Логотип Мисленого древа

МИСЛЕНЕ ДРЕВО

Ми робимо Україну – українською!

НАУКА

ОСВІТА

ЛІТЕРА
ТУРА

Лист на сайт
Версія для друку
Стрічка новин (RSS)
Наука / Археологія / Археометрія / Методи археометрії / До геолого-петрографічних критеріїв ідентифікації карбонатних порід в…

До геолого-петрографічних критеріїв ідентифікації карбонатних порід
в античній археології

В.Ф.Петрунь

Перегляд наукової періодики та окремих монографічних праць [Blümel 1963, s. 11 та далі] доводить, що в античній археології ще й досі гірські породи, і між ними карбонатні (вапняки, мергелі, доломіти, мармури) часто-густо характеризуються тільки за візуальними ознаками, хоча ще у 1960-ті рр. автор доводив необхідність використання точних геолого-мінералогічних методів дослідження відповідної сировини [Петрунь 1969, с. 258–259].

На жаль, ми не мали можливості проілюструвати наслідки використання останніх в розгорнутій публікації, що спиралася б не лише на традиційне діагностування складу порід в прозорих шліфах, вперше обгрунтованого Г. Лепсіусом [Lepsius 1891, с. 3], але й на інші сучасні методи аналізу, зокрема імерсійний, мікроструктурний, люмінісцентний, декрепітаційний тощо. Це робиться тільки тепер за матеріалами різного віку та походження, передовсім отриманих від А.В. Буйських трьох відносно невеликих фрагментів кам’яних архітектурних деталей II–III ст. н.е., які походять з Херсонесу Таврійського [З розкопок 1990-1991 рр. М.І. Золотарьова, якому автор висловлює свою подяку за дозвіл опублікувати ці матеріали].

За результатами попереднього візуального визначення їх кольору, просвічуємості, структурно-текстурних особливостей у відповідності з існуючою термінологією [Атлас текстур… 1969, табл. 93, ф.1; табл. 97, ф.1], уточнення видового складу макропалеонтологічних решток [Бондаренко, Михайлова 1969, с. 201], мікрохімічного тестування, нарешті, імерсійного дослідження, яке дозволяє розрізняти, наприклад, СаСО3 та CaMg(CO3)2 за кристалооптичними константами [Татарский 1965, c. 252–253], породи всіх трьох зразків виявилися не співпадаючими між собою, а саме:

1). База колонки II-III ст. н.е. (тут і надалі тип речі та її датування за А.В. Буйських) складена з грубодетритового, брекчієвидного, частково мармуризованого вапняку з великих уламків товстостінних, вторинно перекристалізованих конусоподібних черепашок молюска Rudistaesp з гетерогранобластовою (при розмірі окремих зерен від 0.02 до 10.0 мм) структурою [Половинкина и др. 1948, с. 112, 149] у цеменуючому (до 40% об’єма породи) непросвічуючому теракотово-червоному пелітоморфному карбонатному субстраті. Порода в цілому кальцитова (за показником заломлення n0=1.658±0.003) з незначною домішкою (3–5%) дрібних (до 0.3 мм) зерен доломіту (n0=1.678±0.003). При розчиненні у слабкій соляній кислоті пелітоморфного цементуючого базису в залишку під мікроскопом фіксуються найтонші, рожеві у косо падаючому світлі глинисті лусочки, а також більш стійкі, порівнюючи з кальцитом, ромбоедричні зернятка доломіту. Порода перетинається тоненькими (до 1 мм завтовшки) прожилками вторинного білого кальциту, який інколи утворює гніздоподібні (до 5 мм) роздуви, в яких просвічує на глибину не менш 5 мм.

В цілому забарвлення породи яскраве, плямисто біло-червоне, чим принципово відрізняється від білих або біло-сірих привізних мармурів або місцевих вапняків, які вивчалися автором не тільки в кладках укріплень [Белов 1946, с. 51–57] та будинків Херсонесу, а й у природних відслоненнях Гераклейського півострова і всього прилеглого регіону [Петрунь, Белокрыс 1970, с. 122].

2). Стовбур колонки II-III ст. н.е. Також грубодетритовий, брекчієвидний, рудістовий за фауною вапняк з вибірковою перекристалізацією кальцитового (n0=1.658±0.003), трохи просвічуючого матеріалу стулок моллюсків. У цілому він текстурно близький зразку 1, але не з теракотово-червоним, а коричнювато-бурим, цементуючим залишки фауни кальцитовим пелітоморфним субстратом. При розчиненні в соляній кислоті в залишку спостерігається найтонша глиниста муть, при косому освітленні — брунатого відтінку (за рахунок гідроокисів заліза, тоді як у зразку 1 були його окиси). Зерен доломіту тут не зафіксовано.

Це дозволяє припустити неспівпадіння місця видобутку обох порід, хоч геологічно вони, безумовно, близькі одна одній за фаціальними ознаками. Разом з тим вони принципово відрізняються від зразків червоних або червонувато-коричневих вапняків еталонної колекції античних мармурів з фондів Державного Ермітажу (люб’язно, з дозволом відбору невеличких уламків сировини, продемонстрованої свого часу авторові в Ленінграді покійним Г.Д. Бєловим), — "ерютрона" (з Навпліона) та "ерютрофайона" (з о. Егіна), за перекладом цих новогрецьких термінів, здійсненим А.А. Білецьким (Державний Ермітаж).

При вивченні в 1963–1965 рр. кладок розкритих ще дореволюційними розкопками кварталів Херсонесу, прилеглих до Головної повздовжньої вулиці (за генеральним планом північно-східної частини Херсонеського городища, складеного 1928 р. Н. Янишевим), а також інших ділянок, нами тричі були зустрінуті штуфи червоних вапняків, які А.В. Буйських ототожнює з двома першими породами архітектурних деталей. Не виключено, що аналогічні породи під назвою "кольорового мармуру" були зафіксовані ще Р.Х. Лепером [Гриневич 1930, с. 93], а А.Л. Якобсон, описуючи мозаїки ранньосередньовічного (V-Х ст. н.е.) Херсонесу, на наш погляд, мав вагомі підстави не сумніватися в місцевому ("з мармурової балки під Балаклавою") походженні відповідної червоноколірної сировини [Якобсон 1959, с. 222].

