Геохимия металлургической группы «чистой» меди: индикатор источников медной руды на Урале в позднем бронзовом – раннем железном веках
Геохимия металлургической группы «чистой» меди:
индикатор источников медной руды на Урале
в позднем бронзовом – раннем железном веках
doi:10.17746/1563-0102.2024.52.2.074-083
Д.А. Артемьев1, М.Н. Анкушев1, И.С. Степанов1, Н.Б. Виноградов2, И.П. Алаева2, П.С. Анкушева1, 2, Л.Н. Корякова3, А.М. Наумов4 1Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН Ильменский заповедник, Миасс, 456317, Россия 2Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет пр. Ленина, 69, Челябинск, 454080, Россия 3Институт истории и археологии УрО РАН ул. С. Ковалевской, 16, Екатеринбург, 620108, Россия 4МКУ Озерского городского округа «Городской музей» пр. Победы, 2, Озерск, 456780, Россия
Представлены результаты исследования элементов-примесей в артефактах, относящихся к металлургической группе «чистой» меди, с памятников позднего бронзового и раннего железного веков Урала с использованием метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и лазерным пробоотбором. Состав металла артефактов имеет геохимические маркеры, позволяющие разделить «чистую» медь на несколько подгрупп. По результатам анализа главных компонент элементов-примесей в «чистой» меди выделены 11 кластеров, характеризующих различные источники медной руды, а также их смеси. Выявлено как минимум семь основных ассоциаций, отражающих геолого-генетические типы медных месторождений — источников руды в древности (Au-Te-Bi, Au-Se-Te-Sb, Fe-Co-Ni-As-Sb, Fe-Co-Ni-Zn, Se-Co-Fe, Ag-Pb-Ni, Sb-Pb-Zn-As), а также несколько смешанных, показывающих сплавление медных изделий и лома, металл которых получен из руд разных месторождений (Sn-Pb, Fe-Co-Ni-Zn + Sn, Fe-Co-Ni + Au-Te-Bi-Ag, Fe-Co-Ni + Au-Te-Bi + Sn). Отдельную группу составляют предметы с очень низким содержанием элементов-примесей (суммарно < 0,01 мас. %). Для них источник руды установить сложно. В позднем бронзовом веке самую большую выборку в группе «чистой» меди составляет кластер Sn-Pb, указывающий на смешение местной меди и импортированного оловосодержащего медного лома. Судя по элементам-примесям, основными источниками руды для «чистой» меди иткульской и сарматской культур были Гумёшевский рудник и еще один неустановленный. Они могли использоваться уже в финале эпохи бронзы.
Ключевые слова: геохимия меди, элементы-примеси, месторождения, металлургическая группа, Урал, поздний бронзовый век, ранний железный век
The Geochemistry of Unalloyed Copper Metallurgical Group
Indicates Copper Ore Sources
in the Late Bronze and Early Iron Ages of the Urals
D.A. Artemyev1, M.N. Ankushev1, I.S. Stepanov1, N.B. Vinogradov2, I.P. Alaeva2, P.S. Ankusheva1, 2, L.N. Koryakova3, and A.M. Naumov4 1South Ural Federal Scientific Center of Mineralogy and Geoecology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Ilmensky Reserve, Miass, 456317, Russia 2South Ural State Humanitarian and Pedagogical University, Pr. Lenina 69, Chelyabinsk, 454080, Russia 3Institute of History and Archaeology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, S. Kovalevskoi 16, Yekaterinburg, 620108, Russia 4MPI Ozersk City District “City Museum”, Pr. Pobedy 2, Ozersk, 456780, Russia
Trace elements in copper artifacts from Late Bronze and Early Iron Age sites in the Urals, formerly attributed to the metallurgical group of “chemically pure” copper, were analyzed using the method of laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry. The metal of which artifacts included in this group are made reveals geochemical markers suggesting that “pure” copper actually falls into several subgroups. The PCA analysis of the results identifies 11 clusters corresponding to various sources of copper ores and their mixtures. At least seven principal associations can be linked to copper deposits of different geological types and origin: Au-Te-Bi, Au-Se-Te-Sb, Fe-Co-Ni-As-Sb, Fe-Co-Ni -Zn, Se-Co-Fe, Ag-Pb-Ni, and Sb-Pb-Zn-As. Also, several mixed associations reflect the fusion of copper items and metal scrap initially obtained from different sources: Sn-Pb, Fe-Co-Ni-Zn + Sn, Fe-Co-Ni + Au-Te-Bi-Ag, Fe-Co-Ni + Au-Te-Bi + Sn. A separate association, for which the ore source remains unknown, consists of artifacts characterized by a low content of trace elements, jointly making up less than 0.01 wt%. The largest sample in the Late Bronze Age “pure copper” group falls within the Sn-Pb cluster representing a mixture of local copper and imported Sn-containing copper scrap. Judging by trace elements, the main sources of ore in the “pure copper” group of the Itkul and Sarmatian cultures were the Gumeshki mine and another unidentified source. Both could have been used already in the Final Bronze Age.
Keywords: Copper geochemistry, trace elements, deposits, metallurgical group, Urals, Late Bronze Age, Early Iron Age
