20	304,64	23,30	5,58
21	361,19	21,90	5,60
22	287,86	23,00	5,60
24	290,84	23,10	5,60
25	326,19	21,70	5,43
26	292,00	23,50	5,97

Окончание таблицы 1

№ серпа по описи А307	Вес, г	Длина, см	Ширина, см
27	308,91	23,80	5,82
28	311,93	23,50	6,00
29	319,73	24,00	5,81
31	296,32	22,90	5,80
32	291,02	23,30	5,55
33	283,76	23,80	5,95
34	279,26	22,30	5,20
35	295,00	22,50	5,20
36	298,43	20,80	5,56
37	309,45	23,40	5,80
40	316,56	24,30	6,00
41	302,00	23,00	5,70
42	330,29	23,80	5,80
43	320,00	21,60	5,40

О 3 см iiii       а                            Длина, см                   б

Рис. 2. Сосново-Мазинский клад а – серп № 1 (1 – пятка; 2 – отверстие; 3 – клинок; 4 – лезвие; 5 – спинка; 6 – острие; 7 – место обнаружения остатков литника); б – график соотношения длины и ширины серпов

Трасологический анализ

В результате трасологического анализа были выделены следы: а) литья; б) литейного брака; в) постлитейной обработки; г) использования.

Следы литья. На спинке, рядом с острием большинства серпов, хорошо видны остатки литников (рис. 1: а ). Они могут быть короткими или длинными.

Дефекты литья были обнаружены на всех 42 серпах и одном обломке, однако, их интенсивность на поверхности изделий различна:

• •    пористость – мелкие полости в металле отлитого изделия, образованные пузырьками газа, возникающие вследствие выделения газа из металла или материала формы, зафиксированы в 36 серпах (табл. 2, рис. 3: а );

• •    каверны – более крупные полости в металле, зафиксированы на поверхности 36 серпов (табл. 2, рис. 3: а, б );

• •    утяжки – беспорядочно расположенные морщины и складки на поверхности, отмечены на 15 серпах (табл. 2, рис. 3: б );

• •    наросты – утолщения, возникающие в результате размывания (разрушения) формы струей жидкого металла; мелкие наросты встречены на 43 серпах, крупные наросты – на 31 (табл. 2, рис. 3: а, д, е );

• •    непроливы – отсутствие части изделия из-за того, что металл неравномерно заполнил литьевую форму, отмечены на 31 серпе (табл. 2, рис. 3: в, г );

• •    облой – излишки металла, возникающие на изделии по линии разъема литейной формы разной степени интенсивности, выявлены на всех серпах (табл. 2).

На некоторых серпах литейные дефекты лишь немного искажают поверхность и не нарушают конструктивной целостности изделия – оно не теряет своих основных качеств. На других серпах дефекты сильно искажают форму предмета, к примеру – крупные непроливы или наросты на острие, лезвии или бортике делают невозможным использование серпов (А 307/3, 5, 6, 13, 16, 17, 20, 41) по назначению (рис. 3: в, г ).

Кроме этого, на группах серпов (А 307/21 и 25; А 307/13, 16, 28 и 40) были выявлены идентичные по форме и размерам литейные дефекты, в большинстве случаев – наросты (рис. 3: д, е ).

Следы постлитейной обработки были идентифицированы на поверхности десяти серпов (А307/1, 11, 14, 15, 26, 27, 31, 35, 36 и 39). К постлитейной обработке можно отнести: следы проковки облоя и других выступающих дефектов литья (рис. 4: а ), зафиксированные на семи серпах (табл. 2); следы проковки, присутствующие на девяти орудиях (рис. 4: б ), оттяжки лезвия и последующей шлифовки (а возможно, и заточки) с применением абразивного материала.

Большинство серпов со следами постлитейной обработки имеет на поверхности мелкие или единичные крупные литейные дефекты, не нарушающие, однако, конструктивную крепость орудий (А307/1, 31, 35, 27, 14, 15 и 39). Серп А 307/36 не имеет значительных литейных дефектов, однако отверстие на пятке у него залито, на его месте расположен штырь. На серпах А 307/11 и 26 помимо наростов присутствуют сквозные непроливы на участках, не несущих конструктивной нагрузки.

Рис. 3. Сосново-Мазинский клад. Литейные дефекты на серпах:

мелкие ( а, б ) и крупные ( в, г ) . Идентичные (выпуклые) наросты на серпах ( д, е )

а – серп № 7: пористость, наросты; б – серп № 20: пористость, наросты, утяжки, каверны; в – серп № 11: непролив, наросты; г – серп № 41: непролив; д – серп № 40; е – серп № 28

Рис. 4. Сосново-Мазинский клад.

