ARCHAEOMETALLURGICAL APPROACHES TO THE STUDY OF COPPER-ARSENIC ALLOYS OF THE BRONZE AGE

Abstract

В статье анализируется репрезентативная серия из 109 экспериментов по легированию рафинированной меди минералами мышьяка в натурных условиях и объемах, позволяющих изготовить металлоемкие орудия; литью, отжигу заготовок и их последующей кузнечно-слесарной обработке. Источником мышьяка в экспериментальных медных сплавах служил арсенопирит. Установлено, что медный раствор можно обогатить мышьяковыми лигатурами тремя основными способами: растворение порошка арсенопирита в перегретом расплаве меди путем дразнения (перемешивания) деревянной жердью; совместная тигельная плавка порошка арсенопирита, перекрытого корольками меди и «шубой» из толченого древесного угля; совместная восстановительная плавка минералов меди и арсенопирита. По указанным технологическим схемам можно обогащать растворы меди любыми соединениями мышьяка. Лишь первые два способа позволяют получить сплавы с заданной пропорцией Cu и As, а также средне - и высокомышьяковые соединения. В статье приведены данные приборных замеров фаз плавления экспериментальных образцов мышьяковых сплавов, особенности их физико-химических свойств. Всего изготовлено 17 орудий из низко - и среднемышьяковых (от 1,5 до 5 % As) сплавов, соответствующих типологическим стандартам восточноевропейских культур бронзового века. The paper analyzes a representative series of 109 experiments on alloying of refined copper with arsenic minerals in full-scale conditions in the amounts sufficient to produce metal-consuming tools, as well as experiments on casting, annealing of blanks, and their subsequent forging and founder work. Arsenopyrite served as a source of arsenic in experimental copper alloys. It was established that the copper solution can be enriched with arsenic ligatures in three main ways: dissolution of arsenopyrite powder in the superheated copper melt by poling (mixing) with a wooden pole; joint crucible melting of arsenopyrite powder overlaid with copper shot and a «coat» of crushed charcoal; joint reduction melting of copper and arsenopyrite minerals. According to these technological schemes, it is possible to enrich copper solutions with any arsenic compounds. Only the first two methods make it possible to obtain alloys with a given proportion of Cu and As, as well as medium - and high-arsenic compounds. This paper presents the data of instrument measurements of the melting phases of experimental samples of arsenic alloys and the features of their physicochemical properties. In total, 17 tools were made from low- and medium-arsenic alloys (from 1,5 to 5 % As) which is consistent with typological standards of East European cultures of the Bronze Age.