Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

Фирсова О. Л.

Появление зеркал-погремушек у кочевников Южного Урала и Алтая связывают с распространением в их среде каких-то новых восточных культов, отражающих авестийские мифы и поклонение солнечному божеству [5].

В ряде публикаций, посвященных зеркалам-погремушкам, приводятся сведения об их составе. Установлено, что мечетсайское зеркало получено из бронзы, содержащей 20 % олова (исследование Т. Б. Барцевой и Е. Н. Черных) [3]. По сведениям П. И. Шульги [5], находки из могильников Рогозиха-1 и Локоть-4 изготовлены из позолоченной бронзы, анализ которой выявил ее сходство с составом мечетсайского зеркала [5]. Я. В. Васильков [2] приводит предварительный анализ пазырыкского зеркала, осуществленный, но пока неопубликованный С. В. Хавриным; по составу это зеркало чрезвычайно близко к мечетсайской находке. Поверхность пазырыкского зеркала отличается серебристым цветом.

Состав поверхностных золотистых и серебристых слоев на зеркалах-погремушках не проанализирован. В этой связи важно отметить, что полированная поверхность археологических зеркал, полученных из желтой бронзы, содержащей 20 %, иногда прекрасно сохраняется, но приобретает золотистый оттенок или имеет серебристый цвет вследствие обеднения медью в процессе коррозии. Мы наблюдали подобное явление при исследовании некоторых сарматских зеркал, найденных в Филипповских курганах Оренбургской области. Коррозионное разрушение зеркал часто начинается изнутри, при этом поверхностный золотистый слой сохраняется, хотя и содержит многочисленные коррозионные трещины.

Приведенные выше анализы состава зеркал-погремушек требуют дополнительного уточнения, т. к. авторы зачастую не указывают, какую часть зеркала анализировали – тыльную или лицевую, что имеет существенное значение, т. к. составы могут быть различны. По этой же причине сложно сопоставлять сведения, приведенные в разных публикациях.

Технология изготовления зеркал-погремушек не изучена, хотя исследование технологических характеристик зеркал-погремушек не менее важно, чем определение их состава. Это связано с тем, что реализация особых акустических свойств высокооловянных бронз достигается специфической, достаточно трудоемкой обработкой. Подобная обработка включает горячую ковку и закалку изделий, в результате чего формируется, так называемая, «музыкальная ss-бронза». Начиная с эпохи Хань и вплоть до настоящего времени эту бронзу используют в Китае, а также на Филиппинах в провинции Ifugao для производства гонгов и цимбал [7].

Мы имели возможность определить химико-технологические показатели составного зеркала из Мечетсая, хранящегося в Государственном Историческом музее, и выяснить, применяли ли при его изготовлении «музыкальную ss-бронзу». Мы полагали также, что определение технологической традиции, в соответствии с которой изготовлено мечетсайское зеркало, может дать дополнительные сведения о возможном месте производства зеркал-погремушек.

Геометрические характеристики и состояние сохранности зеркала из мечетсая

Диски зеркала имели одинаковый диаметр – 155 мм, толщина диска с валиками (тыльная сторона зеркала) составляла 1–1,2 мм, диаметр у основания выпуклости в центре равнялся 16 мм, высота – 10 мм. Зеркальный диск с небольшой ручкой-штырем для насадки другой деревянной ручки имел толщину 2 мм, толщина ручки равнялась Змм, ее длина – 55 мм.

Зеркало в значительной мере подверглось коррозионному разрушению, металл почти полностью перешел в куприт, на отдельных участках поверхности наблюдались выделения вторичной меди. Валик, расположенный вблизи края верхнего диска, находился в частично фрагментированном состоянии. На одной из боковых поверхностей центральной конусовидной выпуклости проявилась широкая треугольная трещина; это позволяло заметить, что конус насажен на небольшой выступ, расположенный в центре верхней части зеркала. На корродированном зеркальном диске сохранились небольшие чешуйки золотистого металла, которые свидетельствовали о первоначальной полировке. Почти не подверглись коррозии лишь заклепки на зеркалах, имевшие золотистый цвет. Фото общего вида зеркала см. на ил. 2.