Следы обработки серпов после литья ( а, б ) и следы их использования ( в, г )

а – серп № 1: проковка облоя; б – серп № 35: проковка острия и полотна и шлифовка с применением абразивного материала; в – серп № 27: зарубки на лезвии; г – серп № 34: параллельные борозды поперек полотна

Следы вероятного использования зафиксированы на некоторых серпах. К ним относятся зарубки на лезвиях десяти серпов с прокованным и зашлифованным лезвием (А307/1, 11, 14, 15, 26, 27, 31, 35, 36, 39) (рис. 4: в ) и одного серпа без следов ковки (А307/24). Предположительно, такие следы остаются на лезвии при использовании серпов в качестве рубящего орудия, что было отмечено и другими исследователями ( Аванесова , 1991. С. 21, 22).

К следам использования изделий можно также отнести трещины. Они найдены на двух серпах с прокованным лезвием (А307/11 и 31).

Поперечные параллельные борозды на серпе А 307/34 (рис. 4: г ), предположительно, являются следами незаконченного намеренного его разрубания для вторичного использования неудачной отливки. Отметим, что в кладе были найдены 15 фрагментов серпов, полученных таким же образом: изделия с большим количеством дефектов литья разрубили на три части, т. е. шесть фрагментов получены путем разрубания двух серпов.

Таблица 2. Технологические особенности серпов

сЗ G &  1

Ы я

S н й о ч о

§ о й &

S

о S о С

S

Е^

Ч О с S

S о § а

сЗ

сЗ о <О а О к

4 8 S

1

+

+

+

+

+

+

2

+

+

+

3

+

+

+

+

4

+

+

+

5

+

+

+

+

6

+

+

+

+

+

7

+

+

+

8

+

+

+

9

+

+

+

+

+

10

+

+

+

+

11

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

12

+

+

+

+

13

+

+

+

+

+

+

+

14

+

+

+

+

+

+

+

15

+

+

+

+

+

+

16

+

+

+

+

+

+

17

+

+

+

+

+

+

18

+

+

+

+

+

19

+

+

+

+

+

20

+

+

+

+

+

21

+

+

+

+

+

22

+

+

+

+

+

23

+

+

+

+

24

+

+

+

+

+

25

+

+

+

+

+

+

+

26

+

+

+

+

+

+

+

27

+

+

+

+

+

+

+

28

+

+

+

+

29

+

+

+

+

30

+

+

+

+

31

+

+

+

+

+

+

+

+

32

+

+

+

+

33

+

+

+

+

+

34

+

+

+

+

+

+

разрубание

35

+

+

+

+

+

+

+

+

36

+

+

+

+

+

+

+

+

+

37

+

+

+

+

+

38

+

+

+

+

+

39

+

+

+

+

+

+

+

40

+

+

+

+

+

+

+

41

+

+

+

+

42

+

+

+

+

+

43

+

+

+

+

+

+

Сопоставительный анализ

Корреляция длины серпа и веса позволила выделить восемь групп. Мы полагаем, что анализ этих групп, различающихся параметрами, а также нескольких разных по размеру и форме серпов (А307/8, 9, 11, 14, 15, 18, 31, 34 и 35) позволяет высказать предположение, что для выплавки серпов клада использовали не менее 16 (а возможно, и больше) литейных форм разного объема, а возможно, и больше.

Результаты трасологического исследования позволили оценить технологические характеристики серпов из клада у с. Сосновая Маза (табл. 2).

По качеству отливки выделяются две основные группы серпов:

Группа 1т: серпы с незначительными дефектами – мелкими наростами, слабой пористостью или небольшими кавернами и утяжками (30 экз.);

Группа 2т: серпы, имеющие значительные литьевые дефекты – непроливы и крупные наросты (12 экз.).

Серпы группы 1т можно отнести к серии добротных отливок с незначительными дефектами. Наросты, каверны и непроливы на этих серпах не оказывают сильного влияния на их прочность и способность сопротивляться деформациям. Именно на этой группе изделий в основном фиксируются следы дальнейшей проковки, заточки и предположительного использования в качестве рубящих орудий.

Серпы группы 2_т с крупными наростами и непроливами можно отнести к литейному браку и считать полуфабрикатами ( Дергачев, Бочкарев , 2002. С. 48, 49), приготовленными к последующей переплавке.

Трасологический анализ выявил серии серпов со сходными литьевыми дефектами и имеющих идентичное расположение литника.

Серпы, объединенные в группы по метрическому параметру (1_м и 2_м), были сопоставлены с группами серпов со сходными литейными дефектами (1_т и 2_т); также учитывалась форма изделия и расположение отверстия на пятке. Отдельно анализировались серпы, не входящие в метрические группы, но обладающие сходными литейными дефектами, выявленными в ходе трасологического анализа. Корреляция данных по 27 серпам позволила выделить восемь серий (табл. 3). Мы полагаем, что каждая серия отлита в одной литейной форме. На рис. 1 изображены серпы подгрупп 3 (рис. 1: а ) и 8 (рис. 1: б ).

