Кристаллография, 2023, T. 68, № 1, стр. 138-142

ВВЕДЕНИЕ

В 2019 г. Степной археологической экспедицией Государственного исторического музея в Ростовской области был раскопан курган 17 могильника Песчаный IV, в котором обнаружены два захоронения с мегалитическими конструкциями, характерными для ямной культуры Ергеней [1].

В состав одной из таких конструкций входила антропоморфная стела, ее исследованию посвящена данная работа. Согласно реконструкции захоронение, над которым была установлена стела, представляло собой четырехугольную яму, сооруженную на уровне древней поверхности [2]. На стенах ямы сохранились следы от циновок, раскрашенных красным пигментом, дно устлано подстилкой, на которой обнаружены кости ребенка 3.5 лет. Сверху из каменных блоков сложены три яруса кромлеха, в центре которого была установлена антропоморфная стела. Стела найдена упавшей в могильную яму, ее голова при падении откололась [2].

Изначально стела представляла собой плоский каменный блок вытянутой трапециевидной формы со скошенным основанием. Плечи стелы несимметричны, хорошо выделена голова прямоугольной формы, на ее лицевой стороне три полукруглых выступа.

На изваянии видны следы грубых сколов и подтесов, в нижней части основания выбито прямоугольное углубление. На центр тулова стелы нанесена красная “точка”, следы красного пигмента также обнаружены на отколотой голове. На правой стороне от плеча к основанию слабо видна полоса в виде темных зигзагов [2].

В задачи исследования входило изучение цветных областей поверхности стелы, визуально прослеженных как на поверхности тулова, так и на отколотой голове изваяния.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На поверхности стелы выделяются темные, зеленые и красные участки, которые, предположительно, могли быть искусственно окрашены пигментами. Для исследования с поверхности тулова и головы стелы скальпелем отобрали образцы различных цветов:

– материал стелы (бежево-серый). Тулово (1, 2), голова (3).

– темный (темно-серый). Тулово, лицевая поверхность (4, 5).

– зеленый. Тулово, лицевая поверхность (6, 7).

– красный. Тулово, центр лицевой поверхности (8).

– красный. Голова, лицевая поверхность (9).

Для исследования морфологии и элементного состава использовали двухлучевой растровый электронно-ионный микроскоп VERSA 3D (Thermo Fisher Scientific) c кольцевым твердотельным детектором обратно рассеянных электронов (CBS), совмещенный с энергодисперсионным рентгеновским микроанализатором (РЭМ/ЭРМ) –SDD-детектором (EDAX). Съемка проходила при низком вакууме (70 Па) при ускоряющем напряжении 30 кВ и токе 45 нА. Данные РЭМ/ЭРМ о составе усредняли по результатам измерений нескольких точек на каждом образце. Содержание элементов приведено в процентном отношении.

Исследование фазового состава проб проводили методом рентгенофазового анализа (РФА) на экспериментальной станции “РСА” Курчатовского источника синхротронного излучения [3]. Для измерения использовали монохроматическое излучение с длиной волны λ = 0.8 Å (энергия фотонов Е = 15498 эВ), фокусированное на образце до размера 400 мкм. Регистрацию дифракционных картин осуществляли двумерным позиционно-чувствительным детектором Rayonix SX165, размещенным на расстоянии 80 мм от образца перпендикулярно к оси прямого пучка. Время экспозиции составляло 2 мин. Полученные двумерные дифрактограммы интегрировали к одномерному виду зависимости I(2θ) (интенсивности рассеяния I в точке дифрактограммы от угла рассеяния θ) с использованием программы Dionis [4]. Определение количественного фазового состава проводили методом корундовых чисел [5] с помощью базы данных PDF4+.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Элементный состав. По данным РЭМ/ЭРМ (табл. 1. Основа: образец 1 области 1, 2, рис. 1а) материал основы состоит из кремния (4.6–43.9%) и кальция (1.2–37.9%) с примесями фосфора (1.3–4.0%) и алюминия (0.8–0.9%). Содержание железа в разных областях съемки колебалось от 0 до 18%, в ряде областей материала основы регистрировались железосодержащие включения (до 60% железа), при расчете среднего состава точки с содержанием железа выше 20% исключались. В элементном составе образцов темного пигмента выявлено присутствие кремния (3.46–36.47%), железа (2.85–4.34%), алюминия (1.5–9.47%), калия (0.67–2.04%), кальция (0–69.15%). Зеленый образец преимущественно состоит из кальция (0–66.67%), кремния (5–55.66%), калия (0.28–9.06%), с примесями алюминия (0.72–1.68%), фосфора (0.32–1.66%). В составе образцов красного цвета как с тулова, так и с головы стелы преобладает железо (48.28–71.69%), а также присутствует кремний (3.42–11.2%), алюминий (1.4–4.4%) и кальций (1.03–3%) (табл. 1).

Рис. 1.

РЭМ-изображение в обратно-рассеянных электронах: а – образец 1, области анализа элементного состава с преобладанием кремния (обл. 1) и кальция (обл. 2); б, в, г – образцы 4, 6, 8 соответственно.

Фазовый состав. Образец основы, из которого состоит стела, представляет собой смесь кварца (55–85%) и кальцита (15–40%). В небольших количествах присутствует гетит (2%) (табл. 2, образец 1), что согласуется с данными РЭМ/ЭРМ.

В темных образцах 4, 5 помимо кварца (48–57%) и кальцита (0–11%) зафиксированы фазы мусковита (9–11%), альбита (18–25%), клинохлора (1–4%) (табл. 2).

В образцах 6, 7 зеленого цвета выявлены только кварц (92–100%) и кальцит (0–8%) (табл. 2).

Красные образцы 8, 9 с тулова и головы стелы помимо кварца (26–39%) содержат гематит (48–64%), мусковит (2–4%) и альбит (7%) (табл. 2).

Микроморфология по данным РЭМ. Установлено, что материалом стелы является кварцевый песчаник, сцементированный карбонатным материалом. На рис. 1а показаны области с повышенным содержанием кремния (обл. 1 – 43.9 мас. %) и кальция (обл. 2 – 37.9 мас. %).

Темные образцы 4, 5 представляют собой налет силикатных минералов и мелких скоплений кристаллов железа (рис. 1б), покрывающих зерна кварца и кальцита материала стелы. Зеленые образцы 6, 7 состоят преимущественно из зерен кварца и кристаллов кальцита (рис. 1в). Красные образцы 8, 9 – скопление мелких кристаллов (рис. 1г), согласно данным РЭМ/ЭРМ и РФА –гематита, имеющих тонкоигольчатое строение.

ОБСУЖДЕНИЕ

При изучении состава цветных областей поверхности следует учитывать, что при отборе приповерхностных образцов нельзя исключить влияние материала основы. В данном случае это кварцевый песчаник, сцементированный карбонатным материалом с примесью различных силикатных и железистых минералов (рис. 1а, табл. 1, 2).

Маловероятно, что темный цвет обусловлен искусственно нанесенным на стелу пигментом. Песчаник мог иметь более темный оттенок изначально из-за повышенной концентрации силикатных минералов. Темный оттенок также мог возникнуть во время экспозиции песчаника на поверхности в результате воздействия агентов выветривания на железосодержащие минералы и первичные силикаты. Такой процесс мог являться аналогом “пустынного загара”, широко распространенного в засушливых областях: в результате попеременного увлажнения и высыхания песчаника происходит усиленное движение капиллярных вод, выносящих на поверхность горной породы соединения железа и марганца, окрашивающие песчаник [6].

Образцы зеленого цвета с лицевой части стелы полностью состоят из кварца и кальцита, что соответствует песчанику стелы. Отсутствие каких-либо других примесей в образце не позволяет говорить о том, что зеленый пигмент является искусственным красителем. Вполне вероятно, что зеленый оттенок является литогенным признаком, унаследованным породой в процессе осадконакопления.

Образцы красного цвета 8, 9 с лицевой поверхности и головы стелы состоят из оксида железа – гематита (Fe₂O₃) и кварца (SiO₂) с небольшими примесями мусковита и альбита, которые, как и кварц, по всей видимости, попали в образец из песчаника. Элементный состав подтверждает, что основным компонентом этих образцов является железо. При РЭМ-исследовании морфологии красных образцов выявлено, что они представляют собой скопление скрытокристаллических форм гематита, полностью покрывающих песчаник в месте нанесения. Значительное количество гематита на поверхности песчаника и однородный химический состав образца являются признаками, указывающими на искусственность красящего вещества. Данное предположение подтверждается тем, что в составе песчаника стелы гематит не обнаружен. В нем присутствует незначительное количество гидроксида железа –гетита, имеющего желтый цвет.

Для плейстоценовых лессовидных суглинков и сформированных на них современных каштановых почв не характерно присутствие гематита в сколь-нибудь значимых количествах. Ожелезнение под влиянием грунтовых вод также можно исключить, так как в районе исследования они залегают достаточно глубоко. В связи с этим можно предположить, что красный пигмент на голове и лицевой поверхности стелы не является природным образованием. Он представляет собой красный минеральный пигмент на основе гематита [7]. Такие пигменты часто встречаются в погребениях эпохи бронзы в данном регионе [8]. Однородный состав, красный цвет, скрытокристаллическое строение агрегатов, отсутствие крупных, правильной формы кристаллов гематита могут свидетельствовать об их технологическом производстве в результате обжига гидроксида железа (гетита) [7].

Однако остается открытым вопрос об умышленной окраске каменной стелы. Красный пигмент нанесен локально в виде пятна небольшого диаметра на лицевой части стелы. Нельзя исключить, что песчаник, из которого изготовлена стела, оказался окрашен красной охрой в результате ее разрушения и падения в могильную яму, где находился пигмент. Кроме того, окрашивание могло произойти в результате случайного попадания охры на стелу при ее изготовлении или в процессе погребального обряда.

Полученные данные не позволяют говорить об антропогенной природе темного и зеленого красителей. Так как песчаник имеет аллювиальное происхождение, это подразумевает значительную разнородность его минерального состава. Неоднородное распространение силикатных минералов (полевых шпатов, слюд) в песчанике стелы может приводить к формированию разнообразных цветовых оттенков на поверхности скульптуры. По всей вероятности, исходная плита песчаника долгое время пребывала на открытом воздухе. В результате на ее поверхности сформировался слой “пустынного загара”, обусловивший темные, зеленые и бурые оттенки на некоторых участках стелы. Таким образом, воздействие физического, химического и биологического выветривания привело к преобразованию песчаника, изменению его химического и фазового состава, а также цвета поверхности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты работы позволяют дополнить существующие представления о традиции декорирования мегалитических комплексов эпохи бронзы, в частности ямной культуры Средних Ергеней, к которой относится изученная антропоморфная стела из Песчаного IV, являющаяся на данный момент самой восточной подобной находкой [2].

Материал исследованной стелы был определен как известковистый кварцевый песчаник с примесью различных силикатных и железистых минералов. Образец красного пигмента на лицевой поверхности стелы по химическому составу представляет собой искусственную охру на основе оксида железа – гематита. Возможны две гипотезы появления этого пятна на поверхности стелы – намеренное нанесение охры на изделие и случайное попадание пигмента на стелу из погребения или в процессе строительства кургана. Темная и зеленая области не являются искусственно нанесенным красителем. Зеленый и темный оттенки песчаника могли сформироваться под воздействием процессов выветривания во время экспозиции плиты песчаника на дневной поверхности, являясь аналогом так называемого “пустынного загара”, покрывающего горные породы в жарком климате.

Работа частично выполнена в рамках государственного задания ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН (в части рентгенодифракционных лабораторных исследований) и тематического плана НИЦ КИ (в части электронно-микроскопических и синхротронных исследований).