Некоторые вопросы диагностики обжиговых процессов по следам на сосудах

Изучение и реконструкция системы, обжига по следам на черепке, оставшимся в результате термического воздействия, не может в полном объеме представить все воздушно-огневые операции, которые имели место в древности. Так, не может быть дешифрован качественный состав топлива, критерии его отбора, контроль за сосудами в процессе обжига и т.п. Это остается прерогативой этнографии, откуда археолог может почерпнуть лишь общие сведения о возможных способах и процессах, не зафиксированных в источнике.

Изучение обжига, как и исследование формовочных масс, требует использования инструментальных методов, характеризующих фазовое состояние силиката. Однако, часто полученный результат оказывается гораздо ниже затраченных усилий [Tite M.S., 1969; Софейков О.В., Савинкина М.А. и др., 1988]. Действительно, какие основные выводы можно получить, реконструируя обжиговую технику по археологическим материалам: температуру, выдержку, обжиговую среду. Дополнительными характеристиками, восстановленными лишь отчасти, могут служить: реконструкция условий сушки, положения в обжиговом устройстве, наличие утилитарного обжига.

Едва ли будет преувеличением отметить, что основная часть первобытной керамики обжигалась в низкотемпературном режиме без каких-либо специальных приспособлений. В некоторых горнах температура даже не превышает 600° [Бидзиля В.И., Воленик В.К., Гошко Т.Ю., 1981, с. 125]. Следовательно, возможности реконструкции еще более уменьшаются, точнее становятся более общими и невыразительными. Выход из этой ситуации лежит в области поиска дополнительных признаков и критериев, отражающих качественные характеристики сушки и обжига. Природа этих признаков базируется на химикомеханических изменениях сырца в результате термического воздействия. Причем, специальных обжиговых сооружений, например, в бронзовом веке Западной Сибири неизвестно. Обжиг проходил в условиях открытого костра, температура которого не превышала 800° [Сайко Э.В., 1977,
с. 55]. Рассмотрим кратко процессы, происходящие при сушке и обжиге.

Сушка

Сушка сосудов — это процесс, связанный с понижением их влажности. Отформованная керамическая масса представляет собой капиллярно-пористое тело, в котором влага перемещается преимущественно в виде жидкости, а затем в меньшем количестве — в виде пара [Бурлаков Г.С., 1972, с. 147]. В процессе сушки сначала удаляется свободная вода, а затем связная [Зальманг Г., 1935, с. 72]. Постоянное испарение влаги с поверхности сосуда и наличие воды внутри сырца создает определенный влажностно-температурный градиент, в результате которого вода стремится из зоны повышенной влажности в зону пониженной влажности, т.е. к поверхности стенок сосуда. Данный процесс сопровождается усадкой изделия [Уоррел У., 1978, с. 175-177] и опасностью появления усадочных трещин. С этой точки зрения весь процесс сушки подразделяется на три стадии [Булавин И.А., 1938, с. 20-22]:

1) удаление воды в объеме равном величине изменения объема сырца. Первая стадия характеризуется очень интенсивной усадкой;
2) объем удаляющейся воды превышает величину объема уменьшения сырца вследствие удаления воды из пор и начавшегося процесса порообразования. На этой стадии также существует опасность усадки и образования трещин;
3) на третьей стадии происходит удаление только поровой воды и объем сырца практически не уменьшается. Эта стадия характеризует окончание воздушной усадки и в дальнейшем трещины почти не образуются.

Таким образом, рациональный процесс сушки заключается в выборе такого естественного режима, при котором скорость испарения влаги с поверхности сосуда соответствует скорости внутрен-/ней миграции воды из центра к поверхности. При этом, возникающие усадочные напряжения не приводят к растрескиванию изделий в процессе сушки. Именно эта основная закономерность лежит в основе сушки глиняных сосудов [Булавин И.А., 1938, с. 23]. Не случайно гончарная посуда сушится в тени. Этим достигается пропорциональное соответствие скоростей внутренней и внешней диффузии.

Другой пример связан с тем, что посуда боится сквозняков. Это обусловлено нарушением определенной пропорции скоростей испарения влаги: сквозняки увеличивают скорость внешней диффузии на отдельных участках сосуда, вследствие,, чего возникают эффекты неравномерной сушки. На каких-то участках водная пленка интенсивнее сокращается до наименьших размеров, стягивая глиняные частицы. Возникает дополнительное усадочное напряжение, которое приводит к появлению трещин.

