Египетский недокварцит.

Египетский недокварцит.
О.В.Кругляков, 2008, 2014
…так случилось, что недавно появилась возможность попробовать не гипотетически исследовать
поверхность камня, подвергшуюся механической обработке не позднее (предположительно) эпохи Среднего
Царства. Речь – об осколках в песке западнее Красной пирамиды в Дахшуре, в зоне остатков пирамиды
Аменемхета-II и гробниц его дочерей, царевен.
Рис.01.Дахшур, 2005 год. Песок просто усеян осколками разбитой крышки саркофага (а возможно, и самого саркофага) – видимо,
добивали саркофаг сравнительно недавно, раз здесь такая масса осколков на песке, прямо под ногами.
Материал – уже не песчаник, но ещё и не сформировавшийся кварцит. Точнее, песчаник, у которого
скрепляющим зёрна кварцевого песка цементом тоже является кварц. Кварц в виде перемычек, спаек, не
превратившихся в монолит с песком. Это очень пористый и существенно более крохкий материал, чем
истинный каварцит.
Рис.02. Дахшур. Фрагмент шлифованной нижней поверхности крупного осколка крышки саркофага. Виден частично сколотый
шип сопряжения крышки с бортом.
1
У образцов - осколков оказалось четыре типа поверхностей:
-внутренность естественной каверны, образовавшейся в процессе геологического формирования
каменного массива, т.е., естественная нетронутая поверхность;
-свежий скол (сегодняшний);
-старый скол, когда-то бывший свежим, но подвергшийся обработке ветром песком пустыни;
-плоскость, полученная механической обработкой, обтачиванием, шлифовкой.
Рис.03. Зёрна внутри естественной каверны. Снимок сделан оптическим микроскопом.
Кристаллы кварца на внутренней поверхности этой каверны интенсивно окрашены оттенками жёлтого
цвета. Они не разрушены, на них нет свежих плоских сколов, форма округлая. Цементирующего вещества не
видно, оно прикрыто кристаллами. Это - девственная поверхность кварцита на границе естественной
пустОты, образовавшейся в толще каменного массива в процессе его геологического формирования.
Снимок (рис.04) свежего скола при скользящем освещении. У некоторых из бесцветных
(преимущественно) и окрашенных примесями кристаллов кварца видны плоскости сколов и заостренность их
краёв. То, что можно (на первый взгляд) счесть цементирующим веществом, находящееся между кристаллами,
заметно лишь в нескольких местах центральной части снимка, где кристаллы вырваны целиком, а в основном
же оно прикрыто разрушенными кристаллами.
Таким образом, при естественном расколе массива кварцита, благодаря общей ноздреватости разрыв
происходит преимущественно по цементным спайкам и лишь по некоторым кварцевым кристаллам,
оказавшимся менее прочными, чем цементирующее вещество.
2
Рис. 04. Свежий непромытый скол.
На поверку же, следы мелкодисперсного вещества, заполняющего пространство между кристаллами
кварца в центральной части снимка – не цементирующее вещество, скрепляющее между собой кристаллы, а
просто набившаяся туда грязь.
Рис.05. Старый скол, обработанный ветром и песком пустыни.
3
Промытая водой поверхность старого скола (рис.05) при лобовом освещении. Картина в чём-то немного
напоминающая нетронутую поверхность. Разрушены ли здесь кристаллы, не всегда понятно: они во многих
случаях на кромках имеют скругления, плоских сколов с острыми рёбрами почти нет, или их очень мало.
Цементирующего вещества, как-то отличающегося видом от кристаллов не видно. Похоже, здесь тоже скол
произошёл по цементирующим спайкам и практически без разрушения кристаллов.
Каким путём поверхность камня кристаллической структуры может при обработке быть преобразована в
плоскость? Можно вообразить несколько вариантов результата воздействия режущего, или абразивного
инструмента:
-СРЫВ отдельных кристаллов и их групп до образования плоскости с уровнем точностью до высоты
кристалла;
-СКОЛ групп и отдельных кристаллов до образования плоскости с уровнем точностью до долей высоты
кристалла;
-СТИРАНИЕ (стачивание) групп и отдельных кристаллов до образования плоскости с уровнем точностью
до долей высоты кристалла;
-СРЕЗАНИЕ групп и отдельных кристаллов до образования плоскости с уровнем точностью до долей
высоты кристалла;
На снимках, полученных электронным микроскопом в большинстве случаев довольно очевидно, что при
обработке происходили истирание, скол и срыв кристаллов с места. С уверенностью идентифицировать следы
срезания не представляется возможным, а истирание шлифовкой, собственно, и есть «микрорезание»:
Рис.06. Отшлифованная поверхность. Ещё не промыта. Снимок оптическим микроскопом.