Методика исследования

Для исследований были отобраны чешуйки металла, сохранившиеся на зеркальном диске, а также фрагменты разрушенного валика тыльной части зеркала. Их составы определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии на приборе Camebax-SX-50. Для характеристики состава заклепок применяли метод рентгеновской флуоресценции.

Технологию изготовления зеркала изучали с помощью металлографии на микроскопе МИМ-8, для чего использовали образцы, на которых ранее определяли состав. Шлифы готовили по обычной методике с помощью последовательной обработки на различных номерах шлифовальной бумаги, для полировки применяли сукно, укрепленное на шлифовальном кругу, которое смачивали взвесью окиси хрома в воде. Некоторые шлифы располагались непосредственно на различных участках зеркала – на головках заклепок и на центральной выпуклости. Их полировку осуществляли с помощью укрепленного на микродрели фетрового валика, на который наносили пасту с трехокисью хрома. Для травления применяли реактив состава:

К₂Сг₂0₇ – 2 г, H₂S0_4- – 8 мл, NaCl – 4 мл, Н₂0 – 100 мл.

Результаты исследования

Состав

Сведения о химическом составе двух частей зеркала, приведены в Табл. 1. (фрагмент 1 отобран от тыльной части зеркала, фрагмент 2 – от зеркального диска).

Таблица 1. Составы фрагментов двух частей зеркала из Мечетсая

Как видно из приведенной таблицы, обе части зеркала изготовлены из весьма близкой по составу высокооловянной бронзы, содержащей в качестве единственной легирующей добавки 23,12 % олова (фрагмент 1) и 23,42 % олова (фрагмент 2). Отметим также насыщенность металла примесями, концентрации которых в обеих частях зеркала схожи. Заклепки отформованы из оловянной бронзы, содержащей 8 % олова.

Технология изготовления зеркала

Металлографическое изучение различных частей зеркала выявило одинаковую по характеру микроструктуру, отличавшуюся лишь по степени коррозионного разрушения. На шлифах были видны области -фазы, содержащей двойники отжига. Во фрагменте 2, металл которого не подвергся коррозии, -фазы располагалась на игольчатом мартенситном фоне ss-фазы (ил. 3, 1), во фрагменте 1 ss-фаза полностью перешла в продукты коррозии, частичной коррозии подверглась также и -фаза (ил. 3, 2). Центральная выпуклость на верхней части зеркала имела такую же микроструктуру, как и фрагмент 1. На шлифах фрагментов 1 и 2 были заметны голубые включения, электронномикроскопическое исследование которых показало, что это – сульфиды меди. Они часто обнаруживаются в структуре металла, выплавленного из сульфидных руд.

Отмеченные выше признаки микроструктуры свидетельствовали, что обе части зеркала получены с помощью горячей ковки с последующей закалкой, т. е. отформованы из музыкальной ss-бронзы.

Эта технология является трудоемким процессом и требует от мастера хорошего владения навыками обработки высокооловянных бронз [8]. Основная технологическая трудность обусловлена тем, что в литом состоянии бронзы, содержащие 20–23 % олова, твердые и хрупкие; они поддаются ковке только в узком интервале температур, нижний порог которого должен составлять не менее 520^оС, а верхний практически соответствует 700^оС. После горячей ковки бронз и их последующего охлаждения на воздухе в сплаве формируется твердая хрупкая составляющая – эвтектоид. Чтобы его растворить, необходимо повторно нагреть бронзы выше 520^оС, а затем быстро охладить их в воде, т. е. закалить. После закалки твердость бронз несколько снижается, а пластичность возрастает, поэтому закаленные бронзы можно подвергать слабой холодной ковке, гравировке и т. п. Вероятно, цикл изготовления зеркала-погремушки включал следующие операции: