Куогастаах: новый памятник железоплавильного производства в долине р. Тонгуо (Верхневилюйский район, РС (Я)

Николаев Егор Николаевич младший научный сотрудник, ИГИиПМНС СО РАН 677000, Россия, республика Саха (якутия), г. Якутск, ул. Дежнева, 79/1А Nikolaev Egor Nikolaevich Junior Scientific Associate, Institute of Humanitarian Research and Indigenous Peoples of the North of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences 677000, Russia, respublika Sakha (yakutiya), g. Yakutsk, ul. Dezhneva, 79/1A nikolaev.ykt@gmail.com Другие публикации этого автора

Введение

Верхневилюйский район по праву считается одним из традиционных центров железоделательного производства на территории Якутии. Р.К. Маак в своем трехтомном труде отмечал, что железное производство наиболее распространено среди жителей Мархинского и Верхневилюйского улусов Вилюйского округа ^{[8, с.180]}. Особое мастерство вилюйских кузнецов в части производства железа было отмечено участником академической экспедиции 1768-1774 гг. Иоганном Готлибом Георги ^[6]. В своем «походном журнале» сержант Оленской воинской команды Степан Попов, командированный в 1794 г. на Вилюй с целью топографического описания местности, отмечал, что местные якуты «выплавляют из руды железо и куют топоры, ножи и прочее и довольствуют Оленскую и Олекминскую округи». Железо местной выделки, которое по своему качеству было близко к полустали, удовлетворяло потребностям якутского населения, предпочитавшему его привозному, в силу дешевизны и доступности ^{[5, с. 3]}. Все это свидетельствует о высоком уровне местной якутской металлургии, самобытности традиций плавки железа. Вместе с тем, находки самих агрегатов для плавки железа редки. Объясняется это тем, что зачастую горн разбирался после окончания процессов плавки. Зачастую остатки печей доходят до исследователя в сильно разрушенном состоянии, в виде фрагментов ошлакованных стенок, кусков глиняной обмазки, конкреций шлака. В связи с этим каждый обнаруженный плавильный горн представляет большую научную ценность и требует всестороннего изучения.

Результаты исследования

Остатки сыродутного горна были обнаружены во время обследования шлаковых скоплений в местности Куогастаах, на правобережье р. Тонгуо, левого притока р. Вилюй. Свидетельства активного металлургического производства в виде отвалов и отдельных конгломератов шлака концентрировались на правом краю небольшой ложбины, глубоко врезанной в берег р. Тонгуо. На площадке в большем количестве зафиксированы следы хозяйственных ям, западин. Остатки плавильной печи были вскрыты в раскопе заложенном у северо-западных границ площадки. Горн частично разрушен, сохранилась придонная часть и чашеобразное основание (рис. 1). Ширина внутрикамерного пространства составляет 31–32 см. Высота сохранившейся части — 28–32 см. Рабочая камера плавильной печи выполнена полностью из глины (рис. 2). Толщина стенок составляет в среднем 3,5–4 см, в некоторых местах — у основания — достигает 5,5–6 см. Внутренняя поверхность стенок имеет шлаковые натеки, свидетельствующие о высоком температурном режиме. На западной стороне, в стенке горна имеется отверстие под углом примерно 45° и диаметром 9,5 см, служащее для подведения фурмы и обеспечения притока воздуха во время плавки.

Рис. 1. План раскопа

Рис. 2. Вид сверху на сыродутный горн после расчистки

Фундаментом для размещения рабочей камеры горна служила клеть–подпечье, срубная двухвенцовая конструкция из бревен, размерами 162×180 см. Высота сруба составляет 23 см, толщина бревен — 12–15 см. Внутреннее пространство клети было плотно забутовано песчано-глинистым материалом. Земляное заполнение сруба имеет следы высокотемпературного воздействия в виде пятна-прокала красновато-коричневого цвета. Расположение и контур пятна показывают, что выемка крицы и шлаков происходила через отверстие в северной части стенки горна.

На незначительном удалении от северной стенки клети были выявлены остатки хозяйственной ямы с отходами металлургического производства. Внутреннее заполнение состояло из мелкого древесного угля, обломков глиняных воздуходувных трубок-сопел, металлургического шлака, также в большом количестве были зафиксированы кости зайца (рис. 3). Остеологическая коллекция составляет 77 фрагментов, представленных костями черепа, ребер, метаподий, лопатки. Хозяйственная яма имеет округлый контур, закругленное основание, размеры 92х132 см, глубина 68-72 см. Наиболее вероятно, что яма осталась от выемки грунта для обустройства земляной подушки горна, далее была постепенно заполнена отходами сыродутного процесса.