Дійсно, описувані породи 1 та 2 за рудістовою фауною, текстурою, забарвленням, мінеральним складом співпадають з сировиною деяких місцевих гірничовидобувних кар’єрів, свого часу теж переглянутих автором. Вони можуть вважатися безумовно кримськими, мезозойського, точніше верхньоюрського віку [Геология СССР 1962, с. 114] і походять, за старими працями [Муратов 1960, с. 46–47], з відкладів оксфорд-лузітанського ярусу, а згідно останнього огляду [Геология СССР 1974, с. 96, 100, 147] — з титонського ярусу.

Враховуючи присутність в складі породи незначної домішки магнію (доломіт !), можна вважати найбільш ймовірним, що вона видобута в районі сучасного Суворівського родовища металургійних вапняків і доломітів Балаклавської групи; в той час як позбавлений зерен доломіту вапняк 2 швидше за все походив з району сучасного Кадиковського родовища тієї ж групи [Геология СССР 1974, с. 96].

Що ж до назви цих кримських порід, серед яких найбільш ефектні брекчієвидні рожево-біло-червоні відміни (адже не випадково за свідоцтвом такого видатного знавця історії каменю, як академік О.Є. Ферсман, саме цими "мармурами" оздоблені старовинні грецькі храми Константинополю), то, зважаючи на їх технологічні особливості (жилкуватість, тріщинуватість, співіснування детриточерепашкових, гранобластових та пелітоморфних структур тощо), вони, за компетентними висновками цього вченого, навряд чи заслуговують віднесення до класу справжніх мармурів [Ферсман 1962, с. 311] і, в кращому випадку, повинні вважатися мармуризованими (мармуроподібними) вапняками.

3). База колонки II-III ст. н.е. з колекції А.В. Буйських, складена сіро-білою, грубоуламковою мармуровою брекчією: на сірому цементуючому тлі з дрібнозернистого, гранобластової структури кальцитового (n0=1.658±0.003) агрегату (який при дряпанні не тхне запахом бітуму чи сірководню), з розсіяною мікропунктацією пігментуючої органічної (?) речовини та поодинокими лусочками хлоритизованого біотиту, — плями (до 20 мм в перетині) молочно-білого, просвічуючого кальциту гетерогранобластової структури, що при дряпанні тхне бітумно-сірководневим запахом, який невідомий в докембрійських мармурах України, але типовий для багатьох мармурів як Еллади-Греції [Lepsius 1891, с. 19], так і терена сучасної Болгарії, наприклад. У найбільших зернах кальциту породи спостерігаються субмікроскопічні газово-рідинні (?) включення, полісинтетичне двійникування та хвилясто-мозаїчне згасання в поляризованому світлі, за описаною схемою [Петрунь 1958, с. 37, рис. 4]; в данному випадку, правда, тектонічного походження. Зерен доломіту в переданому шматку породи не виявлено.

За брекчієвою текстурою описувана порода, як мармурова брекчія, швидше за все могла б вважатися пентелійською, проте здобутою з кар’єрів не класичного чи еліністичного часу (з однотонними білими чи сірувато-білими гатунками мармуру "верхнього" чи "нижнього" типів), а з підніжжя гори Пентелікон, де відслонюються саме мармурові брекчії [Herz 1955, p. 300]. Але цьому ніби протирічить запах бітуму, який, за Г.Р. Лепсіусом, у пентелійської сировини відсутній [Lepsius 1891, с. 15], хоч про брекчії взагалі нічого не повідомляється. Отже, без перевірки на місцевості питання лишається, принаймні для автора, відкритим. Відсутність прозорого шліфу описуваної брекчії не дозволяє за підрахунками порівняти її гранулометрію з еталонною пентелійською (табл. 1, шл. 1175), але a priori можна не сумніватися, що вони навряд чи співпадуть: тектонічне брекчіювання як геологічний процес практично завжди супроводжується зміною зернистості вихідних порід.

В цілому факти використання з архітектурно-будівельними цілями подібних строкатих за кольором чи текстурою вапняків і мармура-брекчії в Херсонесі II-III ст. н.е. безумовно симптоматичні. Вони доводять, по-перше, що розробка червоних вапняків Криму почалася херсонесітами принаймні ще за римських часів (тобто задовго до середньовіччя, коли їх видобуток, очевидно, став наймасштабнішим), доповнюючи цим самим перелік промислів населення Гераклейського півострова в І-ІV ст. н.е. за В.І. Кадеєвим [Кадеев 1970, с. 6], а по-друге, відбивають у камені певну зміну художніх смаків на той час. Останнє може бути пов’язане як з процесами варваризації населення міста та півострова Крим в цілому на початку I тис. н.е. [Атлас текстур… 1969, с. 124, 131], з давно зафіксованим переходом до поліхромії, наприклад, в ювелірній справі, так і з наслідуванням загальноімперських стандартів в будівництві [Шуази 1906, с. 487 та далі], оскільки в Римі на той час все ширше використовуються саме строкаті відміни мармурової сировини.

На противагу використаному в трьох перших випадках імерсійному методу, мікроструктурний аналіз потребує прозорих шліфів і крім петрографічного мікроскопу такого пристрою до нього, як "федоровський столик". Цей засіб дослідження широко використовується в сучасній динамічній геології [Кушнарев и др. 1984, с. 20 та далі], в тому числі за оптичним орієнтуванням карбонатів у завжди деформованих мармурах [Курдюмов 1962, с. 111]. З ідентифікаційними цілями щодо античної сировини цей метод, докладно висвітлений в посібниках [Методы и аппаратура 1980, с. 32], вперше був запропонований Н. Герцем [Herz 1955, p. 300] та Л. Вайсом [Weiss 1954, s. 641] майже півстоліття тому, але цілком придатний і сьогодні.

Наприклад, уламок плити з написом з лапідарію Херсонеського заповідника (інв. № 34351, ІОSРЕ-1–401б) макроскопічно, за мінералогією, люмінісценцією (дивись нижче) дуже схожий (при порівнянні з еталонними зразками Ермітажу) як на пароський, так і на пентелійський білий мармур, хоч за петроструктурними ознаками вони відмінні. За експериментальними даними Н. Герца [Herz 1955, p. 302–305] пароський "світильниковий" матеріал виявляє низьку ступінь просторового упорядження двійникових пластинок у зернах кальциту (його петроструктурна діаграма характеризується розпливчастою зоною узору з двома головними максимумами). В шліфі під мікроскопом, за цим автором, для пароського мармуру типове деяке розсланцювання внаслідок присутності видовжених (до 1.3–1.6 мм) зерен серед менших зазубрених (0.3–0.4 мм), оточених зовсім тонкозернистим матеріалом. Наксоський (з району Аполонії) та делоський мармури виявляють чітко орієнтовану структуру з вузькою поясною зоною та одним великим максимумом. Зернистість цих острівних мармурів варіює від середньої (1–2 мм) до ще дрібнішої (0.3–0.6 мм), без ознак розсланцювання. А от спілійський мармур г. Пентелікон характеризується чітким, хоч і не замкнутим структурним візерунком з численними максимумами (що зразу відрізняє його від острівних гатунків; до того ж він постійно містить домішку кварцу та слюди-мусковіту, а розміри зерен СаСО3 у нього — від 0.25 до 0.7 мм).

Матеріал херсонеського епіграфічного уламку у шліфі, випиляному субпаралельно до ледве помітної шаруватості, по-перше, не містить відносно великих (класу 1–2 мм) зерен кальциту, типових для сировини пароських копалень (табл. 1). По-друге, за петроструктурною діаграмою (рис. 1) орієнтування полюсів двійникових пластинок в зернах кальциту цієї породи (рис. 1, 4) він відмінний від наксоської та пароської (рис. 1, 1, 2), безумовно наближаючись до пентелійської (рис. 1, 3), що дозволяє вважати плиту з написом виготовленою саме з цієї відміни.

Таблиця 1. Гранулометричний склад білих мармурів за результатами переліку під мікроскопом у прозорих петрографічних шліфах (у відсотках)

Розміри зерен у мм
Номер шліфа Походження породи Кількість врахованих зерен 0.03-0.15 0.15-0.35 0.35-0.45 0.45-0.6 0.6-1.0 1.0-2.0
1168 О.Парос.Ермітаж 1024 33.7 39.1 14.7 8.3 3.6 0.6
1175 г.Пентелікон 841 43.8 42.4 9.4 3.7 0.7
144 Херсонес, № 34354 776 31.3 48.5 10.8 5.8 3.6

Петроcтруктурні діаграми кальцитових мармурів античних родовищ (1)

Рис. 1-1. Схематизовані петроcтруктурні діаграми орієнтування полюсів двійникових пластин суто кальцитових мармурів ряду античних родовищ та місцезнаходжень з відповідними контурами полів: 1. о.Парос (400 полюсів, поля 0.0–0.25; 0.25–0.50; 0.50–1.0; 1.0–2.0; 2.0–4.0%). За Н.Герцем [Herz 1955].

Петроcтруктурні діаграми кальцитових мармурів античних родовищ (2)

Рис. 1-2. Схематизовані петроcтруктурні діаграми орієнтування полюсів двійникових пластин суто кальцитових мармурів ряду античних родовищ та місцезнаходжень з відповідними контурами полів: 2. о.Наксос (197 полюсів, поля 0.0–0.5; 0.5–1.0; 1.0–2.0; 2.0–3.0; 6.0–8.0%). За Н.Герцем [Herz 1955].

Петроcтруктурні діаграми кальцитових мармурів античних родовищ (3)

Рис. 1-3. Схематизовані петроcтруктурні діаграми орієнтування полюсів двійникових пластин суто кальцитових мармурів ряду античних родовищ та місцезнаходжень з відповідними контурами полів: 3. г.Пентелікон (222 полюса, поля 0.0–0.45; 0.45–0.9; 0.9–1.35; 1.35–1.8; 1.8–3.5%). За Н.Герцем [Herz 1955].

Петроcтруктурні діаграми кальцитових мармурів античних родовищ (4)

Рис. 1-4. Схематизовані петроcтруктурні діаграми орієнтування полюсів двійникових пластин суто кальцитових мармурів ряду античних родовищ та місцезнаходжень з відповідними контурами полів: 4. Херсонес, № 34354 (150 полюсів, поля 0.0–0.5; 0.5–1.0; 1.0–2.0; 2.0–3.0; 3.0–6.5%). За вимірами В.Ф.Петруня.

Як відомо, мармур спочатку надходив в Аттику з острова Наксос, пізніше почалася розробка статуарно-архітектурної сировини у підземних (з штучним освітленням, звідки і відповідна назва – "люкснітес") виробках о. Парос і, нарешті, в період розквіту Афін, їх "золотого віку", пентелійська сировина не просто витиснула з ужитку острівні різновидності, а й активно почала розходитися в усі кутки давньогрецької ойкумени. Пентелійське походження сировини уламку з написом дозволяє датувати час видобутку його матеріалу моментом не раніше часу масових розробок родовищ г. Пентелікон, хоч нижня межа цієї події, звичайно, лишається відкритою.

Крім імерсійного чи петроструктурного аналізів, на увагу археологів, навіть зовсім не знайомих з петрографією, безумовно заслуговує ще один, відносно простий, не дуже точний, проте наочний метод, а саме люмінісцентне дослідження. Відомо, що мінерали кальцит та доломіт, які складають мармур поодинці або у суміші (як, наприклад, в уламку барабану великої колони, знайденої в Ольвії, шматочок якої був переданий авторові для визначення А.В. Буйських в 1990 р.), здатні до люмінісценцїі, тобто до світіння під впливом різних джерел енергії. Окремі автори розрізняють до одинадцяти видів люмінісценціі [Поваренных, 1958 с. 3–15, с. 6] за методом збудження (вапняки, наприклад, виявляють до чотирьох піків світіння при простому нагріві за температур 120–140, 150–190, 210–250 та 290–310°С), але найзручнішим для потреб археолого-петрографічного аналізу на його сучасному рівні виявляється ультрафіолетова люмінісценція, засоби використання якої давно увійшли в практику геолого-мінералогічних досліджень [Комовский, Ложникова 1954, с. 3 та далі]. Ця методика не потребує ані складного обладнання, як у випадку вивчення спектрів люмінісценції, ані громіздких засобів захисту (як при рентгено- чи радіолюмінісценції), але разом з тим надає дослідникові додаткові критерії класифікації мармурів також за результатами "холодного світіння". За джерело останнього при паралельному дослідженні херсонеського (відібраного з люб’язного дозволу дирекції музею в 1965 р.) та ермітажного мармурів правив освітлювач типу ЛЮМ-2 (конструкції Всесоюзного науково-дослідного геологічного інституту), який працював з лампою ПРК-4 у режимі жевріючого розряду, та ультрахіміскоп УХ-І з бактеріцидними газосвітловими лампами низького тиску БУВ-15, що випромінюють ту ж частину спектра (переносна голівка на здовжувачах останнього особливо зручна при потребі огляду важких та великих мармурових виробів). В обох випадках використання променів певного максимуму (253.7 мілімікрон) та поглинення видимого світла забезпечувалося застосуванням фільтру УФС-1 1.5 мм завтовшки. Звичайно, принципово можливе використання і більш досконалих сучасних приладів, вживаних у геолого-пошуковій або промислово-збагачувальній практиці [Гаева 1969, с. 1; Сорунев, 1982].