Усадка при сушке тем выше, чем дисперснее и пластичнее глина [Августиник А.И., 1975, с. 179]. Сосуды из грубых формовочных масс менее подвержены воздействию усадочных процессов, так как непластичная добавка увеличивает влагоп-роницаемость стенки сосуда (усиливает капиллярно-пористые свойства массы), следовательно, увеличивает скорость внутренней миграции воды. Поэтому такие сосуды можно сушить в более активной (тепловой) внешней среде. Например, в Средней Азии сосуды с добавками грубой дресвы сушились на крыше на открытом солнце.

В целом, со временем гончарная традиция, как форма технологической адаптации, вырабатывала оптимальные условия сушки, соответствующие как составу формовочных масс, так и собственно технологии сушки и обжига.

В археологических образцах не всегда можно выделить признаки, характеризующие сушку, поэтому операция сушки, как правило, выходит за пределы области интересов археологов. Тем не менее, некоторые подобные признаки можно выделить в сопоставлении со следами, характеризующими обжиг изделий.

Обжиг

Весь процесс обжига подразделяется на три основных этапа: подогрев, обжиг и охлаждение [Бурлаков Г.С., 1972, с. 160).

Подогрев или водяное окуривание по О. Рай [Rye О.S., 1981, р. 105]. На этой стадии (до 120° по Раю) из сосудов продолжает испаряться влага. При температуре 100° вода превращается в пар, который выходит сквозь поры изделия. Нагрев сосуда обычно протекает медленно, причем, толстостенные сосуды должны нагреваться дольше, чем тонкостенные. В гончарных печах подогрев посуды осуществляется на 1-3 поленьях в течение 1-2 часов [по белорусским материалам; Милючен-ков С.А., 1984, с. 79]. В открытых кострах посуда обычно расставляется для подогрева вокруг огня.

Собственно подогрев изделий после удаления свободной воды происходит в интервале температур от 110° до 600° [Бурлаков Г.С, 1972, с. 160]. Заключительную фазу подогрева можно назвать уже низкотемпературным обжигом до 700° [Nordstrom Н-А., 1972], так как химически связная вода начинает удаляться в температурном интервале 550-590°.

В условиях низкотемпературного режима (при температурах 350-400°) органические примеси, находящиеся в глине, по существу являющиеся дополнительным топливом, разлагаются в процессе беспламенного горения. Причем, у легкоплавких железосодержащих глин эти процессы вследствие каталитического эффекта происходят гораздо быстрее и при более низких температурах. В данном интервале гидрослюдьг начинают терять химическую воду. При 550-650° глинистые минералы разлагаются с образованием метакаолинита [Уоррел У., 1978, с. 178].

Таким образом, уже на стадии подогрева начинается образование керамического черепка прочной, наразрушающейся в воде массы.

Обжиг после интервала 600-700° можно назвать высокотемпературным, когда начинаются активные преобразования минералов [Августиник А.И., 1975, с. 190-191]. Для основных глинистых минералов температура быстрого преобразования составляет: каолинит — 585°, монтмориллонит — 678°, галлуазит — 558° [Grim, 1962, р. 98-125]. В температурном интервале 700-900° в результате разложения карбонатов начинают появляться свободные MgO и СаО, которые вступают в химические реакции в твердом состоянии, образуя прочный черепок. Кристаллическая решетка метакаолинита разрушается в интервале 800-850° с образованием жидкой фазы. Жидкая фаза в гидрослюдистых глинах начинается с 700° [Августиник А.И., 1975, с. 190-191]. В сосудах возникают усадочные явления (огневая усадка) вследствие растворения глинистых минералов.

Поведение некоторых минералов и органических включений при нагревании. В процессе нагревания минералы, содержащиеся в глине, ведут себя по-разному, указывая на возможные условия обжига.

Карбонаты кальция часто присутствуют в древней керамике в виде раковин, известняка, кальцита. Их разложение при температуре 700-900° может привести к полному разрушению сосуда. СаСО разлагается, образуя оксид кальция (СаО), который впоследствии, соединяясь с водой или водными парами, образует гидроксид кальция, объем которого больше объема оксида и карбоната. В результате на сосуде появляются трещины. Однако, если температура обжига ниже температуры разложения карбоната кальция (ниже 750-800°), то никаких преобразований не происходит и трещины не образуются [Tite M.S., 1969]. О. Рай отмечает, что одним из способов снятия нежелательного эффекта трансформации карбоната кальция является добавление в глину кристаллической соли или морской воды [Rye O.S., 1981, р. 107; Matson F.R., 1971].