Рис. 3. Характер заполнения хозяйственной ямы

Воздуходувные трубки-сопла дошли до нас в сегментированном состоянии. Толщина стенок варьируется от 0,7 до 1,5 см. Длина хорд сегментов составляет 2,5–3,1 см, высота 0,4–0,5 см. На основе известных параметров хорды и высоты сегментов можно вычислить внутренний диаметр трубок по формуле:, где L— длина хорды, h – высота сегмента. Таким образом, сопла имели внутренний диаметр 3–5,3 см. Сопла изготовлены из плотной, хорошо отмученной глины. В составе теста присутствует шамот, дресва. Обломки сопел на изломе и внутренней поверхности имеют светло-бежевые, бежевый вариации оттенков, снаружи – красновато-коричневый, коричневый (вариация оттенков). На ряде фрагментов, которые непосредственно примыкали к фурменному отверстию, имеются вплавления стекловидного металлургического шлака.

В раскопе каких-либо орудий обнаружено не было, за исключением обломка однолезвийного черешкового ножа. Находка залегала на глубине 4 см от дневной поверхности, сохранилась лишь черешковая часть. Общая длина изделия составляет 12,3 см, из них на черенок приходится 5 см. Ширина ножа – 1,8 см, толщина лезвия – 0,1 см, толщина спинки – 0,3 см.

С целью определения времени существования плавильни был произведен отбор проб. По костям зайца, обнаруженным в заполнении хозяйственной ямы, был получен возраст 146±70 (NSKA-02060). Её калиброванная календарная дата — 1660 cal AD (95,4%). Перевод радиоуглеродных дат в даты календарные производился при помощи программы OxCal 4.3.

Обсуждение

Исследованный нами агрегат для восстановления железа относится к типу глинобитных сыродутных горнов. Сыродутный процесс, основанный на нагнетании холодного, «сырого» воздуха, многие столетия являлся основным способом получения черного металла. Процесс производства железа сыродутным заключается в следующем:

1. В рабочую камеру горна загружается мелко измельченная руда в смеси с древесным углем.

2. В процессе горения угля образуется окись углерода, которая поднимается наверх, нагревает вышележащие слои угля и руды, вступает с ними в химические реакции.

3. Окись железа в руде восстанавливается до металлического железа, в процессе из руды образуется шлак, который в жидком виде стекает на дно печи. В зависимости от конструкции плавильной печи шлак мог сливаться наружу, так и оставаться внутри рабочей камеры до окончательной остановки процесса плавки.

Сыродутный способ получения железа достаточно универсален и с момента своего появления фактически не претерпел особых изменений. В связи с этим при изучении металлургического производства большое значение имеет конструкция плавильных печей, так как в горнах различной конфигурации процесс восстановления железа будет иметь некоторые различия. Так в печах с малым объемом рабочей камеры процесс восстановления железа может происходить при незначительном притоке воздуха, угля расходуется меньше. При увеличении объемов происходит повышение производительности, процесс насыщения углеродом железа происходит более активно, потребление угля и необходимый объем воздуха также увеличиваются ^{[16, с. 242]}.

При реконструкции облика металлургического горна большое значение имеют этнографические материалы, в которых содержатся достаточно подробные сведения. Так В.Л. Серошевский в своем монументальном труде «Якуты» оставил описание сыродутной печи, увиденной им в Западно-Кангаласском улусе. Горн представлял собой глинобитную кувшинообразную конструкцию высотой 1,1 м и шириной 0,9 м в самом широком месте и 0,3 м у устья. Горн был обустроен над небольшой ямкой глубиной 0,35 м. В грудине печи имелось специальное отверстие для выемки готовой крицы, которое при плавке заделывалось специальной глиняной дверцей. Иногда такая печь полностью помещалась в деревянный сруб, возводимый с целью сбережения тепла ^{[12, с. 365]}. Плавильную печь схожей конструкции наблюдал известный исследователь Р.К. Маак во время своей экспедиции. Увиденный им горн имел высоту 1,15 м, а внизу также имелось отверстие для вынимания крицы ^{[8, с. 181]}.

Большой интерес представляют сведения Г.Ф. Миллера об устройстве железоплавилен, применяемых якутами. Он писал, что якутский сыродутный горн, в целом, не отличается от татарских, но гораздо по размерам крупнее и железа в них выплавляется больше ^{[11, с. 285]}. Что касается конструкции татарского горна, то он имел совсем небольшой размер, представлял собой глинобитное сооружение в виде купола, высотой 30 см и шириной 15 см, диаметр колошника не превышал 3,8 см. Впереди имелось отверстие, которое замуровывалось во время плавки, а сбоку вставлялись два меха ^{[2, с. 102]}. На конструктивное сходство якутского и татарского плавильного горна указывал также И.Г. Георги ^{[1, с. 174]}. Касаясь металлургии абинских татар, он приводит описание плавильной печи, которая располагается «...в зимней хижине и состоит в гемисферическом (полушаровом) на пядень (18 см) углублении глинистого пола в избе, у которого находится на одной стороне для действования двумя мехами небольшое отверстие. Яма покрывается круглой горбатой въюшкой (крышкой) из глины, у которой в самом верху есть отверстие пространством дюйма в два (5 см). Когда плавят, то наполняют печь такими мелкими угольями, какие только сквозь отверстие проходить могут, и оные поджигают. А как они совсем разгорятся, то при беспрестанном раздувании мехами бросают попеременно сквозь отверстие в печь то уголье, то по небольшому количеству истолченной мелко руды» ^{[1, с. 163]}.

