ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕВНИХ МЕДНЫХ РУДНИКОВ В ДОНБАССЕ
Рогаченко А. М., Лосева О. В.
Источник: «Металлогения древних и современных океанов – 2008. Рудоносные комплексы и рудные фации». Материалы Четырнадцатой научной студенческой школы. Научное издание. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008. 412 с.
Древние медные рудники на территории Донбасса, начиная еще с третьей четверти XIX века, возбуждали немалый интерес у деятелей науки, связавших свои труды с археологией, геологией, минералогией и краеведением. Во второй половине ХХ века проводились многочисленные экспедиции на медные месторождения, и уже в 70-ых годах было определено расположение 35 рудопроявлений на территории Донбасса. Исследования, проводимые на Бахмутской котловине с 1970 года, позволили выделить в Донбассе горно-металлургический центр (ДГМЦ) эпохи бронзы, базирующийся на медных рудах площадью до тысячи квадратных метров, а также определить абсолютный возраст захоронений, выделить мастерские-стоянки горняков-металлургов и раскопать медеплавильные комплексы.
Большинство известных рудопроявлений (27 из 35) находятся в восточной части Бахмутской котловины. Это объясняется тем, что в этой части меденосные породы выходят широкой полосой на дневную поверхность. Четыре месторождения находятся в Южной части Бахмутской котловины и четыре месторождения – на западе Кальмиус-Торецкой котловины (рис.1,2).
В Донбассе медное оруденение имеет нижнепермский возраст и приурочено к серым отложениям картамышской свиты P1krt, представленной перемежающимися слоями аргиллитов, алевролитов и песчаников бурого цвета. Мощность свиты составляет от 500 до 1200 метров и увеличивается с севера на юг. Отложения картамышской свиты развиты на северо-западе Донбасса и слогают там две синклинальные структуры: Бахмутскую и Кальмиус-Торецкую котловины. В центральных частях котловин меденосные отложения залегают на глубинах 1 – 1,5 километров, а на бортах – выходят на дневную поверхность или перекрыты незначительными по мощности четвертичными отложениями. Мощность серых отложений - так называемых «серых зон» - сложенных песчаниками, алевролитами и аргиллитами, включающих медные оруденения, составляют от 0,5 до 5 метров, а мощность медных оруденений от 0,5 до 2 - 2,5 метров.
На всех рудопроявлениях меди выделяют две основных зоны:
Зона сульфидных руд сложена такими минералами как халькозин Cu2S, борнит Сu5 FeS4, халькопирит СuFeS2. Эта зона залегает на большой глубине и имеет повышенное содержание серы.
Зона смешанного оруденения, или зона окисления представлена малахитом СuСu(ОН)2 [СО3], азуритом Сu2Сu(ОН)2 [СО3]2 , халькозином Cu2S, ковеллином CuS и купритом Cu2О. При пологих углах падения 2º - 20º зона окисления прослеживается до 15 м глубиной, при крутых углах падения 30º - 60º - до 30 - 35 м.
Археолог, директор Промышленного музея в г.Часов-Яр Татаринов С.И. предпологает, что характер древних выработок на медь был связан с углами падения пластов: при малых углах "разносы" - карьеры открытого типа (Выскривка, Медная Руда и др.), при крутых - стволовые шахты, штольни уступами, штреки (Клиновое, Пилипчатино, Картамыш) (рис.3).
Элементный состав медных руд Донбасса, выявленный спектральным анализом, таков:
- медь 3-5 % ( до 10 % - в Пилипчатинском медеплавильном горне);
- свинец и мышьяк 0,01 – 0,1%;
- ртуть – меньше 0,1%;
- кобальт, олово 0,001 – 0,1%;
- серебро – меньше 0,001% [Татаринов,2003].
На ряде рудопроявлений (Картамыш, Клиновое, Пилипчатино, Медная Руда) сульфидные минералы меди образуют конкреционные стяжения размером до 10 см в поперечнике. Руды с таким содержанием легко обогащались путем ручной переборки и промывки водой с образованием концентрата, содержащего медь до 60%. Возможно, этим обстоятельством следует объяснять начало разработки руд Донбасса в XV - XIV вв. до н. э., большой размах горных работ на рудниках Клинового, Пилипчатино, Выскривки, Медной Руды (по объемам вытянутого рудного тела), обширные зоны со следами металлургии на стоянках горняков - металлургов со значительными потерями в производственных зонах (площадью в сотни кв. метров)металла в шлаках, сплесках, каплях и слитках.