При температуре 573° меняют свою кристаллическую решетку зерна кварца: а-кварц переходит в в-кварц [Уоррел У., 1978, с. 26]. Образование в-кварца проходит с увеличением объема и если расширение превышает сцепляющие силы, то образуются трещины (при охлаждении наоборот)[Августиник А.И., 1975, с. 193]. Аналогичный механизм изменения при термическом воздействии имеет шамот, который также увеличивается при нагревании, в то время, как глинистая масса сосуда сжимается. Крупные фракции, расположенные близко к поверхности, приводят к характерному звездчатому растрескиванию.

Особенности поведения органики уже отмечались на стадии подогрева при температуре 200°, когда начинается процесс разложения органических соединений. Наличие органики в тесте и черное окрашивание сосуда (восстановительная среда) часто вызывают много споров среди специалистов. Одни исследователи полагают, что черные сосуды — результат науглероживания черепка и присутствия органики в глине, другие считают, что это — следствие восстановительного обжига с восстановлением окиси железа до закиси [Duma G., Lengyel I., 1970; Richter G.M.A., 1954; Childe G., 1955; Дьякова O.B., Леньков В.Д., 1986; Майсурадзе З.П., 1952].

«Обжиг в восстановительной среде, — пишет А.И. Августиник, — расширяет интервал спекания, интенсифицирует реакции и существенно повышает прочность и морозостойкость изделий сравнительно с аналогичными показателями при окислительном обжиге. Однако, при этом происходит недожег топлива. Повышение хрупкости изделий и усадка приобретают резкий характер» [Августиник А.И., 1975, с. 193]. Вместе с тем, закись железа обладает сильным флюсующим эффектом и усиливает процессы спекания. Окись железа (Fe О) такими свойствами не обладает, но она является катализатором, способствующим отложению углерода [Зальманг Г., 1959, с. 138].

Окислительная среда при обжиге образуется в том случае, если кислорода больше, чем требуется для сгорания топлива. Восстановительная среда достигается, когда недостаточно кислорода для полного окисления органики — образуется одноокись углерода и изделия имеют темно-серые и черный цвета. В окислительной среде кислород соединяется с углеродом, высвободившимся от разложения органики и образуется легкий газ СО. Поэтому эффекта науглероживания не происходит — сосуды имеют коричневые и яркие цвета. Таким образом, в зависимости от содержания СО и С02 определяется характер среды. Среда считается нейтральной, если пропорция СО меньше, чем 2% и присутствует кислород [Rye O.S., 1981, р. 108].

На окисление органических добавок влияет также размер пор. Сосуды с крупными порами и высокой пористостью обжигаются значительно быстрее, чем сосуды с малым количеством пор. По наблюдениям М. Маджетти, удельная поверхность пор с ростом температур уменьшается, а размер пор увеличивается [Maggeti М., 1982, р. 125-126].
В настоящей главе я не буду касаться высокотемпературных новообразований типа муллита, шпинели, кристаллобалита и т.п. по нескольким причинам.

1. Все они достаточно полно освещены в технической и археологической литературе [Августиник А.И., 1975, с. 192; Грум-Гржимайло О.С., 1973, с. 8-12; Зальманг Г., 1935, с. 95-100; Tite M.S., 1972, р. 324].
2. Кроме того, почти все высокотемпературные минералы образуются от 900° и выше, а костровой обжиг первобытной керамики, по крайней мере Западной Сибири, чаще всего не достигал таких высоких температур.
3. Температурная диагностика некоторых минералов вызывает споры даже у специалистов (например, температура образования шпинели)[Уоррел У., 1978, с. 178]. Поэтому, вероятно, нет необходимости подробно рассматривать стадию стеклования керамики, так как она очень редко (как исключение) встречается в первобытном гончарстве.

Остывание изделий начинается с момента, когда температура достигает максимума. Длительность обжига сосудов в разных гончарных культурах различна — от 1 до 12 часов. В неспециализированных открытых кострах максимальная температура держится обычно всего несколько минут, затем она падает и начинается медленное остывание.

Можно выделить четыре наиболее общие модели остывания сосуда: 1) в печи — постоянное остывание, до момента, пока атмосфера в печи не сравняется с атмосферой окружающего воздуха; 2) постепенное остывание посуды в костре, засыпанной или незасыпанной золой, углем и пеплом; 3) постепенное остывание в костре с перемещением сосудов; 4) вытаскивание сосудов из костра [Rye O.S., 1981, р. 110]. В последних двух моделях в связи с резкими температурными изменениями усиливается напряженность между внешними и внутренними слоями черепка, что приводит к хрупкости и растрескиванию сосудов. На стадии остывания возможно науглероживание сосуда — создание восстановительной атмосферы (дымление, чернение).