В целом, этнографические сведения существенно дополняют археологический материал. Несмотря на ряд отличий–отсутствие бревенчатой обвязки, насыпного фундамента–описанные железоплавильные печи являются типологически близкими к горну, обнаруженному на производственной площадке Куогастаах. Их объединяет, прежде всего, наземная конструкция, небольшая высота и объем рабочей камеры, наличие специального отверстия для подведения воздушного дутья, а также то, что окончанию плавки печь частично или полностью разбиралась при выемке крицы.

Как было отмечено, случаи обнаружения остатков плавильных горнов на археологических памятниках Якутии достаточно редки. Так ряд сыродутных горнов был выявлен при обследовании памятников Сынгасалаах I-II и Тулур в Хангаласском районе РС (Я). На памятниках в общей сложности были исследованы остатки четырех печей для плавки железа, датируемых XV–XVII вв. ^[12]. Эти горны представляют собой небольшие глинобитные горны, укрепленные плитами песчаника и земляной обваловкой. Как видим, куогастаахский горн имеет некоторые отличия, возможно, обусловленные разными технологическими традициями, существовавшими в Вилюйском и Среднеленском очагах металлургии. Что касается сопредельных территорий, то аналогии имеются в материалах археологических памятников Томского Приобья, где в начале II тыс. н.э. распространяются глинобитные купольные горны ^{[3, с. 81]}.

На археологических объектах, содержащих свидетельства железоделательного производства наиболее массовой и распространенной категорией находок является шлак, образующийся при восстановительном процессе. Металлургический шлак - побочный продукт от производства железа, представляющий собой легкоплавкие отходы силикатного типа. Существует два основных вида шлаков - кузнечные и плавильные. Плавильные шлаки, свою очередь, бывают двух типов, в зависимости от характера происхождения: горновые и выпускные ^{[4, с. 109]}. Для горновых шлаков, как правило, характерна рваная форма с острыми краями, тело такого шлака зачастую содержит вкрапления древесного угля, а выпускные, натечные шлаки, в свою очередь, отличает гладкая волнистая поверхность. Судя по характеру полученного в ходе раскопок металлургического шлака, выявленная нами плавильня работала без шлаковыпуска. Тем не менее, в пределах границ производственного комплекса на уровне дневной поверхности в большом количестве фиксировались плоские «лепешки» выпускного шлака, а также шлаковые блоки (рис. 5). Морфология крупных конкреций шлака такова, что они образуются в донной части горна, повторяя форму внутреннего пространства рабочей камеры ^{[4, с. 109]}. Обнаруженные блоки имеют округлую чашеобразную форму, структура пористая, диаметр их составляет в среднем 60–80 см. Шлаковые конгломераты подобных размеров могли сформироваться только внутри плавильни, размеры которого во много раз превышают изученный нами горн. Железоплавильные печи больших объемов и форм, что в них мог полностью поместиться взрослый человек характерны для якутской металлургии сер. XIX-нач. XX вв. ^{[13, с. 30]}. Плавильный процесс в таких горнах уже осуществлялся с применением выпуска жидкого шлака, что позволяло время от времени «разгружать» рабочую камеру и получать несравненно больше насыщенного углеродом железа за одну плавку. На производственной площадке Куогастах визуально определимых на местности остатков больших горнов обнаружено не было – по всей видимости, они все были разрушены или демонтированы для каких-либо нужд. Тем не менее, мы можем предположить, что выплавка железа в этой местности производилась в разновременное время с применением теплотехнических сооружений различной конструкции, действовавших как с выпуском шлака, так и без осуществления оного.

Рис. 4. Шлаковый блок

Еще одной категорией массовых находок в археологической коллекции производственной площадки Куогастах являются фрагменты трубок-сопел. Через такие глиняные трубки происходило нагнетание мехами воздуха в горн при плавильном процессе. Изготовление сопел было делом трудным и требовало от мастера большого опыта и практических навыков. Они изготовлялись из горшочной глины. В пластичном состоянии заготовка насаживалась на деревянную круглую болванку, затем просушивалась и обжигалась на шесте перед камельком. Равномерный обжиг достигался поворотом шеста в одном направлении. Качество обжига проверялось легким постукиванием, хорошо обожженная фурма должна была издавать звонкий и чистый звук ^{[13, с. 30]}.