Непромытая обработанная поверхность при лобовом освещении. На снимке рис.06 – плоскость,
полученная механической обработкой поверхности. Видны частично сколотые, стёртые кристаллы кварца.
4
Промежутки между кристаллами заполнены продуктами обработки, и, преимущественно, грязью пустыни,
накопившейся за тысячелетия. Это – не цементирующее вещество, что можно понять, обратившись к
следующему снимку.
Рис.07. Промытая шлифованная поверхность.
Та же обработанная поверхность, но промытая водой (рис.07). Освещение – скользящее. Продукты
обработки и грязь вымылись. Между кварцевыми кристаллами остались видными только спайки
цементирующим веществом. А то, что поверхность подверглась шлифовке, дало возможность этим спайкам
«приблизиться» к поверхности. Цементирующее вещество – тот же кварц. Видно, что кристаллы кварца
сколоты, стёрты.
Рис.08. Ещё один снимок отшлифованной промытой поверхности. Сверху – скол.
5
Образец, с которым я имел дело, имеет «прожилки» с заметно более крупнозернистой структурой спаек.
Отшлифованная поверхность на крупнозернистых участках более ноздревата (рис.08). Один из старых сколов
прошёл по такой крупнозернистой прожилке.
Рис.09. Та поверхность свежего скола, которая на предыдущем снимке (рис.08) была обращена вверх. Свежий скол.
Рис.10. Сверху – плоскость, полученная шлифовкой.
6
На последних двух снимках (Рис.09 и 10) - свежий промытый скол при боковом освещении, сверху –
обработанная поверхность. На нижнем (Рис.10) снимке можно разглядеть, что срывы и сколы с истираниями
отдельных кристаллов и цемента сверху действительно образуют единую плоскость.
Следующие два снимка той же обработанной поверхности сделаны в МГУ растровым электронным
микроскопом JEOL 6060A.
Рис.11. Обработанная шлифовкой поверхность. Видны массовые сколы кристаллов, лежащие в одной плоскости. Масштаб указан.
Рис.12. Скол кристалла кварца при большем увеличении.
7
Диагностика вещественного состава непромытой шлифованной поверхности проводилась с помощью
энергодисперсионного рентгеновского микроанализатора EX-2300 BU, совмещенного с растровым
электронным микроскопом (МГУ).
Рис.14. Результат спектрального анализа непромытой поверхности образца.
Она не показала наличия следов, которые говорили бы об обработке её металлическими инструментами.
Собственно, иного и не предполагалось. На золотые дискреты обращать внимания не стоит: для того, чтобы
электронный микроскоп что-то «видел», на образец непременно наносится высоко-электропроводное
напыление. Золото – прекрасный проводник и напыляют именно его.
Обработка изделий из египетского «кварцита» (как и из других пород, отличающихся большой
твёрдостью) велась каменными инструментами. Шлифовка – «кварцитом» же. Паундинг (дробление) –
долеритовыми (диабазовыми) молотами и молотами-шарами. Мелкое скалывание – кремнёвыми зубилами.
Рис.15. Возможный вид шлифовального станка: по заготовке движется шлифовальное приспособление из абразивных плит.
«…так случилось, что недавно…»
Рассказанное и показанное только что в общих чертах было набросано давно, ещё весной 2008 года. В
результате поездок и ознакомления с разными источниками информации до того и после, набралось ещё
какое-то количество занятных сведений о египетских песчанике, кварците и древних продуктах их обработки,
которыми имеет смысл поделиться.
Ясно, что описанный «кварцит» - минерал пористый, рыхлый, крохкий и легко обрабатываемый, хотя и
состоит из зёрен очень твёрдого кварца и очень твёрдых кварцевых спаек. Вот в этом и состоит причина
такого его массового использования в Древнем Египте.
Слова, слова, слова.
Песчаник — осадочная горная порода, однородный или слоистый агрегат обломочных зерен размером от
0,1 мм до 2 мм (песчинок) связанных каким-либо минеральным веществом (цементом). Различают кварцевые
песчаники (более 90% обломочного материала составляет кварц), полевошпатово-кварцевые, слюдистокварцевые и др. (кварца 60—90%). Высокие физико-механические свойства - у песчаника с кремнистым и
карбонатным, худшие — у песчаника с глинистым цементирующим веществом. В строительстве песчаник
8
применялся очень широко. Храм Мааткара-Хатшепсут, похоже, последнее крупное строение из известняка. И,
кажется всё крупное, что построено в Египте после него - из песчаника.
Кварцит относится к так называемым метаморфическим горным породам, которые образуются в
результате последующих видоизменений как изверженных, так и осадочных пород, и могут существенно
отличаться от первоначальных пород. Основой для образования кварцита являются кремнистые песчаники, в
которых кварцевые зерна непосредственно срослись между собой. Кварциты бывают красными, темновишневыми, белыми. Они - очень прочный материал, обладающий высокой плотностью, твердостью, большой
прочностью при сжатии — до 4000 кгс/см2. Однако есть и существенный минус - кварцит отличается
повышенной хрупкостью.
Окварцованный песчаник (кварцит, ортокварцит), siliceous sandstone, silicified sandstone - твёрдый
плотный песчаник, в котором цементирующим веществом является осаждённый кварц.
Археологи, копающие в Египте, именно этот минерал называют кварцитом. Не совсем верно, зато
кратко и броско. Внушает!
Есть два основных места, где в древности египтяне добывали окварцованный песчаник, это Гебель Ахмар
к востоку от Нила недалеко от Каира, и на западном берегу Нила, напротив Асуана.
Этот песчаник очень варьирует по цвету и фактуре. Преобладающий цвет коричневый, но встречаются и
другие: серый и почти белый (Рис.16 и 17), различные оттенки желтого, апельсинового, красного и
пурпурного. Другие цвета вызваны переменными количествами железных оксидов (красный железняк) в
кварцевом цементе. Оксиды марганца в некоторых образцах придают им окраску с пурпурным оттенком.
Структура - от мелко до крупнозернистой, иногда с галькой и конгломератами.
В египетском строительстве он не был широко использован, а если и применялся, то очень редко,
например, в качестве материала порогов в дверных проемах. Для изготовления же саркофагов и статуй он
интенсивно использовался весь период от Старого до Нового царств.
Степень
окварцованности
Железистый песчаник
(черноокварцованный)
Высоко
окварцованный
Окварцованный
Слабо окварцованный
Неокварцованный
Цвет
Шлифовальный
камень
Обелиски
Декоративный
камень у
египтян
Материал
для
строительства
Материал
для
инструментов
Да
Малиновый,
красный,
оранжевый
Красный,
оранжевый,
жёлтый,
белый
Желтоватый
Кремовый,
коричневатый
(Да)
Да
Да
Да
Да
Да
Да
Да
(Да)
Да
Окварцованный песчаник, silicified sandstone, это практически единственная разновидность кварцита (в
терминологии археологов!), добывавшаяся в Египте. Для него я когда-то придумал колченогое, но сущностное
имя, вынесенное в заголовок статьи - недокварцит.
Рис.16. Массивы окварцованного песчаника в Асуане.
9
Рис.17. Ещё один из крупных осколков саркофага, о котором шла речь в начале статьи.
В первой, давней, части статьи речь велась об отделочной обработке недокварцита в процессе получения
изделий. А теперь –
об особенностях работ в каменоломнях при получении заготовок изделий и о черновой обработке
этих заготовок.
По принципу взаимодействия с горной породой современные нам породоразрушающие инструменты
принято делить на три класса: режуще - скалывающие, дробящие и дробяще – скалывающие.
В египетских каменоломнях твёрдых пород камня практически до эллинистического периода
единственной идентифицируемой сегодня методикой при проходке было ручное дробление породы
каменными молотами.
Рис.18. Почерк рабочих карьера привычный, асуанский. Полосы после ударной выборки недоквацита долеритовыми молотамишарами точно такие же, как в карьерах гранитных. Но здесь полосы испещрены язвочками.
10
Дробящими ударами рабочие превращали массив породы в песок, оставляя на стенах выработки
характерные следы в виде язвочек - лунок. Размеры пятна удара долеритовым шаром-молотом невелики и,
конечно же, разнятся в зависимости от приложенной силы (рис.20).