Операция охлаждения столь же важна для гончаров, как и весь предшествующий процесс обжига. Ритм охлаждения отчасти корректируется формой сосуда. Круглые сосуды с однородной толщиной стенки без углов остывают равномерно и почти не трескаются [Rye О.S., 1981, р. 110; Семенов С.А., 1965, с. 122]; в резкопрофилированных и плоскодонных сосудах возникают нежелательные напряжения [Сайко Э.В., 1977, с. 46].

Диагностирующие признаки обжиговых операций. Признаки для реконструкции обжиговых техник, как и атрибуты формовочных операций, носят полисемантический характер и сообщают информацию о самых различных сторо.-нах процесса обжига посуды..

Экспериментальные петрографические наблюдения

В отечественной археологии экспериментальные наблюдения над обожженными при разных температурах образцами были выполнены Т.А. Моргадзе [Моргадзе Т.А., 1979, с. 13-15]. Образцы подвергались обжигу в интервале от 800 до 1300°.

При 300° физические свойства глины по сравнению с необожженным состоянием почти не изменились. Различия в петрографических особенностях (структура и минералогический состав отсутствуют).

При 400° произошло уплотнение основной глинистой массы, снизилась способность водопоглощения. Цвет слегка затемнен, органика (битумы и гумусные соединения) частично устранены. Под микроскопом картина, аналогичная картине обжига при 300°, с той лишь разницей, что в глинистой массе появились глинистые минералы слабого двупреломления.

При 500° наглядно видны поры, водопоглощение выше. Под микроскопом отмечается увеличение количества изотропных минералов в основной массе.

При 600° глинистая масса более пористая — интенсивно поглощает воду. Цвет серовато-розовый. Под микроскопом отмечается увеличение основной массы в объеме: она как бы разбухает и покрывает терригенную примесь, из-за чего количество терригенного материала «уменьшается».

При 700° объем пор уменьшается. Под микроскопом изотропная основная масса уплотняется, уменьшается в объеме, а терригенная примесь в результате этого становится более наглядной.

При 800° физические свойства такие же, что и при 700°. Органика исчезает. Под микроскопом основная масса изотропна и характеризуется свилеватой структурой, изредка происходит образование новых глинистых минералов, обладающих слабым двупреломлением.

При 900° основная масса под микроскопом становится изотропной. Во множестве появляются анизатропные минералы; терригенный материал имеет трещины и царапины.

Приведенный ряд петрографических изменений может выступить тем фоном, на котором легче проанализировать многие обжиговые изменения, происходящие в глине. Особенно в тех случаях, когда их можно дополнить другими признаками.

Трещины

Трещины образуются как в процессе сушки, так и в процессе обжига, поэтому их следует различать между собой (рис. 48). Сушильные трещины, как правило, связаны со структурным растрескиванием сосуда (по спаям, зонам крепления, днищу и т.п.). Довольно часто растрескиванию при сушке подвергается венчик, на котором короткие сквозные и поверхностные трещины располагаются перпендикулярно его срезу. Сушильные трещины отличаются от обжиговых контуром и характером краев. В отличие от последних, сушильные трещины имеют более прямой контур границ и более «заваленный» характер кромок.

Обжиговым трещинам свойственен более рваный ритм трассы (рис. 151, 2; 155). О. Рай, например, характеризует начертание обжиговых трещин как стекловидные, резко очерченные [Rye O.S., 1981, р. 121].

Различия в характере кромок и специфики контура обжиговых и сушильных трещин объясняется различной силой сцепления глинистых частиц. Наличие свободной воды и отсутствие химического преобразования глинистых минералов позволяет возникающим при сушке напряжениям более легко разрывать сплошную структуру глиняной массы. В это время во вновь образовавшемся прочном силикате механический разрыв связей глиняного черепка проходит значительно труднее, с образованием трещины с рваными краями.

Сушильные трещины. Как уже отмечалось, чаще всего сушильные трещины (за исключением диаметральной донной) носят структурный характер и связаны с соединением различных элементов сосуда. Подобные трещины были рассмотрены в главе о формовке. В настоящем разделе речь пойдет только о тех сушильных трещинах, которые несут информацию о режиме сушки.

Внутренние трещины (рис. 48, 4), параллельные стенкам, образуются в результате несбалансированного режима сушки, когда влага с поверхности испаряется медленнее, чем внутренняя влага, мигрирующая через поро-капиллярную структуру к поверхности (длительная сушка во влажной атмосфере). Сушка внутренних участков происходит быстрее, чем сушка поверхности и при тонкой стенке образуются внутренние трещины, как правило, параллельные поверхности.