При гранично простій методиці спостережень (візуальна оцінка кольору світіння та його інтенсивності за трьохбальною шкалою) 30 проб херсонеської сировини виявилися неоднорідними навіть у випадку "ближнього ультрафіолету". Різниця в люмінісценції мармурів теоретично обумовлюється низкою причин, нерідко достатньо складних, які залежать від походження, текстури, мінерального складу, елементів-домішок породи, а також процесів, впливу яких вона зазнавала в минулому аж до моменту вивчення. Звичайно, далеко не завжди ці причини можна однозначно встановити навіть в разі дослідження окремих складаючих породу зерен, але надбаний досвід сумарної оцінки херсонеської сировини дозволяє твердити, що:

А. Необроблені (або оброблені в старовину) поверхні мармурових предметів, які протягом десятків-сотень років піддавалися безпосередньому впливу атмосферних факторів, від дощової чи снігової води і до близькості морської акваторії [Ферсман 1927, с. 311], особливо із слідами лишаїв або інших органічних решток, світяться переважно бузково-білястим, жовтувато-бузковим, блідожовтим світлом низької інтенсивності. Штучно пришліфовані в старовину поверхні (наприклад, уламка мармурової колони з середньовічного приміщення 36Г у районі ХVІ куртини), як правило, також виявляють яснобузково-ясножовте світіння, дещо варіююче від зразка до зразка, а інколи навіть на різних ділянках однієї поверхні досить великих фрагментів мармуру смугастої текстури. Рідше світіння буває фіолетовим, інколи навіть досить густим. Смугасті відміни мармуру і в ультрафіолеті переважно неоднорідні: широкосмугастий доломіто-кальцитовий мармур надписаної колони з Уваровської базиліки (без інв. №, IOSPE-12–444) виявляє в сколах білих ділянок слабке бузково-жовте, в сірих — густіше, але все ж таки бузкове, а не фіолетове світіння. На жаль, різницю в світінні між кальцитом і доломітом цієї породи помітити не вдається. По-перше, останній тонкозернистіший, по-друге, розсіяний в кальцитовому агрегаті.

Б. Під впливом сучасних техногенних факторів, таких як розколювання, пиляння, свердління, тощо, матеріал античних мармурів вздовж відповідних пошкоджень помітно (у 1.5–2 рази) підвищує інтенсивність світіння. Незважаючи на аналогічність подібного руйнування з тріболюмінісцентністю, кінцеві результати спостерігаються знов-таки в ультрафіолеті, і тому повинні пояснюватися з позицій фото-люмінісценціі (при обережній підшліфовці мармуру порошками-хвилинниками, які вживаються при виготовленні шліфів та аншліфів, ефекта посилення світіння не спостерігається). Причина явища не тільки в утворенні певної кількості кальцитової пудри на розпилі, а у виникненні в породі по обидві боки від прорізу, або вздовж подряпини внаслідок механічних зусиль мікрозон з підвищеним вмістом двійників сковзання та інших дефектів кристалічної решітки мінеральних зерен агрегату. При цьому досить виразно проявляється активізуючий вплив домішки в мармурах бітумінозної речовини (зникаючої при нагріванні), в той час як гранулометрія майже не відбивається на типі люмінісценції.

Так, середньо-крупнозернистий блакитнувато-сірий мармур типу проконеських з фрагменту кам’яної чаші (?), зустрінутий автором підчас археолого-петрографічного огляду кладок невеликого храму (що розміщується навпроти західного кута Східної базиліки, через майдан, яким кінчається Головна повздовжна вулиця Херсонесу), у сколі виявляє соковите яснофіолетове світіння, яке в свіжій подряпині робиться приблизно в півтора рази більш густим. Аналогічно ведуть себе мармури ряду пізньоантичних сірих капітелей лапідарію та крупнобрекчієвий матеріал призматичного постаменту на перетині V-ої поперечної та Головної повздовжньої вулиць, або дрібнозернистий неясно-смугастий сірий кальцитовий мармур "гіметського" типу з циліндричного постаменту статуї (інв. № 8181, IOSPE-12–424б).

Білі мармури, як правило, навіть в свіжих сколах відрізняються менш яскравою люмінісценцією. Дрібнозернистий матеріал уламка плити з написом (інв. № 35040, ІOSPE-12–438), сильно звивітрілий (який з поверхні майже розсипається) уламок середньозернистого кальцитового мармуру з кладки стіни будівлі, обмеженої V та VІ поперечними і Головною вулицями, нарешті, невеликий мармуровий квадр з базиліки північного району міста люмінісцюють блідофіолетовим світлом, хоч інтенсивність зростання світіння подряпин в них майже не поступається тій, що у сірих відмінах. До цього ж типу мармурів за характером світіння слід віднести, очевидно, вивітрілий середньозернистий, жовтуватий у свіжому зламі (малоазійський ?) мармур однієї з двох розбитих колон на території III античного кварталу: в ультрафіолеті він світиться жовтуватим кольором, хоч подряпина на його поверхні виявляє вже стандартне фіолетове світіння.

А от у світінні свіжого сколу крупнозернистого, нерівномірнозернистого блакитнувато-сірого прошарку мармурової плити античного саркофагу, повторно використаної у вимостці середньовічної базиліки північного району Херсонесу (інв. № 35228/5), крім основного фіолетового фону з’являються також своєрідні червонуваті відтінки, хоч сумарна інтенсивність люмінісценції взагалі така ж, як у сірих середньо-великозернистих мармурів. Рожево-бузкове світіння виявлено і в нерівномірно зернистому мармурі барабану колони з VІ кварталу античної частини міста, південніше V поперечної вулиці. Причин появи червонуватих відтінків поки що не встановлено, але вони є.

В. На наш погляд, для археологів має бути принципово важливим, по-перше, підвищення інтенсивності світіння мармурів в точках сучасних механічних пошкоджень, яке зберігається протягом принаймні перших десятків років (два шматки сіро-білого мармуру з середньовічних кладок Херсонесу, власноруч відпиляних автором у 1963 р., зберігали в умовах кімнатної температури яскраве світіння вздовж поверхні розпилу понад 10 років), а, по-друге, підвищення інтенсивності люмінісценції також в результаті навіть нетривалого нагріву-прожарювання у відкритому полум’ї.

В першому випадку варіації люмінісцентних параметрів карбонатних порід дозволяють розрізняти між собою старовинні та нещодавні пошкодження, сколи, врізи, карби аж до написів та інших ознак механічної обробки матеріалу, особливо коли з’являються підстави сумніватися в походженні предмету. І хоч підробка написів на камені, досить широко практикована у дореволюційні часи на терені північного Причорномор’я [Бертье-Делагард 1896, с. 37], за останні десятиріччя тут начебто остаточно зникла, закордонний досвід прискіпливо накопичує критерії розпізнавання оригіналів та фальшивок в античній археології [Studnicka 1928, s. 140 та далі], звичайно, не тільки за художньою стилістикою. І використання тут точних методів, зокрема люмінісценціі, на наш погляд, безумовно виправдане.

Адже "підновлені" сучасним різьбярем деталі декору архітектурного виробу, скульптури, літери підробленого псевдоантичного напису (на безумовно античному за походженням мармуровому матеріалі) в ультрафіолетовому освітленні виглядатимуть інакше, ніж старовинні, несфальсифіковані ділянки тієї ж реутилізованої плити, рельєфу чи епіграфічного об’єкту. Звичайно, з часом подібна різниця зникне, особливо якщо виріб десятиріччями перебуватиме на відкритому повітрі, під впливом атмосферних опадів. Якщо в ХVIII-ХІХ ст. за рік вони руйнували-розчиняли кальцитові чи доломітові поверхні на глибину 0.007 та 0.0085 мм відповідно [Ферсман 1962, с. 312], в загазованому повітрі сучасного Риму інтенсивність розкладу мармурових поверхонь, не захищених енкаустичним ганозисом типу запропонованого Т.В. Хвостенко або іншими захисними плівками, становить вже 0.02 мм/рік. Доречі, дрібна неглибока "щербатість" поверхні деяких кальцит-доломітових мармурових виробів експозиції, наприклад, Одеського археологічного музею, викликана саме вибірковим опором цих мінералів процесам гіпергенного руйнування. При надмірних субатмосферних експозиціях підробок ультрафіолет може виявитися безсилим (за три століття, наприклад, в умовах північноамериканського клімату, написи на поховальних спорудах, врізані в мармур, взагалі зникали), але надмірні терміни "витримки" фальсифікованих "антиків" перед їх появою на підпільному ринку малоймовірні.

Що ж до люмінісцентних показників нагрівання карбонатної сировини, то у комплексі з декрепітаційним аналізом (дивись нижче) та ознаками дисоціації карбонатних порід (якщо у кальцита ендотермічна реакція з максимумом розвитку сягає 940°С, то у доломіта вона починається на 100°С раніше) вони дозволяють встановити, наприклад, температурний режим загибелі приміщення з мармуровим начинням у вогні пожежі, тощо.

Нарешті, різниця в люмінісценціі як античних, так і середньовічних мармурів Херсонесу та інших пам’яток північного Причорномор’я, може бути використана у допоміжних цілях при реставрації потрощених виробів за співпадаючим світінням уламків колись єдиної речі, знайдених часом у досить віддалених одна від одної ділянках культурного шару або навіть в різних розкопах. Крім того, люмінісцентні дослідження в запропонованому варіанті цінні тим, що вони на відміну від інших методик можуть взагалі не потребувати проб, а робитися безпосередньо в польових умовах "у цілику", займаючи обмаль часу. Інтерпретація ж результатів залежатиме від уваги, професіоналізму та набутого дослідником досвіду.

Серед перспективних методів дослідження кальцито-доломітових мармурів, які вимагають мінімальних проб рівномірно подрібненої речовини (перші грами), слід назвати декрепітацію, теорія [Пальмова, Ликов 1970, с. 64] та методика якої детально викладені [Пизнюр 1986, с. 46 та далі]. Цей термозвуковий вид мінералого-геохімічного дослідження базується на аудіовизначенні температур зникнення в процесі прожарювання газово-рідинних включень у мінералах та гірських породах (з їх "розтріскуванням", "мікровибухами" або "розривами"), що фіксується або на слух, або за допомогою спеціальної апаратури [Методы и аппаратура 1980, с. 19 та далі].

Вперше запропонований з метою визначення режиму гідротермального мінералоутворення, цей метод надалі викликав жваву дискусію щодо можливості його використання для мінералів з досконалою спайністю (до яких, між іншим, належать також кальцит і доломіт): одні дослідники критично відносилися до отриманих результатів, вважаючи, що декрепітаційні "піки" на графіках не відповідають температурам кальцито- чи доломітоутворення [Долгов, 1965], інші відстоювали протилежну точку зору [Соколов 1970; Хетчиков, 1969].

Для власне археологічних цілей співпадіння чи неспівпадіння температур декрепітації та гомогенізації, важливе з точки зору геохімії, принципового значення не має, але той факт, що декрепітаційний ефект в карбонатах (які відповідно містять або позбавлені герметичних флюїдних, гідротермальних чи метаморфогенних водних чи газово-водних мікровключень) може бути то наявним, то відсутнім, що "піки" декрепітації помітно варіюють за масштабом, або взагалі зникають у кальцито-доломітових породах, які нагріваються до температур 400°С [Пизнюр 1986, с. 75], досить красномовний. Дійсно, за декрепітаційними даними всі гатунки мармурової сировини в первісному (тобто без техногенного прожарювання) стані розпадаються на дві великі групи, — аудіоінертних та аудіоактивних, що ілюструється декрепітограмою (рис. 2), на якій по горизонталі відкладено температуру деформації включень, а по вертикалі — кількість імпульсів розтріскування, знятих у режимі автоматичного запису в лабораторії Львівського державного університету установкою, конструктивно близькою до ЛДУ-2М [Котов и др. 1970, с. 155–156].

Декрептограма зразків античного мармуру (1)

Рис.2. Декрептограма зразків античного мармуру різного походження: I. Мармур гіметський попелясто-сірий, тонконеясносмугастий, дрібнозернистий, з прожилками крупнозернистішого кальциту, без запаху бітуму чи сірководню. Еталонна колекція мармурів Ермітажу. Шліф 1175; II. Мармур сілікатно-кальцитовий (з фукситоподібною слюдою, хлоритом, кварцем, альбітом, епідотом) зеленкувато-сірувато-білий, без запаху. Тіра, фонди Білгород-Дністровського музею. Шліф 1195; III. Мармур білий ("левкон") пентелійський, цукровидний, кальцитовий, без запаху. Еталонна колекція мармурів Ермітажу. Шліф 1186; ІV. Мармур сірувато-білий дрібно-середньозернистий, з тонкими сірими прожилками, істотно кальцитовий, що тхне бітумом (сірководнем) при дряпанні. Уламок колони орієнтовно ІV-V ст. н.е. у вторинному заляганні з середньовічного (ХIII-ХІV ст.) приміщення 36Г припортового кварталу біля ХIII куртини Херсонесу. Шліф 145.

Декрептограма зразків античного мармуру (2)

Рис.2. Декрептограма зразків античного мармуру різного походження: V. Мармур широкосмугастий (білі та сірі прошарки потужністю 3–10 см) середньо-дрібнозернистий, істотно кальцитовий, що тхне бітумом (сірководнем) при обробці. При нагріванні до 330°С у шматку майже втрачає сіре забарвлення та запах. За результатами пофарбування алізарином рот виявляє присутність зерен доломіту. Колона з написом, знайдена 1863 року в Уваровській базиліці (ІOSРЕ 12–444). Шліф 147; VІ. Мармур білий, цукровидний, кальцитовий, без запаху. Тіра. Шліф 1200; VII. Мармур пароський "попелястий", сірувато-білий, неяснотонкосмугастий, істотно кальцитовий, з чітким запахом. Еталонна колекція мармурів Ермітажу. Шліф 1169.

З цих графіків витікає, що проби мармурів I та II (відповідно гіметського еталонного та сілікатно-кальцитового, що походить з Тіри) майже аудіоінертні, хоч за мінеральним складом належать до різних відмін, тоді як проби V (доломітовміщуючий кальцитовий мармур з Уваровської базиліки Херсонесу) та VІ (білий мармур із Тіри, що на відміну від попереднього зразка зовсім позбавлений запаху бітуму-сірководню) не просто максимально аудіоактивні, а й до деталей співпадають між собою за своїми піками.

Інші три гатунки мармурової сировини античного походження виявляють графіки проміжного типу, і хоч наведена діаграма має суто якісний, демонстраційний характер, вона доводить, що породи, зовні схожі за візуальною оцінкою та однією із запропонованих вище методик, інколи виявляються декрепітаційно відмінними, і навпаки. Причин цього може бути декілька, і вони можуть бути уточнені тільки за умов декрепітаційної перевірки великих, статистично обгрунтованих вибірок аудіоактивної сировини точно встановлених родовищ.

Але слід нагадати, що мармури різних геологічних регіонів нерідко візуально надзвичайно схожі, і оскільки декрепітація може дозволити, поруч з іншими методами, чітко розрізняти їх між собою і за такою ознакою, нехтувати нею не слід. Якщо основні давньогрецькі місцезнаходження мармурової сировини та принаймні їх петрографічна характеристика на сьогодні більш-менш вичерпно встановлені (за виключенням хіба малоазійського матеріалу), існують еталонні колекції, матеріали яких дозволяють контрольні перевірки та зіставлення, то великий масив найближчих до північного Причорномор’я корінних мармурів стародавніх Фракії-Мезії, Дакії (до римської Панонії) з археолого-петрографічної точки зору вивчено явно недостатньо. Це справедливо навіть для району колишньої столиці даків — згодом римсько-провінціального центру Сармизегетуси. Діючий поруч з ним в Булаві кар’єр у масових масштабах постачав архітектурні мармурові вироби для потреб замовників прилеглої території; мармурові кар’єри римських часів діяли і в інших точках сучасних Трансільванії, Банату і Олтенії. Саме тому згадані території потребують невідкладної археолого-петрографічної ревізії, хоча б на рівні проведеної сто років тому Г.Р. Лепсіусом [Lepsius 1891, с. 7], з колекціюванням відповідних зразків сировини, конче необхідної для ідентифікаційних цілей археологічним науковим центрам не тільки самих Румунії та Болгарії, а й сусідніх Угорщини, України, Росії, власне Греції, у кількості, придатній для подальшого студіювання принаймні за рекомендованими в цій статті методиками.

Звичайно, крім описаних методів і поруч з традиційно успадкованими від ХІХ ст. прийомами класичного хімічного аналізу (який, проте, на сьогодні у випадку карбонатних порід дозволяє користуватися і таким раніше невідомим показником ступеню метаморфізму порід, як кальцитове-доломітовий геотермометр), мармурову сировину теоретично можна вивчати ще за багатьма найсучаснішими мінералого-геохімічними методиками. Серед них ультрафіолетова, рентгенівська та електронна мікроскопія, термографія, акцесорний, термолюмінісцентний та петрофізичний аналізи, лазерне мікрозондування або рентгеноструктурний аналіз окремих породоутворюючих мінералів, усі види спектрографії (від інфрачервоної до нейтронно-активаційної), незамінні при визначенні загальнопородного фону елементів-домішок, дослідження складу мінералоутворюючих середовищ (за газово-рідинними включеннями, наприклад, у аудіоактивних мармурах, тощо) або ізотопного складу кисню, приміром, у кальцито-доломітових чи силікатних мармурах.

Проте, на жаль, одні з цих методів фактично дублюють, правда на більш "високому" науковому рівні, висновки, отримані простішими засобами, інші (наприклад, при вивченні акцесоріїв) потребують відносно великих (до 10 кг) проб мармурової речовини, що в разі унікальних античних пам’яток, звичайно ж, недоцільно, треті вимагають надто складного, дорогого, часом унікального лабораторного обладнання, відповідного штату фахівців тощо.

Нарешті, сучасний рівень наших знань регіональної геології та корисних копалин не тільки України, а й усіх найближчих до неї європейських країн (отже і того, що може бути пов’язано з відповідними родовищами вапняків або мармурів та їх діагностуючими параметрами), базується на результатах переважно післявоєнного геологічного здіймання. Останнє традиційно спирається на поєднання кваліфікованих (за девізом Геологічного конгресу "Mente et malleo") польових досліджень з картуванням відповідного масштабу на візуальній основі (звичайно, з урахуванням даних пошукового, експлуатаційного або глибинного буріння, геофізики, аеро- чи космофотозйомок, тощо), збиранням кам’яних колекцій та опробуванням безпосередньо в полі. Наступний етап — переважно петрографо-літологічне та мінералогічне, макро- та мікропалеонтологічне, хімічне або спектрографічне лабораторне вивчення кам’яних матеріалів у камеральних умовах. І в значно менших масштабах — вибіркове дослідження найбільш дорогими методами (так що про встановлення тут будь-якого узагальнюючого фону поки що не можна говорити) поодиноких "вузлових" або з якихось інших причин цікавих зразків за допомогою ультрамікроскопії, визначення, наприклад, ізотопного складу, абсолютного віку (прерогатива переважно науково-дослідних установ, головним чином поки що в загальнорегіональному, якісному плані), тощо.

Ось чому при ідентифікації, припустимо, античних мармурових речей, встановленні гаданого місця походження відповідної сировини, на сьогодні найбільш виправдана орієнтація на безвідмовну мікроскопію у заломлюючому поляризованому світлі видимої частини спектру, та деякі додаткові до неї, відносно прості, економні та оперативні методи. Інша справа, якби ізотопний склад мармурів Європи був встановлений не за поодинокими, а масовими пробами, до того ж не широким фронтом по великих мармуроносних регіонах в цілому, а для окремих родовищ, відслонень, копалень відповідної сировини (що зараз не спроможні забезпечити не тільки геолого-розвідницькі експедиції, які здійснюють геологічне здіймання, пошуки та розвідки, а й спеціалізовані науково-дослідницькі інститути, тим більше, що отримані результати тут не завжди бездоганні, тоді як причини коливань визначених параметрів через невеликі вибірки не завжди піддаються статистично обгрунтованій інтерпретації).

Час позбуватися надміру "лаконічних" описів мармурової сировини, якою рясніють археологічні публікації, на взірець просто "мармурової плити", "плити з тонкозернистого мармуру" або в кращому разі "плити з білого дрібнозернистого мармуру високої якості", навіть без визначення просвічуємості. Проте, за О.Є. Ферсманом, у найкращого карарського "статуаріо" вона становить 3–4 см, у пароського білого — 3.5 см, пентелійського "левкона" — 1.5 см, в той час як гіметські та проконеські гатунки переважно завжди більш "глухі", звичайно, при умові використання одного і того ж джерела освітлення, природного чи штучного походження (відповідно: частково екрановані сонце або електролампа приблизно на 100 ват).

Література

Аплонов В.С., Соколов С.В. Оценка пригодности минералов с совершенной спайностью для декрепитационного анализа // Использование методов термобарогеохимии при поисках и изучении рудных месторождений.– М., 1982.– С. 175–184.

Атлас текстур и структур осадочних горных пород. Часть 2. Карбонатные породы.– М., 1969.– 707 с.

Белов Г.Д. Херсонес Таврический. Историко-археологический очерк.– Л., 1946.– 143 с.

Бертье-Делагард А.Л. Подделка греческих древностей на юге России // ЗООИД.– 1896.– Т. XIX.– С. 27–68.

Бондаренко О.Б., Михайлова И.А. Краткий определитель ископаемых безпозвоночных.–М., 1969.–480 с.

Винчелл А.Н., Винчелл Г. Оптическая минералогия.– М., 1933.– 561 с.

Гаева Н.М.О повышении эффективности люминисцентного осветителя СИ-18 при поисках шеелита // Информационные сообщения Всесоюзного института экономики минерального сырья.– М., 1969.– Серия: лабораторные и технологические исследования и методы обогащения минерального сырья.– № 1.– С. 1–5.

Геология СССР. Том VIII. Крым. Часть І. Геологическое описание. – М., 1962.– 575 с.

Геология СССР. Том VIII. Крым. Часть II. Полезные ископаемые. – М., 1974.– 207 с.

Гриневич К.Э. Северо-восточные кварталы Херсонеса Таврического по данным раскопок Р.Х. Лепера // Херсонесский сборник.– Севастополь, 1930.– Сб.III.– С. 5–140.

Долгов Ю.А. Термозвуковой метод, его развитие и применение // Труды Института геологии и геофизики.– Новосибирск, 1965.– Материалы по генетической и экспериментальной минералогии.– Т.III.– Вып. 31.– С. 287–300.

Кадеев В.И. Очерки истории экономики Херсонеса в I-IV веках н.э.– Харьков, 1970.– 164 с.

Казаков А.Н. Методическое руководство по динамическому анализу микроструктурных ориентировок карбонатов.– Л., 1967.– 109 с.

Комовский Г.Ф., Ложникова О.Н. Люминисцентный анализ при изучении руд и минералов.– М., 1954.– 92 с.

Котов Е.И., Тимофеев А.В., Хотеев А.Д., Штейншнайдер Т.Л. Новая лабораторная декрепитационная установка (ЛДУ-2М) // Вопросы геохимии, минералогии, петрологии и рудообразования.– Киев, 1970.– С. 155–156.