Рис.19. Следы ударов, язвочки и их «бортики» на поверхности стены в карьере.
Рис.20. Сходство высыпавшихся язвочек на поверхностях базальта и недокварцита после ударов молотом.
Вообразим условный небольшой объём кварцита, песчаника, или базальта в составе массива строго под
пятном удара. От вертикального удара векторы сил внутри него распределяются в виде нижней части
эллипсоидного «ежа», или, может быть, «павлиньего глаза» с плоским пятном - площадкой удара сверху.
Каждый удар создаёт систему нормальных и тангенциальных напряжений, вызывающих сдвиги,
расцепление цементных спаек, расползание и дробление зёрен; под площадкой удара нарушается сплошность
каменного массива.
11
После одного – десяти – ста попаданий молота в одно место расцепившиеся песчаные зёрна под ним либо
высыпались тут же, либо, имея уже разрушенную ударами структуру связей, высыпались, вымывались,
выдувались со временем.
На стенках карьера остались характерные для работы крупными молотами (шарами), как и в гранитных
карьерах Асуана, «выстуканные» полосы. Профиль полос в точности таков же, как в древних гранитных
карьерах: плавные впадины и чуть заостренные выступы. Но здесь – полосы с высыпавшимися язвочками
ударов, характерными только для мелкодисперсных, песочных, структур (зёрна гранита преимущественно
крупнее пятна удара молота и вероятность образования таких язвочек существенно ниже, она исчезающе
мала).
На некоторых участках полос, кажется видно даже, что вектор удара был направлен, если и не по
касательной к поверхности, то генерально - ко дну жёлоба, по которому вырубавшаяся заготовка потом и была
отделена. Ударами молотов вниз - в стороны создавали и углубляли траншею, отделяющую будущее изделие
от массива.
Язвочки ударов отделены друг от друга бортиками. Как соты. Появлялась язвочка (уже явная, или ещё
невысыпавшаяся), а вокруг себя она, естественно, имела край, бортик. Уровень края бортика – прежний
уровень поверхности. Появившиеся и бортик, и язвочка тут же совершенно естественным же образом
сбивались и образовывались следующие лунка и её бортик, но глубже на одну «глубину язвочки», тем самым
шло углубление траншеи, т.е. происходило именно то, ради чего всё затевалось: убиралась лишняя порода и
всё более проявлялась заготовка изделия. Видимые сегодня на «стене отделения» бортики язвочек –
последний оставленный нам древними каменотёсами уровень поверхности кварцитового массива.
В египетских каменоломнях естественным образом обнаруживаются две группы обработанных
дроблением поверхностей. Поверхностей покрытых язвочками стенок и выемок, откуда уже отделили
заготовки будущих изделий (на рис.18 – стенка, от которой, вероятнее всего, постепенно идя вниз, вынули
несколько заготовок для чего-то) и точно так же покрытых язвочками поверхностей собственно заготовок
будущих изделий, ещё не отделённых и уже отделённых от массива (рис.22).
Рис.22. Неоконченная заготовка изделия, формировавшаяся описанным ударным способом.
При обработке заготовок изделий (но не стенки в карьере, в процессе отделения заготовки!) лунки –
язвочки могли образовываться уже не только описанным путём, но и от ударов остроконечным каменным
инструментом, зубилом, или молотом. То есть, от помянутого дробящее-скалывающего воздействия. Могли,
но говорить об этом уверенно невозможно, поскольку совершенно невозможно отличить лунки-язвочки на
самих заготовках и на стенках, от которых их отделили.
12
Рис.23. Экспонат в Луксорском храме, песчаник. Выдолбленная в обрезке сброшенного архитрава полость. Почерк тот же.
Для пород, имеющих более крупнозернистую (помним об относительности слов о размерах) структуру,
описанная природа возникновения язвочек может быть не характерной, или менее характерной. У того же
гранита зёрна по сравнению с базальтовыми и песчаниковыми - огромны и характер разрушений структуры
под воздействием удара иной: в месте удара происходит отлущивание чешуек камня, образуется пятнышко. В
"ближайшей глубине" под пятном удара всё иначе, поскольку структура не мелкозерниста.
И всё это – недокварцит!