В тех случаях, когда отчетливо видны тела лент и жгутов, трещины могут быть представлены в виде Завихрений и овалов.

Перпендикулярные растрескивания (рис. 152, 1) по венчику вызваны слегка Пересушеной глиной последней венчиковой ленты или незначительной толщиной венчика по сравнению со стенкой. Испарение влаги из-за влажностнотемпературного градиента на этом участке начинается быстрее и поверхностные слои испытывают растягивающее напряжение, в результате которого образуются трещины.

Обжиговые трещины характеризуют обжиговый брак. В полном объеме обжиговый брак не, может быть подсчитан в археологических комплексах из-за естественной фрагментарности материала.

Из опроса белорусских гончаров мне известно, что они «для себя» определяют количество бракованных сосудов менее 10%. Если брак составляет больший процент, то работа становится непродуктивной.

Классификацию обжиговых трещин провели в своей работе О. Рай и Ф. Хаммер [Rye O.S., 1981, p. Ill; Hamer F., 1985]. Ими выделено четыре типа трещин: огневые, звездообразные, осколочные и продольные. В настоящее время эти категории можно дополнить.

Тонкие обжиговые трещины (рис. 154,1) на поверхности сосуда образуют сеть с пяти- или шестиугольной ячеей. Такие трещины обычно поверхностные, реже сквозные, полностью разрушающие сосуд. Они характеризуют быстрое нагревание изделия до температуры разложения глинистых: минералов (550-650°). Тонкие обжиговые трещины с мелкой ячеей образуются вследствие короткого интервала при остывании. Их следует отличать от гексагонального растрескивания слоя обмазки, который имеет очень мелкую ячею.

Вертикальное растрескивание связано с трассами, идущими от венчика и ниже. Встречаются длинные и короткие трещины. Они имеют вытянутый клиновидный контур (рис. 152, 2, 4): верхняя часть широкая, внизу трещина сужается и постепенно выклинивается. Такой характер растрескивания связан с быстрым остыванием или нагреванием сосуда, когда температура на венчике спадает быстрее, чем на остальных частях сосуда [Hamer, 1975, р. 107].

Слоистые разрушения (трещины) характеризуются откалыванием довольно больших по площади лепешек от внешней поверхности стенки (рис. 153). Часто отслаивание может быть сквозным, что приводит к полному разрушению сосуда. Слоистая трещиноватость связана с быстрым подъемом температуры: свободная вода закипает, пар вырывается через поры и капилляры, разрушая стенку [Грум-Гржимайло О.С., 1973, с. 69]. Этот процесс сопровождается сильным треском и «стрельбой» сосудов в костре. Слоистый характер разрушения связан также со спецификой формовочных масс. Груботекстурные формовочные массы более огнестойки и лучше переносят температурный шок. Сосуды из тонких формовочных масс подвергаются полному слоистому разрушению. После обжига от них в костре остается лишь горстка небольших тонких лепешек.

Известковые кратеры образуются только у сосудов, обожженных при температуре более 800-900°, в формовочной массе которых присутствует карбонат кальция (раковина, ракушка, известняк и т.п.)[Грум-Гржимайло О.С., 1973, с. 69]. Разрушение происходит из-за преобразования окиси кальция в гидроксид (см. выше). Характер разрушения имеет вид небольшого кратера, причем если карбонатные включения представлены значительными по размерам обломками, то кратер может быть сквозной. В тех случаях, когда в формовочной массе сосудов присутствует раковина, но на поверхности не наблюдается специфических разрушений в виде кратеров, можно диагностировать, что верхняя граница обжиговой температуры не превышала 800°, т.е. черепок имеет низкотемпературный обжиг.

«Вороньи лапки» (по Хамеру) — трещины представляют собой лучики около 1 см длиной, расходящиеся из центра в виде звездочки (рис. 154, 2-4). Они образуются из-за быстрого нагревания сосудов, в формовочной массе которых присутствует большое количество крупной фракции (характерно, в основном, для тонкодисперсной глины). Если гранулы кварцевые, то трещины наблюдаются при кварцевой инверсии 573 [Rye O.S., 1981, р. 114].

Круговые трещины вокруг обломков шамота можно наблюдать под микроскопом с большим увеличением (рис. 2, 4; 3, 5; 13, 2, 3\ 14, 4, 5). Трещины образуются в связи со сжатием шамота, если превышена температура его первичного обжига. Таким образом, когда в шлифе наблюдаются такие дефекты, то можно говорить, что сосуды обжигались при более высоких температурах, чем шамот.

