Отчет по результатам лабораторных исследований керамических материалов с городища Шымкент

Городище Шымкент как центр крупного историко-культурного района является одним из важных объектов на трассе Великого шелкового пути. В ходе широкомасштабных археологических работ на городище Шымкент за период 2004-2008 гг. по государственной программе «Культурное наследие» было собрано большое количество археологического материала, относящееся к разным периодам. В 2009 году были начаты работы по проведению лабораторных исследовании выявленных материалов. Для выяснения технико-типологических характеристик керамического производства городища Шымкент первоначально были систематизированы найденные керамические материалы с городища за 2004-2008 гг. При систематизации, наиболее массовым среди всего материала оказались материалы позднего средневековья. В свою очередь, их можно подразделить на три хронологические группы: 1) Материалы конца XVI - XVII вв.; 2) Материалы XVIII в.; 3) Материалы первой половины и середины XIX - начала XX вв.

По функциональному назначению вся поливная керамика была разбита на следующие категории сосудов: чаши, блюда, горшки, кувшины, тазики-тагора, пряслицы, туваки и миниатюрные вазообразные сосуды. Следует отметить, что эти сосуды резко отличаются от средневекового периода по составу, по качеству изготовления и по качеству глазури. Полива на сосудах непрочно соединена с поверхностью и легко от нее отслаивается.

Из комплексов были подобраны образцы керамики для лабораторных исследований. Это фрагменты венчиков и донец чаш, блюд, тазики-тагора, а также был отобран образец глазурованной керамики, относящиеся к средневековому периоду (ХІ-ХІІ вв.) для сравнительного анализа.

Для большего уточнения характеристики керамических материалов были подобраны образцы, которые прошли электронно-микроскопический анализ, и которая обеспечивает различного рода микроскопические методы исследования, для установления основных компонентов составляющих керамики: черепок, глазурь, ангоб и т.п.

Для выяснения техники формовки керамических изделий с городища Шымкент (водоносные сосуды, хумы, тазики-тагора, вазы и т.д.), из комплекса XVI-XVII вв. подобраны образцы для рентгенофазового анализа на приборе ДРОН-3.

Материалы из основных шурфов на городище Шымкент, для уточнения состава прошли химический анализ.

Электронно-микроскопический анализ был осуществлен на приборе РЭМ. JSM-6490LV, который дал микроскопические снимки каждого образца, где указаны все составные элементы в процентном соотношении и в виде диаграммы. Данный вид анализа прошли все отобранные для лабораторных исследований фрагменты (общее количество -10) глазурованной керамики.

Исследование одного керамического образца (№10) проводилось методом РФА (рентгенофазовый анализ) на приборе ДРОН-3 в интервале углов - 9-64°(см. снимок 1).

Качественный фазовый состав представлен следующими минералами: муллитом - 3Al2O3X-2SiO2(d/n = 3,37;2,849;2,84;2,49;2,20; 2,14;2,01; 1,87; 1,83; 1,55А°)-основная фаза; тридимитом А,- SiO,(d/n = 4,32; 4,08; 3,81; 2,96; 2,49; 2,29; 1,73; 1,69А°), калиевым полевым шпатом с примесью натрия (d/n = 3,47; 3,27; 3,23; 3,03; 2,98; 2,88; 2,55; 1,93; 1,87А°), а также кальцит СаСО3 (d/n = 3,82; 3,01; 1,91; 1,87А°).

Как отмечалось, наряду с вышеприведенными минералами в фазовом составе имеются довольно большое количество оксидов кальция (13,33%), что вызывает чуточку сомнения, так как при высокой температуре, при образовании таких минералов как муллит он разлагается. Кальцит сам по себе разлагается при температуре 900° С. Из этого следует предположить, что температура обжига данного черепка не превышало 900° С. В таком случае трудно объяснить присутствие довольно большого количества муллита, минерала подкласса островных силикатов, довольно плотный, огнеупорный, который образовывается при более высоких температурах (900°-970° С и выше). Не исключен фактор образования карбонатов кальция в процессе изменения горных пород, точнее при карбонатизации (СаО + Н,0 —>Са(ОН)2 + СО, —>СаСО3).

Образование тридимита происходит при температуре 560° С, когда минералы кремнезема (SiO,) становятся более прочными.

Результаты рентгенофазового анализа подтверждаются результатами химического анализа, где показан количественный состав основных минералов образца №10. Наиболее массовым из всех минералов являются SiO, (55,5%), СаО (13,33%), А1,О3 (13,17%). Присутствие небольшого количества таких минералов KaxMgO (4,98%), Fe,O3 (3,04%) объясняются процессом карбонатизации.

Таким образом, в результате различного рода анализов удалось получить информацию, которые ответили на ряд вопросов, касающихся позднесредневековой глазурованной керамики городища Шымкент, а также частично получены ответы по средневековой керамике городища.

Выяснилось, что тесто исследуемых образцов получено из глин, состоящих главным образом из мельчайших частиц меньше 100 мкм алюмосиликатов.

Микроскопические снимки и химический состав показывают, что различную окраску глазурям дают ионы переходных металлов, поглощающих свет различной длины волны в зависимости от концентрации и степени окисления. Так ионы железа (Ғе) дают окраску от желто-зеленой до коричневой и черной, ионы марганца (Мп) от фиолетовой до коричневой, ионы меди (Си) дают синюю окраску в щелочной глазури и зеленую в свинцовой. В щелочной глазури даже 0,5% окиси железа дает зеленый цвет. Ионы кобальта (Со) придают глазури голубую окраску, а ионы хрома (Сг) от розовой до зеленой, а также серы (S) и углерода (С) дают коричневый цвет.

Результаты исследовании позволили выделить два вида глазурей: щелочная и свинцовая. Как мы видим, из 10 образцов половина оказалась свинцовой. Следует отметить, что среди них один образец (№1) относится к более раннему периоду и качество глазури здесь намного лучше, чем в поздних образцах, а также образец №1 имеет подглазурный грунтовый слой (ангоб) белого цвета, который, содействовал хорошему качеству самой глазури.

Результаты лабораторных исследований подтверждают, что качество глазури в позднесредневековой керамике Шымкента низкое по сравнению с предыдущим периодом. Качество глазури обычно зависит от техники изготовления теста и от основных компонентов глазури. Как видно в этот период низкое качество глазурованной керамики объясняется отклонением соотношений минералов в шихте глазури, что указывает на ухудшение керамического производства. Ослабление керамического производства также связано с процессом обжига. При изготовлении глазурованного сосуда использовали в большинстве нефритованный метод, где перемешенные компоненты глазури наносились на сырое тесто и потом обжигались. По фазовому составу приблизительно установлено, что температура обжига керамических сосудов XVI-XVII вв. достигала до 900°-950° С. Это достаточно нормальная температура для получения водостойкого, довольно прочного сосуда. Однако тело керамических изделий этого периода отличаются небрежностью: сосуды толстые, массивные и на поверхности не имеются следов ангобирования, что привело к дефекту поверхности сосуда, т.е. глазури.