История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

Анализ проведенных археологических раскопок позволяет отметить два основных периода в развитии горного дела бронзового века. Первый этап связан с открытыми горными разработками — ямами. В этом случае добычу руды осуществляли только из верхних горизонтов месторождений. Такие ямы, из которых добывали малахит и азурит, находят на Западном Алтае. Здесь же обнаружены целые поля подобных выработок на касситерит (SnO₂).

На втором этапе стали вести подземную разработку месторождений, с помощью которой добывали и сернистые медные руды. При проходке глубоких шахт естественного освещения было недостаточно, поэтому использовали лучину или масляные плошки. При археологических раскопках в Калбинских горах в подобных шахтах был найден каменный светильник. В такие каменные или глиняные плошки наливали масло и помещали фитиль[1].

Непосредственно в выработках крупные куски породы дробили на более мелкие фрагменты каменными молотами и затем сортировали. Отделенную от пустой породы руду насыпали деревянными лопатами в кожаные мешки или деревянные корыта и выносили на поверхность. Остатки деревянного корыта были найдены в древних разработках у г. Степняка, а кожаные сумки отыскали при исследовании Змеиногорского, Золотушинского и Гумашевского рудников.

Медные руды плавили в небольших, менее 1 м глубиной, ямах, вырытых на склонах гор или на возвышенных местах, с естественным прохождением воздуха через отверстия, оставленные в нижней части. Стенки ямы обмазывали толстым слоем глины.

Например, в долине Енисея обнаружено много остатков медеплавильных сооружений бронзового века, которые относят к т. н. чудским

древностям^{4}. Как показано на рисунке, плавильные чудские ямы имели кувшинообразную форму. Их высота составляла около 1 м. Поблизости от некоторых ям находят глиняные сопла, которые применяли для создания искусственного дутья.

^{Чудская плавильная яма (а), литейные формы (б, в) и дутьевые сопла (г):}

^{1 — черная земля, 2 — глина, 3 — глина и черная земля, 4 — шлак с древесным углем} 

Ценность выплавленной таким образом меди была чрезвычайно высока. Металл использовали в основном для изготовления мелких изделий методом ковки: небольших ножей, рыболовных крючков, шильев и различного рода украшений. При этом ножи не затачивали на грубом абразивном материале, а лишь зашлифовывали.

Во II тысячелетии до н.э. на Урале, в Западной Сибири и долине Енисея местные племена пользовались преимущественно медными орудиями, поскольку в этих местах существовали богатые залежи меди, но практически не было месторождений олова. В это же время впервые на территории России бронзу

стали выплавлять на Алтае, где известны богатые залежи оловянной руды — касситерита. Зачастую плавление руд осуществляли в поселках, расположенных за несколько километров от выработок. Получение бронзовых сплавов дало толчок быстрому развитию металлургии. Как известно (см. т. 1, глава 2, п. 2.3.1), наилучшая литейная бронза содержит 10–12% олова. Древние литейщики установили, что твердость, а вместе с тем и хрупкость металла возрастает с увеличением содержания олова в сплаве. Поэтому они могли увеличить концентрацию Sn в бронзе, когда получали изделия, не требующие после литья дополнительной обработки в виде ковки. Если требовалось отлить такие орудия, как серпы или ножи, рабочие края которых были тупыми без дополнительной проковки и заточки, тогда содержание Sn в сплаве уменьшали.

В те времена использовали преимущественно два способа литья — в формы и по восковой модели. Готовые формы, главным образом, вырезали из камня. Гораздо реже применяли литые медные формы. Формы были либо открытые, либо двусторонние, вырезанные в двух каменных плитках, каждая из которых соответствовала половине изготавливаемого предмета^{5}. В открытых формах отливали односторонне выпуклые изделия. Для образования проушин у топоров в форме вырезали углубления, в которые во время отливки вставляли еловые шишки. При заполнении формы сплавом в таких местах оставались пустоты необходимого размера.

Литье по восковой модели также использовали при отливке оружия и орудий труда, а позднее — при производстве художественных изделий. Из воска лепили точную копию предмета, на которую слоями наносили тонко измельченную глину. После того, как глина затвердевала, воск вытапливали через заранее подготовленные отверстия, а саму форму для придания большей прочности подвергали обжигу. Полученная глиняная форма служила лишь однократно — после кристаллизации металла ее разбивали.

Бронза получила широкое распространение у племен, проживавших на территории современной России (см. цветные иллюстрации к главе 2, т. 1). Она стала основным материалом для изготовления орудий сельского хозяйства (мотыг, серпов), ножей, орудий горного дела (кирок) и оружия (топоров-секир, наконечников стрел, копий, дротиков, кинжалов, мечей), а также ряда других предметов.