Таблица 3. Серии серпов

Серия	№ серпов по описи А307	Длина, см	Ширина, см
1	12, 13, 16, 28, 40	(20,4 – фрагмент) 23,3–24,3	5,7–6,0
2	2, 3, 5	20,8–21,9	5,3–5,5
3	7, 33, 37	23,4–23,8	5,8–5,9
4	17, 19, 43	21,2–21,8	5,2–5,5
5	20, 22, 23, 24, 32, 41	23,0–23,3	5,5–5,7
6	27, 29, 42	23,8–24,0	5,8–5,8
7	21, 25	21,7–21,9	5,4–5,6
8	6, 36	20,8–21,5	5,5–5,6

Девять серпов (А307/8, 9, 11, 14, 15, 18, 31, 34 и 35) уникальны по своим метрическим параметрам и литейным дефектам. Некоторые серпы не попали в подгруппы из-за деформаций и крупных литейных дефектов, искажающих форму из-за проковки, сильно изменившей размеры и общий контур изделий (А307/11, 35 и 39).

Сопоставление метрических параметров серпов и фрагмента металла из клада (рис. 5: а ) позволил также предположить, как этот металл собирались использовать. Фрагмент металла, размерами 10,5 × 5,2 × 2,2 см, имеет вес 362,1 г (рис. 5: б ). Вес серпов варьирует в пределах 270,0–361,2 г; причем средний вес серпа составляет 308,8 г.

Объема металла, который необходим для отливки серпа, должно хватить на заполнение не только непосредственно формы, но и литника – канала или полости в литейной форме, примыкающего к изделию и выходящего к разъему формы, через который осуществляется заливка. Литники хорошо видны на рисунках литейных форм для отливки сосново-мазинских серпов ( Дергачев, Бочкарев , 2002. С. 57. Табл. 13; Алаева и др. , 2017. С. 136). В состав Сосново-Мазинского клада входит один литник размерами 5,4 × 2,7 × 2,0 см, весом 72 г (рис. 5: в ). Он конусообразной формы, с «шапкой» металла, застывшей на широком окончании литника за пределами формы. Вес металлического фрагмента из клада, скорее всего, включает металл, достаточный для отливки одного серпа + литник, на заполнение которого отводилось, предположительно, около 50 г. Таким образом, заготовка для полной отливки одного серпа должна была быть не менее 360–365 г или включать либо близкие по весу полуфабрикаты, либо разрубленные фрагменты орудий.

Рис. 5. Сосново-Мазинский клад а – график соотношения веса серпов и куска металла; б – кусок металла; в – литник

Заключение

Проведенные метрический и трасологический анализы серпов, фрагмента металла и литника из Сосново-Мазинского клада позволили уточнить технологический процесс производства серийных изделий и функциональное их назначение.

Серпы отливались в двустворчатых литейных формах (матрица и крышка), оставивших на изделиях характерный для такого метода литья дефект на границе разъема двух створок формы – облой. Предположительно, для производства серпов, обнаруженных в кладе, могло быть использовано более шестнадцати литейных негативов, различавшихся по размерам (длина – ширина) и объему затрачиваемого металла. Пять или шесть серпов – это среднее количество изделий, относящихся к одной подгруппе, предположительно, отлитых в одной литейной форме (серии 1 и 5). Однако встречаются и серии (7, 8), состоящие из двух серпов. Видимо, количество изготовленных в литейной форме предметов менялось из-за множества факторов, характерных для древнего производства: качества материала формы, температурного режима нагрева формы перед заливкой в нее металла, способа извлечения отливки, навыков и опыта мастера. Возможно и другое объяснение – серпы 7-й и 8-й серий не остались в коллекции клада, поскольку были высокого качества и, как качественные изделия, попали в другую среду, где и использовались по назначению.

Метрический анализ серпов и куска металла показал, что в клад помимо готовых изделий различного качества попал и фрагмент металла, совпадающий с необходимым по весу количеством сырья для отливки одного серпа. Его вес был несколько выше среднего веса серпов (362,1 г), что согласуется с тем, что вес заготовки должен превышать вес готового изделия, так как часть металла необходима для заполнения литника и создания давления для полной заливки металла в форму. Таким образом, было выдвинуто предположение, что для каждого серпа использовалось в среднем около 360 г металла, из них около 50–70 г уходило на литник. Для отливки только 42 серпов, таким образом, требовалось свыше 15 кг металла. Поэтому в состав клада вошли не только экземпляры, которые относятся к литейному браку, но и уже разрубленные куски таких полуфабрикатов, приготовленные для переплавки.

Часть серпов к полуфабрикатам не относится, они характеризуются минимальными литейными дефектами, и их можно отнести к орудиям производства, бывшим в употреблении. Скорее всего, их использовали для рубки веток, что ранее отмечали исследователи ( Гольмстен , 1933. С. 32, 33; Аванесова , 1991. С. 21, 22). После отливки с изделий довольно небрежно были частично убраны литники, орудия прокованы, лезвия оттянуты. Но и эти серпы нельзя считать полностью законченным изделием. Серпы такого же типа, найденные на Алексеевском поселении ( Кривцова-Гракова , 1948) и в казахстанских кладах ( Аванесова , 1991), отличает более качественная постлитейная обработка.

Таким образом, в состав Сосново-Мазинского клада входят серпы нескольких типов – литейный брак, предназначавшийся к переплавке; заготовки для серпов с минимальной постлитейной обработкой и серпы, бывшие в употреблении.