Одним из наиболее интересных мест раскопок древних памятников, связанных с добычей и плавкой меди является Картамышский археологический микрорайон («Красное озеро»), расположенный вблизи поселка Новозвановка Попаснинского района Луганской области. К памятникам микрорайона относятся три карьера, система подземных выработок, производственная площадка для обогащения руды, а также три поселения горняков. Картамышское рудопроявление расположено в восточной части Бахмутской котловины (в юго-восточном замыкании нижнепермских отложений – P1krt Картамышской мульды – западной части Калиновской синклинали). Медное оруденение этого района, так же как и на всех медных рудопроявлениях Донбасса, связано с «серыми зонами» - отложениями песчаников, аргиллитов и алевролитов серого цвета. Причиной этого является повышенное содержание углефицированной органики, которая играла роль осадителя соединений меди на дно водного палеобассейна. В песчаниках имеются остатки углефицированной палеофлоры. В пределах рудопроявления прослежено четыре рудных горизонта мощностью до 0,8 метров и протяженностью до нескольких километров, представленные телами линзовидной формы цельных и вкрапленных руд. Минеральный состав руд представлен халькозином Cu2S, реже борнитом Сu5 FeS4 и халькопиритом СuFeS2, а в зоне окисления – малахитом СuСu(ОН)2 [СО3] и азуритом Сu2Сu(ОН)2 [СО3]2. Внимание исследователей привлекает в первую очередь масштабность открытых горных работ, которая была возможна из-за выхода практически на поверхность медистых песчаников. Химические и спектральные анализы следов металлургического производства бронзового века свидетельствуют о том, что руду добывали с больших глубин рудников, достигавших 30 метров. Это говорит о том, что древние люди получали руду не только из зоны окисления, расположенной у поверхности, но и из зон сульфидных руд, залегающих на больших глубинах и обладающих большим содержанием серы.
Таким образом, руда добывалась и на открытых карьерах, и с помощью подземных выработок.
Самым удивительным фактом является то, что технология добычи меди, которые использовали горняки примерно 3,5 тысячи лет назад, практически соответствует нынешней.
Исследования, проведенные на Картамыше в 2001 – 2002 годах показали, что здесь добыли 60 тысяч тонн руды, из которой выплавили примерно 3 тысячи тонн меди [Бровендер,2005].
Бахмутская котловина обеспечивала медью огромнейшую территорию – от Днепра до Волги. Древние металлурги тщательно дробили породы для освобождения сульфидной меди,которая находилась в этих породах в форме вкрапленников размерами от 1 – 2 до 20 миллиметров. После дробления проводилось водное гравитационное обогащение или гравитационное сортирование в струе проточной воды [Бровендер, Гайко, Шубин, 2005]. Медь переплавлялась в слитки. За слитками приезжали купцы со всех сторон света, так как медь в эпоху бронзы пользовалась огромнейшим спросом. Без нее в те времена практически невозможно было обойтись. На данный момент найдено уже десять отлитых форм металлов на территории Бахмутской котловины.
Заведующий научно-исследовательской лабораторией ДМГИ «Археология Донбасса» кандидат исторических наук, директор Донбасского отделения Восточноукраинского филиала Института археологии НАН Украины Юрий Бровендер сделал вывод: «На территории Бахмутской котловины сорок-тридцать столетий назад закладывался фундамент современной «металлической» Евразийской цивилизации».
Проблемы разработок древних рудников упираются в недостаточное финансирование экспедиций. Археологи не могут заняться изучением непосредственно самих древних подземных выработок из-за отсутствия крепежных материалов. При исследовании археологических памятников большое значение имеет сохранность этих объектов. Поэтому в таких местах, как Картамышский археологический микрорайон, необходимо установление заповедников. В ближайшем будующем проектируется придание Картамышскому микрорайону статуса объекта национального достояния.
Литература
1. Бровендер Ю.М. Картамышский производственный комплекс Донецкого горно-металлургического центра эпохи бронзы (некоторые итоги исследований) // Проблеми гірничної археології (матеріали II-го міжнародного Картамиського польового археологічного семінару,21 – 25 липня 2003р., с. Новозванівка Попаснянського р-ну Луганської області) / Під заг.ред.акад. П.П.Толочко, проф. В.М. Дорофєєва - Алчевськ: ДонДТУ, 2005 С. 11-23.
2. Бровендер Ю.М., Гайко Г.І., Шубін Ю.П. Геологічні та технологічні особливості розробки мідних руд в стародавніх копальнях Картамиша // Проблеми гірничної археології (матеріали II-го міжнародного Картамиського польового археологічного семінару,21 – 25 липня 2003р., с. Новозванівка Попаснянського р-ну Луганської області) / Під заг.ред.акад. П.П.Толочко, проф. В.М. Дорофєєва - Алчевськ: ДонДТУ, 2005 С. 47-51.
3. Татаринов С.И. Минерально-сырьевая база Донецкого горно-металлургического центра эпохи бронзы в Восточной Украине // Проблеми гірничної археології (матеріали II-го міжнародного Картамиського польового археологічного семінару,21 – 25 липня 2003р., с. Новозванівка Попаснянського р-ну Луганської області) / Під заг.ред.акад. П.П.Толочко, проф. В.М. Дорофєєва - Алчевськ: ДонДТУ, 2005 С.272-278.
4. Татаринов С.И. Древние горняки-металлурги Донбасса. Славянск, 2003 - 132стр.
5. Черных Е.Н. Древняя металлообработка на Юге-Западе СССР. –М: Наука, 1976 – 301стр.