Важным атрибутом кузнеца-металлурга были и остаются воздуходувные меха. К сожалению, мы не располагаем корпусом археологических данных об устройстве якутских кузнечных мехов, но этнографический материал позволяет с большей долей вероятности восполнить этот пробел. К.Д. Уткин в своей монографии «Черная металлургия якутов» приводит три различных вида мехов. Из них самым архаичным является мех из кожаной сумы и называвшийся “тылбыы куерт”, устройство его было простым и дутье осуществлялось поднятием и опусканием сумы, держась за специальные деревянные зажимы. Более распространен типом был “баттааhын куерт” — ручной однокамерный мех. Он имел значительно больший объем и обеспечивал более длительное и равномерное дутье. Основа мехов изготовлялась из тонких досок в виде усеченной пирамиды, которые затем обтягивались сыромятной кожей. При плавке рабочие попарно приводили в движение два меха, обеспечивая сильное непрерывное дутье. Третья разновидность называлась “тэптиргэ куерт” - двухкамерный мех, приводимый в движение с помощью рычага, закрепленного на балке. По мнению К.Д. Уткина, устройство “тэптиргэ куерт” якуты переняли у русского населения ^{[13, c. 33]}.

Присутствие костей зайца в заполнении хозяйственной ямы может быть интерпретировано не только в качестве кухонных останков, но и как след вероятных ритуально-обрядовых действий. Кузнец-металлург в традиционной якутской культуре занимает особое положение, как носитель особого знания ^[2]. Навыки и способность кузнеца буквально из камня создавать вещи окружали его ореолом таинственности в глазах соплеменников. Некоторые кузнецы в своих сверхъестественных способностях превосходили великих шаманов ^{[1, с. 120]}. Ремесленная деятельность металлурга на всем протяжении его жизни сопровождалось исполнением магических действий, принесением кровавых жертв покровителю и первопредку кузнецов — Кыдай Бахсы ^{[13, с. 64]}. В качестве жертвенного животного, как правило, выступал молодой бык, чье сердце и печень сжигали в горниле, а мясо съедали на месте, следя за тем, чтобы никто его не унес домой ^{[13, с. 66]}. Вероятно, что в жертву могли приносить и других животных. Так при возведении камелька верхоянские якуты приносили в жертву духу огня внутренности теленка, иные в качестве подношения использовали сердце, легкие и голову зайца ^{[15, с. 202]}.

Несмотря на то, что следов железной руды не обнаружено в пределах вскрытой раскопом площади, мы можем предположить, что металлурги пользовались местными ресурсами. Берега р. Тонгуо богаты выходами железосодержащих пород. В архивных документах приводятся сведения: что «от устья Мархи до урочища Кэнтик берега Вилюя усыпаны ожелезненным галечником, служащего местному населению для различных кузнечных поделок» ^{[13, с. 16]}. Исследователи отмечают, что сидеритовые галечники в большом количестве накапливаются в пляжном аллювии реки. Эти россыпи на правом берегу р. Тонгуо использовались в качестве железной руды. Произведенный химический анализ сидеритовых галечников показал, что в этих рудах имеется примесь редких и редкоземельных элементов Le-Ce группы, также они содержат в своем составе силикаты, карбонаты и глинистые минералы, выполняющие роль флюса при плавке ^{[9, с. 102]}. Благодаря природным примесям в руде получаемое железо отличалось высоким качеством. Таким образом, расположение плавильни в правобережье р. Тонгуо не случайно, в какой-то мере отражает стратегию хозяйственного освоения пространства металлургами. Мы видим, что качество рудного сырья было определяющим фактором в вопросе выбора места обустройства плавильни.

Заключение

Подводя итог, можем сказать, что свидетельства металлургического производства, выявленные в местности Куогастаах датируются второй половиной XVII в. Вместе с тем, ряд косвенных признаков указывает на то, что плавкой железа на этой площадке занимались и в более позднее время, вплоть до второй половины XIX вв.

Обнаруженный железоплавильный горн относится к разряду наземных глинобитных печей с принудительной подачей воздуха. Плавильный процесс в нем происходил без применения технологий шлаковыпуска, по окончании плавки горн частично или полностью разбирался для выемки готовой крицы и очистки от шлаков. Сыродутный горн подобного типа на территории Якутии зафиксирован впервые. Различия в конструкции от других ранее выявленных горнов синхронного времени можно объяснить существованием разных технологических традиций сооружения плавильных агрегатов.

Расположение производственной площадки Куогастаах вблизи доступных и качественных источников железной руды, древесины позволяет выявить алгоритмы связанные с стратегией освоения пространства, проследить возможные сценарии адаптации и модернизации ремесленной культуры якутов.