В конце 2 - начале 1 тысячелетия до н.э. в Северном Причерноморье происходили культурные изменения, связанные с массовыми миграциями различных племен Восточной Европы. Это все нашло отражение в морфологии и технологии производства керамики.
Задача нашего исследования заключается в выявлении источников сырья для изготовления древней керамики и изучение изменения физико-механических характеристик глин в зависимости от их минерального состава. Материал был отобран из коренных выходов горных пород, расположенных вблизи археологических памятников Сахарна, Шолданештъ, Хлиджень (Северная Молдавия).
Исследование включало в себя следующие методы: оптическую микроскопию (OM), рентгенофлюоресцентный анализ (XRF), сканирующую электронную микроскопию (SEM), рентгеновскую порошковую дифракцию (XRD), определение гранулометрического состава и числа пластичности, дифракционный термогравиметрический анализ (DTA-TG), рентгеновскую микротомографию (p-CT) и порометрический анализ. Так же была изготовлена экспериментальная керамика. Глинистый материал был сформирован в цилиндры и обожжен в диапазоне температур от 400 до 900°С.
В петрографическом анализе в образцах глины Сахарны и Шолданешта прослеживается некоторое сходство: порода состоит из глинистого матрикса и содержит обломки кварца и полевого шпата. Глина из Хлиджени имеет отличия от остальных в виде полосчатости, а именно ожелезненной ее части; в шлифе так же отчетливо видны карбонатные включения. Керамика Сахарны имеет отличия от глины №1: в керамике видны добавки дробленных карбонатов, тогда как в глине их не обнаружено.
По результатам определения валового состава, глины и керамика имеют схожий элементный состав. В частности, это касается содержаний SiO2, CaO и таких редких элементов как Ba, Sr, Zr.
Интерпретация результатов сканирующей электронной микроскопии показала, что главными породообразующими минералами всех исследуемых образцов являются кварц, микроклин, альбит и смектиты. К акцессорным относятся хлорит, мусковит, рутил, ильменит, циркон, монацит. Редкие - эпидот, барит, титанит, ксенотим, апатит, куприт, халькозин, хромит, стибнит, гроссуляр, спессартин.
Схожесть керамики лучше всего проявляется в схожести редких и акцессорных минералов. Для образцов из Хлиджени это минералы хромит, титанит, ксенотим, шпинель, альмандин. Барит, альмандин характеры для образцов керамики и глины Шолданешта. Для Шолданешта так же характерна медная минерализация (куприт, халькозин). Схожесть образцов керамики и глины Сахарны обусловлена схожим химических составом калиевых полевых шпатов, в которых была найдена примесь Ba.
В рентгенодифракционном анализе из-за наличия смешаннослойных минералов и неспособности правильного их расчленения, у нас нет возможности верно рассчитать количественный анализ глины.
Согласно дифференциальному термогравиметрическому анализу, во всех образцах температура 20-209°С приурочена к выходу адсорбционной воды. Кривая этого диапазона согласуется с литературными данными для слоистых минералов группы смектитов монтмориллонита и нонтронита. Промежуток 300-500°С показывает, что происходит выход кристаллизационно-связанной воды, а также выгорание органического вещества. Во всех изученных образцах пик на 570°С приурочен к переходу а-Р кварца. В образцах №7, 9, 10 отчетливо видны резкие перепады кривых в интервале 750-800°С и резкая потеря массы, что приурочено к разложению минералов группы карбонатов.
Инженерно-геологические исследования разделили образцы на тяжелые суглинки (образцы №1, 2, 7 и 8) и легкую глину (образец №9).
Из результатов микротомографии и порометрического анализа мы можем сделать вывод, что минеральный состав и подбор индивидуальной технологии изготовления играет важную роль в создании керамики и оказывает непосредственное влияние на трещиноватость готового изделия. Возможно, что добавление карбонатов в пасту могло снизить время сушки. Так же, согласно литературным данным, известно, что примесь карбонатов увеличивает пористость и улучшает процесс лощения керамики.
Исследование имеет смысл только при наличии комплексного подхода при использовании естественно-научных методов.