Кварцевые растрескивания можно наблюдать в шлифах. Они могут быть связаны с термической обработкой непластичных добавок, в которые входил и кварц (сильный разогрев и быстрое охлаждение, способствующее более легкому дроблению камня). С другой стороны кварцевое растрескивание, если оно наблюдается только у поверхности стенки сосуда, может свидетельствовать о быстром остывании изделия.

Поры

Пористость сосудов может служить важным диагностирующим признаком в определении некоторых особенностей сушки и обжига. Изучение обжиговых температур с помощью замкнутой пористости может быть проведено только для иллитовых глин, так как удаление гидратной воды при обжиге иллита приводит к «вспучиванию» и закупорке пор.

Американскими исследователями были получены две экспериментальные кривые зависимости диаметра и удельной поверхности пор от обжиговых температур [Maggeti М., 1982, р. 125-126]. Однако, на современном уровне наших знаний возможно установить тенденцию изменения пористости с ростом температур, но точно определить температурный интервал невозможна.

Информация о сушке сосудов содержится в такой характеристике, как форма и контур поры. Вода, содержащаяся в порах, в условиях оптимального поверхностного натяжения стремится к созданию округлых форм. В рациональном режиме сушки вода постепенно удаляется из пор. Поэтому они сохраняют свои естественные округлые контуры.

Быстрое удаление воды (режим интенсивной сушки) с вскипанием и парообразованием приводит к деформации стенок пор. Они приобретают изометрическую форму с неровными краями. Таким образом, если преобладающими являются поры округлых форм, то сушка протекала в нормальном режиме медленной внешней диффузии. Если преобладают поры изометричной формы с неровным рваным краем, то сосуды сушились в критическом режиме (быстрая сушка) или на стадии подогрева они еще не достигли воздушно-су-хого состояния.

Излом

Характер излома — это косвенный признак, характеризующий хорошую или плохую прокаленность стенки. Черепок, обожженный при низких температурах, имеет комковато-раковистый излом (здесь следует учитывать также текстурные характеристики формовочных масс), легко ломается, крошится. Черепок, обожженный при высоких температурах имеет рваный излом (конхоидальный, по Рай), ломается с трудом и не крошится.

Цвет

Цветность изделий, как одну из основных характеристик, привлекают почти все археологи-керамисты для диагностики среды и экспозиции обжига [Shepard А.О., 1965, р. 105-108; Rye O.S, 1981,р. 115-118; Nordstrom Н-А., 1972; Franken H.J., 1974; Гражданкина Н.С., 1965]. Цвет внешней поверхности не всегда является естественным цветом глины при обжиге. Ф. Франкен отмечает, что на цвет поверхности влияет несколько факторов: ангоб, нагар, количество органики в тесте, позиция сосуда при обжиге (науглероживание) и химические реакции при обжиге [Franken F., 1974, р. 66]. А. Шепард и О. Рай классифицировали цветовые колебания окраски черепков в несколько моделей, характеризующих различные условия обжига [Shepard А.О., 1965, р. 106-107].

В объеме настоящей главы нет необходимости еще раз перечислять цветовые модели — они «кочуют» из работы в работу. Тем не менее, на мой взгляд необходимо выделить несколько ключевых закономерностей, которые помогут читателю разобраться с цветовой гаммой изучаемой им археологической керамики.

На глину в процессе обжига действуют три внешних фактора, которые формируют всю признаковую цветовую гамму послеобжигового периода: температура, продолжительность обжига, атмосфера [Nordstrom Н-А., 1972, р. 42]. Цветовые характеристики индицируют такие факторы, как атмосфера и экспозиция обжига.

Цветовые прослойки.

1. Общий цвет излома светло-коричневого тона, в центре сохраняется прослойка серого или черного цвета. Такая модель характеризует обжиг в окислительной среде при выдержке, недостаточной для полного окисления содержащихся в глине органических включений [Сайко Э.В., 1977, с. 56]. О. Рай полагает, что глины, не содержащие органику, в изломе дадут одинаковый цвет без прослоек [Rye О.S., 1981, р. 115]. Экспериментально это положение не подтверждается, так как прослойка — это свидетельство не наличия или отсутствия органики, а результат недостаточной экспозиции обжига. Присутствие органики в тесте и ее последующее окисление может лишь усилить цветовую насыщенность прослойки. В этом случае она становится насыщенно черной.

Рассматривая настоящую модель, хотелось бы отметить, что ширина прослойки в изломе черепка играет важную роль в интерпретации обжиговой среды и процедуры окисления. При восстановительном обжиге и быстром перемещении сосуда из костра на воздух, поверхность в процессе охлаждения начинает окисляться. В этом случае внешняя поверхность сосуда приобретает естественные цвета глины, обожженной в окислительной атмосфере. Черная или темно-серая середина занимает почти всю поверхность излома, а прослойками можно назвать слои светлых тонов, прилегающие к поверхности.

2. Общий цвет излома без прослоек — однородно-коричневый — свидетельствует об окислительной атмосфере с длительной выдержкой, достаточной для полного окисления. В ряде случаев, черепок, имеющий такие признаки, становится хрупким, непрочным, легко крошится, что означает длительный обжиг при невысоких температурах.

3. Общий цвет излома однородно-серый или черный — восстановительная атмосфера с длительной выдержкой, достаточной для полного науглероживания черепка. Если после повторного обжига при высоких температурах черный (темно-серый) цвет не исчезнет, то это указывает на присутствие в глине марганца [Могадзе Т.А., 1979, с. 15].
Если к поверхностям прилегают черные слои, а в середине преобладают темно-коричневые, серые тона, то время нахождения сосуда в восстановительной среде было недостаточным для науглероживания.

4. Общий цвет излома коричневых тонов с черными слоями, прилегающими к внутренней я— внешней поверхности — общая окислительная атмосфера с последующим непродолжительным дымлением (возможен вариант соприкосновения с органикой).

Границы цветовых прослоек. Некоторые исследователи полагают, что выраженность границ цветовых прослоек может указать на резкие температурные изменения [Rye O.S., 1981, р. 115-116]. Например, резкое остывание в результате вытаскивания изделия из обжигового сооружения или резкое нагревание и прерыв этого процесса. Причем, отчетливый рисунок границ характерен для тонкотекстурной массы, а более размытая граница — для грубого теста.

В полевых и лабораторных условиях была поставлена серия экспериментов с целью проследить зависимость между характером границ цветовых прослоек и резкими температурными изменениями. Очевидных закономерностей в этой процедуре не наблюдается. Невозможно с уверенностью диагностировать режимы резких температурных перепадов, опираясь на такой неустойчивый признак, как выраженность границ цветовых прослоек. Утверждение О. Рай в большей степени теоретично и не может использоваться на практике в качестве строгого критерия.

Некоторые особенности обжиговых цветовых комбинаций. Положение сосуда в костре. Часто излом характеризуется только двумя цветами: темно-серым или черным и коричневым или светло-коричневым. Это обстоятельство может быть вызвано различными причинами — особенностями функционирования или положения в костре при обжиге [Franken F.J., 1974, р. 66]. Например, метод изготовления красно-черной индийской посуды показывает насколько важны особенности положения сосудов в костре.

Два сосуда набивают органическим топливом и кладут устьем к устью. При обжиге снаружи сосудов образуется окислительная среда, внутри -восстановительная. Такому режиму соответствует и распределение цветов в изломе: внутренний цвет черный, внешний — красный [Saraswati В., 1979, р. 9-14]. Таким образом, положение сосуда в костре отражается на его цветовых характеристиках.

Для реконструкции положения сосуда в костре была проведена серия экспериментов, позволивших отметить лишь некоторые наиболее выразительные цветовые признаки, указывающие на положение изделия (рис. 157).

Сосуды, обожженные в окислительной атмо-фере и стоящие вверх дном, всегда имеют черную внутреннюю поверхность и черный слой в изломе; внешняя поверхность — коричневых оттенков. Зона устья снаружи может иметь серую или черную окраску в зависимости от условий на определенных участках костра.

Сосуды, стоящие на дне, также могут иметь черно-серую внутренюю поверхность и соответственную окраску в изломе. В этом случае на них сохраняются участки со светлыми окислительными зонами, расположенные обычно в верхней части. Черный цвет при таком положении сосуда образуется в результате попадения в сосуд углей и органического топлива. Устьевая зона, как правило, не засыпается и обжигается в окислительной среде.

В тех случаях, когда стоящий на дне сосуд оказывается засыпан углями и топливом снаружи, а внутренняя поверхность практически свободна от органики (за исключением днища), образуется восстановительная среда вокруг сосуда и окислительная — внутри.

Наиболее пеструю цветовую картину имеют сосуды, лежащие на боку. В экспериментальных сосудах каких-либо закономерностей, нашедших отражение в признаках, выделить не удалось.

Интересные следы демонстрируют сосуды, засыпанные различными видами топлива. Например, зола и пепел от древесного угля ограничивают доступ воздуха к глиняной поверхности (рис. 156). Вместе с тем, это легкие пористые вещества с малым содержанием карбоната, поэтому они не дают насыщенных черных цветов. Цвет изделия или его части скорее светло-серый, пепельный. Уголь и обугленное дерево дает насыщенный черный цвет.

Существенные цветовые различия имеют сосуды, обожженные в костре, и сосуды, обожженные в примитивной печи. Экспериментально это было промоделировано с печью, расположенной на склоне террасы (рис. 158). Вглубь террасы врезалась обжиговая камера, в которой стояли сосуды. Дымовое отверстие располагалось в глубине обжиговой камеры. Огонь разводился рядом с камерой под сосудами, в результате чего возникала естественная тяга. Огонь почти не касался непосредственно сосуда. После обжига все изделия приобретали ровные коричневые тона (окислительная атмосфера с непродолжительной выдержкой). Сосуды же кострового обжига отличает излишняя пятнистость, резкое изменение цветовой окраски от светлой до черной на одном сосуде.

Цвет поверхности. Оценивая цветовую гамму археологических сосудов, следует помнить, что цвет поверхности отражает, прежде всего, минералогический состав глин и может изменяться вследствие самых разных причин: археологизации (хранение в земле), функционировании (утилитарный обжиг), вторичного использования и т.п. Поэтому наиболее достоверную информацию о естественном цвете обожженной глины несут различные подповерхностные слои.

Восстановление действительной окраски черепка в окислительном режиме можно получить через вторичное обжигание образцов в муфельной печи. На основании экспериментально обожженных при разных температурах глиняных пластин можно определить приблизительную температуру обжига по сопоставлению цветов археологических фрагментов и экспериментальных эталонов [Shepard А.О., 1956; ГражданкинаН.С., 1965].

Определение температуры обжига

Режим высокотемпературного обжига предоставляет значительные петрографические возможности для восстановления температуры обжига сосудов [Сайко Э.В., Кузнецова JI.B., 1977; Жущиховская И.С., Залшцак Б.Л., 1986, с. 58; Rye O.S., 1981, р. 118; Shepard А.О., 1965, р. 217; Tite M.S., 1972, p. 324]. При низкотемпературном обжиге не происходит сколько-нибудь значительных изменений в минералогии, поэтому использование петрографического метода нецелесообразно. Не дает желаемого эффекта и применение термического и дериватографического анализа [Сайко Э.В., 1982, с. 59-60; Софейков О.В., Савинкина М.А. и др., 1988, с. 167; Tite M.S., 1969].

О. Рай предлагает для низкотемпературного обжига использование эффекта теплового расширения. Образцы обжигаются до определенной температуры, при этом они расширяются с увеличением в объеме. В том случае, когда температура вторичного обжига не превышает температуру первичного, при оставании образец принимает свои первоначальные размеры. Если вторичная температура превысила первичную, то образцы начинают разрушаться. Для установления первоначального температурного интервала используется дилатометр.

Хороший эффект в определении температуры при низкотемпературном режиме демонстрирует изменение водопоглощения и кажущейся пористости в процессе вторичного обжига образцов (табл. 18). Один образец ломается на несколько частей, каждая из которых впоследствии обжигается при определенной температуре. Обжиговый интервал может быть выбран любой (50-100°). У каждого образца, включая археологический исходный образец, который не обжигается, определяется водопоглощение. Если температура вторичного обжига не достигла исходного температурного режима, то водопоглощение археологического и вновь обжигаемого образцов аналогично. Когда вторичная температура превысила исходную, то водопоглощение резко изменяется (табл. 66). Следовательно, интервал, в котором изменяются показатели водопоглощения, можно считать исходным обжиговым интервалом.

Таким образом, диагностика разнообразных признаков обжиговых операций и их взаимная корреляция позволяет получить модель устойчивых приемов сушки и обжига первобытной посуды. Стереотипизация различных блоков признаков приоткрывает завесу над традиционностью используемых приемов, а, следовательно, индицирует один из элементов гончарной традиции.

В этот день:

  • Дни рождения
  • 1900 Родился Василий Иванович Абаев — выдающийся советский и российский учёный-филолог, языковед-иранист, краевед и этимолог, педагог, профессор.
  • Дни смерти
  • 1935 Умер Васил Николов Златарский — крупнейший болгарский историк-медиевист и археолог, знаменитый своим трёхтомным трудом «История Болгарского государства в Средние века».

Метки

Свежие записи

Рубрики

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика