Египетский недокварцит
Египетский недокварцит
О.В.Кругляков, 2008, 2014
…так случилось, что недавно появилась возможность попробовать исследовать поверхность камня, подвергшуюся механической обработке не позднее (предположительно) эпохи Среднего Царства. Речь – об осколках саркофага в песке западнее Красной пирамиды в Дахшуре, в зоне остатков пирамиды Аменемхета-II и гробниц его дочерей, царевен. Песок усеян осколками разбитой крышки саркофага (а возможно, и самого саркофага) – видимо, добивали саркофаг сравнительно недавно, раз здесь такая масса осколков прямо под ногами, прямо сверху на песке. Кусищи, куски, кусочки и кусочечки…
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 кварцит.
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.
Зёрна 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 зёрнами. 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 зёрен кварца видны плоскости сколов и заостренность их краёв. То, что можно (на первый взгляд) счесть цементирующим веществом, находящееся между зёрнами, заметно лишь в нескольких местах центральной части снимка, где зёрна вырваны целиком, а в основном же оно прикрыто разрушенными зёрнами.
Таким образом, при естественном расколе массива кварцита, благодаря общей ноздреватости разрыв происходит преимущественно по цементным спайкам и лишь по некоторым кварцевым зёрнам, оказавшимся менее прочными, чем цементирующее вещество.
На поверку же, следы мелкодисперсного вещества, заполняющего пространство между зёрнами кварца в центральной части снимка – не цементирующее вещество, скрепляющее между собой зёрна, а просто набившаяся туда грязь.
Промытая водой поверхность старого скола (рис.05) при лобовом освещении. Картина в чём-то немного напоминающая нетронутую поверхность. Разрушены ли здесь зёрна, 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 зёрен не видно. Похоже, здесь тоже скол произошёл по цементирующим спайкам и практически без разрушения зёрен.
Каким путём поверхность камня зернистой структуры может при обработке быть преобразована в плоскость? Можно вообразить несколько вариантов результата воздействия режущего, или абразивного инструмента:
-СРЫВ отдельных зёрен и их групп до образования плоскости с уровнем точностью до высоты зерна;
-СКОЛ групп и отдельных зёрен до образования плоскости с уровнем точностью до долей высоты зерна;
-СТИРАНИЕ (стачивание) групп и отдельных зёрен до образования плоскости с уровнем точностью до долей высоты зерна;
-СРЕЗАНИЕ групп и отдельных зёрен до образования плоскости с уровнем точностью до долей высоты зерна;
На снимках, полученных электронным микроскопом в большинстве случаев довольно очевидно, что при обработке происходили истирание, скол и срыв зёрен с места. С уверенностью идентифицировать следы срезания не представляется возможным, а истирание шлифовкой, собственно, и есть «микрорезание».
Не промытая обработанная поверхность при лобовом освещении. На снимке рис.06 – плоскость, полученная механической обработкой поверхности. Видны частично сколотые, стёртые зёрна кварца. Промежутки между зёрнами заполнены продуктами обработки, и, преимущественно, грязью пустыни, накопившейся за тысячелетия. Это – не цементирующее вещество, это можно понять, обратившись к следующему снимку.
Та же обработанная поверхность, но промытая водой (рис.07). Освещение – скользящее. Продукты обработки и грязь вымылись. Между кварцевыми зёрнами 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 зёрна кварца сколоты, стёрты.
У образца, с которым я имел дело, были 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.
На последних двух снимке (Рис.09) - свежий промытый скол при боковом освещении, сверху – обработанная поверхность. На снимке можно разглядеть, что срывы и сколы с истираниями отдельных зёрен и цемента сверху действительно образуют единую плоскость.
Следующие два снимка той же обработанной поверхности сделаны растровым электронным микроскопом.
Диагностика вещественного состава не промытой шлифованной поверхности проведена с помощью энергодисперсионного рентгеновского микроанализатора, совмещенного с растровым электронным микроскопом.
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 электропроводное напыление. Золото – хороший 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 молотами и молотами-шарами. Мелкое скалывание – кремнёвыми зубилами.
«…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» - порода пористая, рыхлая, крохкая и легко обрабатываемая, 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.
Песчаники — осадочные горные породы, 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, слюдисто-кварцевые и др. (кварца 60—90%). Высокие физико-механические свойства – у песчаников с кремнистым и карбонатным, худшие — у песчаников с глинистым цементирующим веществом.
В строительстве песчаник применялся очень широко. Храм Мааткара-Хатшепсут, похоже, последнее крупное строение из известняка. И, кажется всё крупное, что построено в Египте после него - из песчаника.
Кварциты – метаморфическае горные породы, образующияся в результате последующих видоизменений изверженных и осадочных пород; они могут существенно отличаться от первоначальных пород. Основа для образования кварцита – кремнистые песчаники, в которых кварцевые зерна непосредственно срослись между собой. Кварциты бывают красными, темно-вишневыми, белыми. Они – очень прочный материал, обладающий высокой плотностью, твердостью, большой прочностью при сжатии – до 4000 кгс/см2. Кварциты отличаются 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 эту породу 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 рядом с Каиром 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, различные оттенки желтого, апельсинового, красного и пурпурного (Рис.13,14). Другие цвета вызваны переменными количествами железных оксидов (красный железняк) в кварцевом цементе. Окраску с пурпурным оттенком в некоторых образцах придают оксиды марганца. 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.
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.
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.
Дробящими ударами рабочие превращали массив породы в песок, оставляя на стенах выработки характерные следы в виде язвочек - лунок. Размеры пятна удара долеритовым отбойником невелики и, конечно же, разнятся в зависимости от приложенной силы (рис.15, 16).
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 (Рис.18).
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 не высыпавшаяся), 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, то есть, 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.15 – 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.19).
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 дробяще - 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.
Для пород, имеющих более крупнозернистую (по сравнению с размерами пятна удара) 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 отшелушивание чешуек камня, образуется пятнышко. В "ближайшей глубине" под пятном удара у гранита тоже всё иначе, поскольку структура не мелкозерниста.
И всё это – недокварцит!
Статуи Аменхотепа-III («колоссы Мемнона»)– крупнейшие недокварцитовые изделия в Египте.
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 Ахетатона знали, чего хотят.
Недокварцит. Ахетатон. 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.
На начальных стадиях выборки углубления, где запланирован внутренний двух-, или трехгранный угол (рис.14 и рис.24) 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.24 видна грубая ошибка в плоскости шлифовки на лежачей поверхности справа от выступа на подходах к рёбрам внутренних углов.
Стоящий у западного выхода Египетского музея в Каире недокварцитовый саркофаг (Рис.25) изнутри и на плоскостях примыкания крышек прекрасно отшлифован, а снаружи обработан в стилизации под вырубку из массива.
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. Рис.26.
Похоже, на рис.25 и рис.26 мы видим саркофаги "нового модельного ряда" (только внутренняя отделка, дёшево и сердито), который не прижился. Поиграли в авангардизьм и вернулись к традиционному стилю.
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.27.
Саркофаг же царя той же 18-й династии, Небхепрура (Рис.28) – наоборот, сделан из довольно плотного, сильно окварцованного материала.
У породы, из которой высечен саркофаг (рис.30) кварцевый (в данном случае – железистый) цемент составляет уже не «мостики» между зёрнами, как это выглядело на рис.07, здесь цемент - практически монолит с зёрнами. 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.
***
В статье использованы фотоснимки Александра Пучкова, Валерия Senmuth Андросова, сайта isida-project.org, авторские снимки и снимки из случайных мест интернета.
Практически все иллюстрации «кликабельны».