Статуи Аменхотепа-III («колоссы Мемнона»)– крупнейшие недокварцитовые изделия в Египте.
Рис.24. Колоссы Аменхотепа-III под утренним солнышком, Ком-Эл-Хеттан. Сзади за изгородью – современная зона раскопок
в его храме.
13
Недокварцит. Амарна. Самый, на мой вкус, интересный и совершенный из известных портретов царицы.
В огромном количестве и знакомые язвочки – лунки от ударов. Не закончен, и при этом божественно
совершенен.
Рис.25. Портрет Нефертити на ранней стадии готовности. Сохранились даже линии симметрии и других разметок.
14
Пористость недокварцита, хотя и значительно облегчала обработку с одной стороны, с другой не
позволяла довести поверхность скульптуры до совершенства. Да может быть к гладкости и не стремились,
может быть сознательно выбран именно этот материал: лица скульптур излучает столько тепла! Художники
Амарны знали, чего хотят.
Рис.26. Эта очаровательная девочка – царевна Мерит-Атон. Портрет тоже не окончен, веки уже обозначены рельефом, а глаза
только намечены контурами…
На начальных стадиях выборки углубления, где запланирован внутренний двух, или трехгранный угол
(рис.17.3 и рис.27) использовалось то же самое дробление твёрдым молотом, а затем в ход шли кремнёвые
зубила и шлифовка ручной тёркой. На всех стадиях отделки случались огрехи. На рис.27 виден «отгиб»
восходящей поверхности слева от выступа и грубая смена плоскости шлифовки на лежачей поверхности
справа от выступа на подходах к рёбрам внутренних углов.
Рис.27.Трёхгранные внутренние углы на крупном осколке саркофага в Дахшуре.
15
Стоящий у западного выхода Египетского музея в Каире недокварцитовый саркофаг неопределённого (для
посетителей) происхождения.
Рис.28. У западного выхода из Музея.
Обнаруженный зимой 2013 года в захоронении южной археологической зоны Абидоса саркофаг царя
13-ой (Второй переходный период истории Египта) династии Собекхотепа-I. Масса оценена в 60 тонн.
Недокварцит. Похоже, на рис.28 и рис.29 мы видим саркофаги "нового модельного ряда" (только внутренняя
отделка, дёшево и сердито), который не прижился. Поиграли в авангардизьм и вернулись к традиционному
стилю.
Рис.29. Саркофаг Собекхотепа-I.
Казус «царицы Хатшепсут и царя Тутмеса-III» из 18-ой династии оставил после себя пять очень похожих
саркофагов из недоквацита. История их происхождения и «применения» интересна сама по себе и заслуживает
отдельного разговора, как, собственно, и названный казус. Но не здесь. Один из этих саркофагов на рис.30.
Саркофаг же царя той же 18-й династии, Неб-Хепру-Ра (Рис.31) – наоборот, сделан из довольно плотного,
высокоокварцованного материала.
16
Рис. 30. «Переписанный» для её отца, Тутмеса-I, саркофаг Хатшепсут (саркофаг «С») был изготовлен из рыхлого недокварцита,
не позволявшего делать надписи чёткими.
Рис.31.1 и 31.2. Саркофаг Небхепрура. Почти настоящий кварцит, высокоокварцованный песчаник.
Рис.32. Свежий скол высокоокварцованного египетского песчаника, подобного использованному для Неб-Хепру-Ра .
17
У минерала, из которого высечен саркофаг (рис.32) межкристаллический кварцевый (в данном случае –
железистый) цемент составляет уже не «мостики» между кристаллами, как это выглядело на рис.07, здесь
цемент - практически монолит с кристаллами. Такой кварцит почти не использовался, или использовался
египтянами очень редко, его обработка для них была слишком затруднительна.
Результаты весьма трудоёмкой работы с саркофагом производят хорошее впечатление: шлифовка
поверхности саркофага царя прекрасна, а надписи и рельефы получились чётко прорисованными, не
выкрашиваются и не обсыпаются.
Рис.33. Саркофаг Небхепрура Тутанхамона
Ссылка на фрагмент о кварците, кремне и об этом саркофаге из фильма National Geographic:
http://youtu.be/KnkzpGrbM8s
В статье использованы фотоснимки Александра Пучкова, Валерия Senmuth Андросова, сайта isida-project.org, мои собственные
снимки и снимки, найденные в интернете.
18