Технологии горно-металлургического производства бронзового века в эволюции культурно-исторического ландшафта Уральского региона

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-78-20015

НазваниеТехнологии горно-металлургического производства бронзового века в эволюции культурно-исторического ландшафта Уральского региона

Руководитель Ткачев Виталий Васильевич, Кандидат исторических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Оренбургский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук , Оренбургская обл

Конкурс №51 - Конкурс 2021 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-103 - Археология

Ключевые слова Геоархеология, археометаллургия, бронзовый век, Урал, технологии горно-металлургического производства, мобильность, археология культурного ландшафта, антропологическое разнообразие

Код ГРНТИ03.41.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Исследование направлено на разработку фундаментальной проблемы становления горно-металлургического производства в Уральском регионе на протяжении бронзового века (IV-II тыс. до н. э.). Освоение меднорудных ресурсов Уральской горно-металлургической области вызвало необратимую трансформацию природно-территориальных комплексов и сыграло определяющую роль в формировании культурно-исторического ландшафта. Актуальность решения данной проблемы определяется тем обстоятельством, что становление горно-металлургического производства на Урале в бронзовом веке ознаменовало начало техногенного периода взаимодействия природы и человека. Разнообразие освоенных геосистем предопределило выбор альтернативных адаптационных стратегий и формирование различных хозяйственно-культурных моделей, результатом чего явилось возникновение обособленных историко-металлургических образований: Приуральского, Уральско-Мугоджарского, Зауральского и Средне-Уральского горно-металлургических центров. Специфику культурно-исторического ландшафта в Уральском регионе в бронзовом веке в значительной мере определял трансферт технологий металлопроизводства, связанный с миграциями населения различной направленности. Источниковую базу для изучения металлопроизводства бронзового века Уральского региона составят памятники всех основных очагов металлургии и металлообработки: древнеямного, абашевского, синташтинского, срубного, алакульского (включая ранний петровский этап), коптяковско-сейминского. Главное внимание будет уделено комплексному исследованию геоархеологических производственных объектов на площади месторождений и рудопроявлений меди, представленных рудниками, обогатительными площадками, пиротехническими сооружениями, рудными и шламовыми отвалами, а также связанным с ними археологическими памятниками бронзового века, оставленными населением с горно-металлургической специализацией. Научная новизна заявленного проекта заключается в том, что впервые Уральская горно-металлургическая область становится объектом целостного историко-металлургического исследования, основанного на ряде принципиально новых подходов и методов, не применявшихся в предшествующее время. Новаторский характер инициируемого проекта определяется также широким использованием современных высокоточных археометрических методов (масс-спектрометрические микроэлементный и изотопный, рентгенофазовый, термический анализы и др.) для изучения минералогического, элементного и изотопного состава, рудных материалов, продуктов их пиротехнического обогащения и металлургического передела, артефактов и аналоговых экспериментальных реплик, а также фоновых образцов, что позволит объективно реконструировать ключевые технологии горно-металлургического производства. Особо следует выделить перспективность реализации масштабной программы изучения соотношений стабильных изотопов свинца методом мультиколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой образцов медных руд, обогащенных рудных концентратов, металлургических шлаков, слитков и готовых металлических изделий. Создание полноценной базы данных изотопных архивов 204Pb, 206Pb, 207Pb и 208Pb из металлопроизводственных центров Уральской ГМО будет способствовать не только определению минерально-сырьевой базы горно-металлургического производства в регионе, но и создаст условия для реконструкции векторов трафика металла в пределах крупных историко-металлургических систем Северной Евразии, таких как Циркумпонтийская и Западноазиатская (Евразийская) металлургические провинции. Изучение изотопии 87Sr/86Sr в костных остатках, наряду с данными палеоантропологии и палеогенетики, с учетом археологического контекста полученных образцов из памятников, содержащих свидетельства горно-металлургического производства, станет действенным инструментом для изучения локальной мобильности в аспекте хозяйственно-культурных моделей и дальнедистанционных миграций, связанных с трансфертом в Уральский регион традиций металлопроизводства из различных очагов Циркумпонтийской и Западноазиатской (Евразийской) металлургических провинций. Проведение исследований в парадигмах археометаллургии и ландшафтной археологии позволит определить место металлопроизводства в структуре хозяйственно-культурных моделей, степень и последствия антропогенного воздействия на освоенные экосистемы, уровень техногенной трансформации природно-территориальных комплексов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ткачев В. В. Концепция культурного ландшафта в ретроспективе эпохи поздней первобытности (по материалам позднего бронзового века Южного Урала) Stratum Plus. Археология и культурная антропология, № 2. – С. 53-67 (год публикации - 2021)

2. Алешинская А. С., Кочанова М. Д., Спиридонова Е. А., Ткачев В. В. Палинологические исследования археологических объектов бронзового века в районе Ишкининского горнорудного комплекса Краткие сообщения Института археологии, Вып. 263. - С. 74-90 (год публикации - 2021)
10.25681/IARAS.0130-2620.263.74-90

3. Богданов С. В. Ore sources of raw materials of the ancient metallurgy in the steppe Cis-Urals region IOP Conference Series: Earth and Environmental Science : Ninth International Symposium «Steppes of Northern Eurasia», Orenburg, 7-11 June 2021, Orenburg, Russian Federation., Volume 817, 012017 (год публикации - 2021)
10.1088/1755-1315/817/1/012017

4. Корочкова О. Н. Погребения литейщиков Урала и Западной Сибири Stratum Plus. Археология и культурная антропология (год публикации - 2022)

5. Хохлов А. А., Газимзянов И. Р., Сташенков Д. А. О распространении традиции искусственной деформации головы на северных окраинах Волго-Уралья в эпохи бронзы и раннего железа Поволжская археология (год публикации - 2022)

6. Анкушева П. С., Алаева И. П., Анкушев М. Н., Артемьев Д. А., Баженов Е. А., Юминов А. М. Starodubtseva Yama - a New Ancient Mine of the Southern Trans-Urals Steppes IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy". Proceedings of 8th Geoarchaeological Conference, Miass, Russia, 20–22 September 2021 (год публикации - 2022)

7. Ткачев В.В. Святилище первых металлургов Среднего Урала / ред. О.Н. Корочкова, В.И. Стефанов, И.А. Спиридонов; под общ. ред. Е.Н. Черных. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2020 Российская археология, № 1. – С. 193-197 (год публикации - 2022)
10.31857/S0869606322010196

8. Корочкова О.Н., Киселева Д.В., Спиридонов И.А., Шагалов Е.С. Isotopic signature of ancient people from the Eneolithic and Bronze Age interments in the mountain-forest Trans-Urals Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy. GAM 2021. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 27-33 pp. (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-031-16544-3_4

9. Ткачев В.В., Богданов С.В. Назначение печей шахтного типа Западноазиатской металлургической провинции Уральский исторический вестник, № 4 (77), с. 41−54 (год публикации - 2022)
10.30759/1728-9718-2022-4(77)-41-54

10. Богданов С.В. Специфика рудного протолита в металлургии бронзового века Степного Приуралья Археология евразийских степей, № 2, с. 206-217 (год публикации - 2022)
10.24852/2587-6112.2022.2.206.217

11. Богданов С.В. Культурная революция начала эры металла в степных регионах северной Евразии – потерянный рай или обретенная гармония? ЕВРАЗИЯ-2022: социально-гуманитарное пространство в эпоху глобализации и цифровизации. Т. II. Общество, культура и искусство в исторической ретроспективе и современном мире, Том 2, с. 21-23 (год публикации - 2022)

12. Григорьев А.П., Жанузак Р.Ж. Некоторые аспекты морфологии посткраниального скелета населения Уральско-Мугоджарского региона в эпоху поздней бронзы Вестник археологии, антропологии и этнографии (год публикации - 2023)

13. Анкушева П.С., Анкушев М.Н. Об этапах разработки медных месторождений степного Зауралья во II тыс. до н.э. XXII Уральское археологическое совещание : материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 300-летию первых археологических раскопок в Сибири и 85-летию со дня рождения Тамилы Михайловны Потемкиной (Курган, 21-25 ноября 2022 г.). Курган: КГУ., С. 82-83. (год публикации - 2022)

14. Анкушева П.С., Юминов А.М., Молчанов И.В., Алаева И.П., Анкушев М.Н. Функциональное назначение построек на руднике бронзового века Воровская Яма (по материалам раскопа 2021 года) Геоархеология и археологическая минералогия-2022 . Миасс-Челябинск: Изд-во ЮУрГГПУ., С. 140-177 (год публикации - 2022)

15. Файзуллин И.А., Труханов В.В., Анкушев М.Н., Блинов И.А. Metallurgy and metalworking on the Late Bronze Age settlement near the Gabdrafikovo village (Orenburg Cis-Urals territory, Russia) Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy. GAM 2021. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 227-235 pp. (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-031-16544-3_22

16. Корочкова О.Н. Короткий век бронзы Урала и Западной Сибири: феномены и парадоксы II Международная конференция «Археология Арктики». Тезисы докладов. Салехард., С. 59-61 (год публикации - 2022)

17. Анкушев М.Н., Артемьев Д.А., Блинов И.А., Рассомахин М.А., Алаева И.П., Виноградов Н.Б. Аналитические методы исследования состава медных и бронзовых артефактов: достоинства и недостатки Краткие сообщения Института археологии (год публикации - 2023)

18. Корочкова О. Н. Среднее Зауралье и Западная Сибирь: от эпохи камня к эпохе металла Поволжская археология, Поволжская археология. – 2023. – № 3(45). – С. 70-83 (год публикации - 2023)
10.24852/pa2023.3.45.70.83

19. Корочкова О. Н., Киселева Д. В., Спиридонов И. А., Шагалов Е. С. The Isotopic Signature of Ancient People from the Eneolithic and Bronze Age Interments in the Mountain-Forest Trans-Urals Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy-2021 : Proceedings of 8th Geoarchaeological Conference, Miass, Russia, 20–23 September 2021, Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy-2021 : Proceedings of 8th Geoarchaeological Conference, Miass, 20–23 сентября 2021 года. – Miass: Springer Nature Switzerland AG, 2023. – P. 27-33 (год публикации - 2023)
10.1007/978-3-031-16544-3_4

20. Богданов С. В. Археометаллургические подходы к изучению медно-мышьяковых сплавов бронзового века Краткие сообщения Института археологии, Краткие сообщения Института археологии. 2023. Вып. 271. - С. 215-229. (год публикации - 2023)
10.25681/IARAS.0130-2620.271.215-229

21. Богданов С. В., Дронов Н. С. Коэволюционные ландшафты исторических медных рудников степного Приуралья Куражсковские чтения : Материалы II Международной научно-практической конференции. – Астрахань: «Астраханский государственный университет имени В.Н. Татищева», 2023, Куражсковские чтения : Материалы II Международной научно-практической конференции, Астрахань, 18–21 мая 2023 года. – С. 44-48. (год публикации - 2023)

22. Богданов С. В., Ткачев В. В., Дронов Н. С. Вопросы изучения ландшафтной структуры природно-антропогенного комплекса исторических медных рудников степного Приуралья Теоретические и прикладные проблемы ландшафтной географии. VII Мильковские чтения : Материалы XIV Международной ландшафтной конференции. В 2-х томах. Том 2. – Воронеж: Воронежский государственный университет, 2023, Теоретические и прикладные проблемы ландшафтной географии. VII Мильковские чтения : Материалы XIV Международной ландшафтной конференции. В 2-х томах. Том 2. – Воронеж: Воронежский государственный университет, 2023. – С. 138-140 (год публикации - 2023)
10.17308/978-5-9273-3693-7-2023-138-140

23. Ткачев В. В., Косинцев П. А., Бачура О. П., Байтлеу Д. А. Модель скотоводческого хозяйства населения позднего бронзового века с горно-металлургической производственной специализацией в Южных Мугоджарах (Западный Казахстан) Уфимский археологический вестник. 2023. Том. 23. № 2, Уфимский археологический вестник. 2023. Том. 23. № 2 - С. 377-395. (год публикации - 2023)
10.31833/uav/2023.23.2.014

24. Богданов С. В., Булатов В. А., Корочкова О. Н., Спиридонов И. А., Ткачев В. В. Депонирование элементов исходных руд и лигатур в металле бронзового века Зауралья Вестник Санкт-Петербургского университета. История. 2023. Т. 68. Вып. 4., Вестник Санкт-Петербургского университета. История. 2023. Т. 68. Вып. 4. С. (год публикации - 2023)

25. Хохлов А. А., Григорьев А. П., Капинус Ю. О. Антропологические материалы эпохи бронзы из Ишкининских курганных могильников Оренбуржья Самарский научный вестник, Самарский научный вестник. 2024. Том. 13, № 1 (год публикации - 2024)

26. Шишлина Н.И., Лобода А.Ю., Богданов С.В., Ващенкова Е.С., Терещенко Е.Ю. Sickles from the Sosnovaya Maza hoard of the Late Bronze Age from the Lower Volga region: Technological analyses, experiments and chronology Journal of Archaeological Science: Reports, Vol. 44. 103539 (год публикации - 2022)
10.1016/j.jasrep.2022.103539

27. Корочкова О.Н. Археология тайги Урала и Западной Сибири: феномены и парадоксы Евразия в энеолите — раннем средневековье (инновации, контакты, трансляции идей и технологий). Санкт-Петербург: ИИМК РАН., С. 152-154 (год публикации - 2022)
10.31600/978-5-6047952-5-5.152-154

28. Корочкова О.Н., Спиридонов И.А. Сейминско-турбинский след в степном регионе Урала «Вестник Санкт-Петербургского университета. История» (год публикации - 2025)

29. Ткачев В. В., Юминов А. М. Украшения из благородных металлов в погребениях кожумбердынской культурной группы Уральско-Мугоджарского региона Уфимский археологический вестник, 2024, Т. 24, № 4, с. 670-688. (год публикации - 2024)
10.31833/uav/2024.24.4.044

30. Ткачев В. В. Историко-металлургическая таксономия: геоархеологический и археометаллургический аспекты Российская археология, 2024, № 3, с. 89–100 (год публикации - 2024)
10.31857/S0869606324030068

31. Богданов С. В. Импактные события в металлопроизводстве культурных образований прото-ЦМП Связи и взаимоотношения культур Циркумпонтийского региона: энеолит и бронзовый век. Материалы конференции 17-18 октября 2024 г. М.: ИА РАН, 2024., Связи и взаимоотношения культур Циркумпонтийского региона: энеолит и бронзовый век. Материалы конференции 17-18 октября 2024 г. М.: ИА РАН, 2024. С.13-17. (год публикации - 2024)
10.25681/IARAS.2024.978-5-94375-443-2

32. Ткачев В. В., Косинцев П. А., Кисагулов А. В., Бачура О. П. Археозоологические исследования на поселении горняков и металлургов позднего бронзового века вблизи древнего Ишкининского медного рудника (Южный Урал) Stratum Plus. Археология и культурная антропология. (год публикации - 2025)

33. Ткачев В. В. Геолого-географический аспект историко-металлургических исследований Степи Северной Евразии: материалы X международного симпозиума / под научной редакцией академика РАН А. А. Чибилева. – Оренбург: ИС УрО РАН, 2024., Степи Северной Евразии: материалы X международного симпозиума / под научной редакцией академика РАН А. А. Чибилева. – Оренбург: ИС УрО РАН, 2024. – С. 1309-1313. (год публикации - 2024)
10.24412/cl-37200-2024-1309-1313

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 г. в результате проведения стационарных полевых исследований Ушкаттинского медного рудника и его окрестностей в Домбаровском районе Оренбургской области, удалось определить структуру, морфологические и метрические параметры горных выработок, получить объективные данные для оценки ландшафтно-археологической ситуации. Горные выработки Ушкаттинского рудника целиком относятся к бронзовому веку, более поздние разработки отсутствуют. Рудопроявление относится к типу тектонических, медные руды сконцентрированы по шву между гранитной плитой и неровной пироксенитовой платформой. Объектом добычи в бронзовом веке являлись халькозиновые руды смешанного типа. Обломки таких руд, помимо отвалов Ушкаттинского рудника, обнаружены на двух близлежащих поселениях (Рудничный сай и Тажексай), расположенных на правобережье р. Ушкатты. Судя по находкам на этих поселениях капель и корольков штейна, черновой меди, фрагментов металлических изделий, носители кожумбердынского культурного комплекса в середине II тыс. до н. э., осуществляли полный цикл металлопроизводства на сырьевой базе Ушкаттинского рудника. Металлургическую базу Приуральского ГМЦ, начиная с ямного времени, и вплоть до заключительной фазы ПБВ также составляли смешанные халькозиновые руды. Большой неожиданностью оказалось открытие в 2024 г. на периферии Каргалинского рудного поля участниками проекта скоплений первичный сульфидов – халькопирита и пирита. Впервые обнаружен, описан и проанализирован новый для Приуралья сульфид меди – джирит. В рамках выполнения программы трасологических исследований каменного горно-металлургического и кузнечного инструментария удалось определить функции орудий из горнорудных и селитебных объектов Южного Урала (Ушкаттинский и Ишкининский рудники, поселения Горный 1, Родниковое, Ишкиновка и др.). Технико-технологический анализ образцов из поселения Ишкиновка показал наличие у гончаров поселения двух разнокультурных традиций отбора исходного пластичного сырья. В ходе выполнения палеоантропологического раздела проекта в 2024 г. получены свидетельства миграционных событий, в том числе связанных с трансфертом технологий металлопроизводства, включая импульс из среды носителей сейминско-турбинских металлургических традиций. Для реконструкции циклов металлопроизводства и технологических аспектов модели пирометаллургического передела бронзового века на территории Уральской ГМО в 2024 г. проведено порядка 80 археометаллургических экспериментов по сократительным плавкам на штейн рудных материалов разных типов, отобранных в 2023-2024 гг. на рудопроявлениях Приуралья (Белоусовское, Горный 1-3, Ордынский Овраг, Воскресенско-Ершовское и др.) и Уральско-Мугоджарского субрегиона (Ишкининское, Ушкаттинское и др.), разрабатывавшихся в бронзовом веке. В ходе изучения археометаллургических коллекций ключевых памятников бронзового века Южного Урала и Мугоджар (поселения Рымникское (Синташтинское), Ишкиновка, Сарлыбай III, Кудуксай, Горный 1 и др.) выявлена значительная серия обломков штейновых слитков, корольков и капель сульфидных штейнов, штейновых шлаков, свидетельствующих об устойчивых традициях сократительных плавок на штейн во II тыс. до н. э. При этом, судя по химизму и морфологии древних штейнов, сократительным плавкам подвергались не только первичные сульфиды, но минеральные смеси вторичных сульфидов меди. В 2024 г. на протяжении первых 13 опытов со вторичными сульфидами Каргалинского рудного поля эмпирическим путем удалось выработать оптимальную конструкцию штейновой печи с расположением фурм на 5-7 см выше ее дна и их сопряжением под углом 45 градусов, а также наиболее целесообразную размерность частиц шихты – крупная крошка и мелкий кусок. Лишь эксперимент № 14 оказался успешным, из 1,5 кг вкрапленной халькозиновой руды удалось выплавить высокомедистый сульфидный штейн весом 0,8 кг, соответствующий древним оригиналам. Столь же успешными стали опыты (4 плавки) по штейновому переделу вторичных сульфидов из зоны цементации в висячем боку Ишкининского месторождения. Помимо этого, в 2024 г. проведена последовательная двухэтапная плавка на штейн первичных сульфидов Ишкининского месторождения, из 16 кг обогащенного пожогом халькопирита получено 3 кг медного штейна в ходе 18 отдельных экспериментов. Сопоставление экспериментальных эталонов с оригинальными образцами древних штейнов, шлаков и металла показало высокую степень соответствия их морфологических, геохимических, изотопных характеристик, позволило верифицировать теоретические разработки участников проекта. В ходе реализации проекта в 2024 г. выполнено 200 высокопрецизионных археометрических анализов (МК-ИСП-МС изотопия Pb, ЭЗМА) образцов металлических изделий, экспериментальных реплик на приборной базе объекта научной инфраструктуры ЦКП «Геоаналитик» (г. Екатеринбург), а также 100 микроэлементных МК-МС-ИСП анализов древнего и экспериментального металла в Химико-аналитическом центре «Плазма» (г. Томск). Таким образом, завершена реализация намеченной масштабной программы аналитических исследований. Результатом этой работы стало формирование базы данных (БД), содержащей сведения о минеральном, элементном и изотопном составе образцов медных руд, обогащенных рудных концентратов, металлургических шлаков, слитков и готовых металлических изделий. В соответствии с планом завершающего года реализации проекта предложена к обсуждению концепция коптяковско-сейминского очага металлопроизводства, основанного на ярко выраженном феномене сочетания сейминско-турбинских и степных традиций, функционировавшего на ресурсной базе Среднеуральского ГМЦ. Сложение очага происходило в процессе тесных культурных интеграций носителей сейминско-турбинских традиций и скотоводов степного пояса, которые культивировали пастушескую модель металлопроизводства. В 2024 г. на основе интерпретации и обобщения полученных за весь период исполнения проекта результатов археометрических анализов и археометаллургических экспериментов завершена работа по реконструкции технологических алгоритмов пастушеской модели металлопроизводства и установлению конкретных форм ее реализации в условиях степных, горно-степных и лесостепных экосистем Уральского региона. Данная работа проведена в разрезе основных очагов металлопроизводства бронзового века южного фланга Уральской горно-металлургической области (древнеямного, абашевского, синташтинского, срубного, алакульского). В 2024 г. участниками проекта прочитано 7 докладов и 2 публичные лекции на научных мероприятиях различного статуса с целью апробации итогов исследований, подготовлено 6 публикаций, в том числе 4 в рецензируемых журналах, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science Core Collection), «Скопус» (Scopus), Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Материалы исследования руд, продуктов пирометаллургического передела, готовых изделий бронзового века предполагается использовать в проведении масштабной международной выставки "История Каргалинских рудников" на базе Оренбургского губернаторского историко-краеведческого музея с возможностью ее экспонирования в различных субъектах РФ и на территориях сопредельных дружественных государств.