Курдюмов А.А. Об однородности ориентировки кальцита в деформированных мраморах // Известия Академии наук СССР, сер. геологическая.– 1962.– № 2.– С. 101–117.

Кушнарев И.П., Кушнарев П.И., Мельникова К.М. Методы структурной геологии и геологического картирования.– М., 1984.– 375 с.

Методы и аппаратура для исследования включений минералообразующих сред. – М., 1980.– 199 с.

Муратов М.В. Краткий очерк геологического строения Крымского полуострова.– М., 1960.– 207 с.

Пальмова Л.Г., Ликов Ю.Л. О теоретическом обосновании декрепитационного анализа // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка.– М., 1970.– № 12.– С. 64.

Петрунь В.Ф. К методике развернутого описания материала мраморных вещей // СА.– М., 1969.– № 2.– С. 256–260.

Петрунь В.Ф. О мозаичном строении кристаллов кальцита // Труды Криворожского горнорудного института.– М., 1958.– Вып.2. Геология и минералогия.– С. 33–43.

Петрунь В.Ф., Белокрыс Л.С. По поводу статьи М.Г.Барковской "Об особенностях терригенной минералогии черноморских осадков у побережий, сложенных рифогенным неогеном" // Литология и полезные ископаемые, 1970.– № 6.– С. 126–132.

Пизнюр А.З. Основы термобарогеохимии.– Львов, 1986. 198 с.

Поваренных А.С. К вопросу о природе люминисценции минералов // Труды Криворожского горнорудного института.– М., 1958.– Вып. 2. Геология и минералогия.– С. 3–15.

Половинкина Ю.Ир. Структуры и текстуры изверженных и метаморфических пород.– М., 1966.–4.1. Словарь терминов.– 240 с.

Половинкина Ю.Ир., Аникеева Н.Ф., Комарова А.Е. Структуры горных пород.– М.-Л., 1948.– Т. 3.– 308 с.

Половинкина Ю.Ир., Викулова М.Ф., Разумовская Е.Э. и др. Структуры горных пород. М.-Л., 1948.– Т. 2. Осадочные породы.– 220 с.

Соколов С.В. О возможности применения метода декрепитации к минералам с совершенной спайностью // Экспериментальное исследование процессов минералообразования.– М., 1970.– С. 121–125.

Сорунев А.М. Прибор на основе лампы ДРТ-400 (220) для определения шеелита в ультрафиолетовых лучах в полевых условиях // Рационализаторские предложения и изобретения Всесоюзного института экономики минерального сырья. М., 1982.– Вып. 1(133).– С. 33–36.

Татарский В.Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод.– М., 1965.– 306 с.

Ферсман А.Е. Избранные труды.– М., 1962.– Т. 2.– 592 с.

Ферсман А.Е. Мрамор // Нерудные ископаемые.– Л., 1927.– Т. 2.– С. 293–330.

Хетчиков Л.Н., Дороговин Б.А. О возможности определения температуры образования кальцита методами гомогенизации и взрывания газово-жидких включений // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института синтеза минерального сырья.– М., 1969.– Вып. 10.– С. 144–152.

Шуази О. История архитектуры.– М., 1906.– Т. 1.– 557 с.

Якобсон А.Л. Раннесредневековый Херсонес. Очерки истории материальной культуры // МИА.– М., 1959.– № 63.– 362 с.

Blümel C. Die Archaische griechischen Skulpturen.– Berlin, 1963.– 73 s.

Herz N. Petrofabrics and classical archeology // Аmerican Journal of Science.– 1955.– Vol. 253.– № 5.– P. 299–305.

Lepsius G.R. Griechische Marmorstudien // Аbhandlungen Akademie der Wissenschaft.– Berlin, 1891.– Philos.-histor.– Abh. 1, 8.

Studnicka F. Neue archaische Marmorskulpturen, Falsches und Echtes // Jahrbuch der Deutche Archäologische Institut.– Berlin, 1928.– Vol. XLIII.– S. 140–170.

Weiss L. Fabric analysis of some Greek marbles and its application to archeology // Аmerican Journal of Science.– USA, 1954.– Vol. 252.– P. 641–662.

Примітки

Забруднення мармурової поверхні усякого рода сторонніми речовинами може викликати невластиву "чистій" породі люмінісценцію. Так в точках мармуру, просякнутим гасом чи машинним маслом, спостерігається яскраве блакитне або зеленкувато-жовте світіння в ультрафіолеті.

Звичайно, подібні мастила на щойно здобутому з культурного шару мармурі неймовірні, однак рослинні масла широко використовувалися і в давнину, а звичай пофарбування або натирання мармурових поверхонь воском (щоб за класичними естетичими нормами вони не виблискували) в античні часи був загальноприйнятим. Оскільки воск, як і смоли, досить інертний щодо процесів вивітрювання, не слід виключати принципову можливість його впливу на люмінісценцію окремих мармурових виробів (типу кам’яних блюд, ступок, тощо), принаймні до перевірки в експериментальних умовах на статистично обгрунтованих вибірках.

Так само не слід зловживати (принаймні до необхідних люмінісцентних або мікрохімічно-спектроскопічних досліджень) миттям мармурових уламків у слабкому розчині соляної кислоти з метою позбавлення вторинно-інфільтраційних вапнякових кірочок, які відкладаються на поверхні каменю під час перебування його в культурному шарі. Теоретично подібна операція також повинна позначитися на характері люмінісценціі, хоч як саме, в кожному конкретному випадку без експериментальної перевірки сказати неможливо. Нарешті, сучасні нагрівання або механічні пошкодження поверхні каменю (сколи, удари, врізи) теж змінюють його "холодне світіння", про що нижче.

Опубліковано 12.07.2003 р.

Попередня стаття | Перелік статей | Наступна стаття

Сподобалась сторінка? Допоможіть розвитку нашого сайту!

© 1999 – 2019 Група «Мисленого древа», автори статей

Передрук статей із сайту заохочується за умови
посилання (гіперпосилання) на наш сайт

Сайт живе на

Число завантажень : 4755

Модифіковано : 5.06.2015

Якщо ви помітили помилку набору
на цiй сторiнцi, видiлiть її мишкою
та натисніть Ctrl+Enter.