2.7. Медь

Задолго до знакомства с медью в виде металла человек прекрасно научился распознавать многие ее минералы. Дело в том, что основные минералы меди часто располагаются непосредственно на поверхности земли и имеют яркую окраску. Это малахит, бирюза, азурит, хризоколла и др. Изделия из этих минералов обнаруживаются в древнейших человеческих захоронениях, относящихся к эпохе неолита. Так, малахитовые бусы были найдены в древнем поселении Чайоню-Тепези в Анатолии (8-е тысячелетие до н.э.), а фигурки из азурита - на острове Крит (6-е тысячелетие до н.э.). Следует отметить, что практически все минералы меди из-за своеобразной цветовой гаммы наряду с минералом свинца галенитом широко использовались в древности в косметических целях (например, для окраски глазниц).

Дадим краткую характеристику наиболее распространенным в древности минералам меди.

Малахит (от греч. «малахе» - мальва) представляет собой карбонат меди. Малахит очень рано получил распространение в качестве поделочного камня, из которого изготавливались амулеты, бусы, кольца и другие мелкие изделия. Он широко использовался в качестве краски для настенных росписей и в виде косметического средства. После изобретения керамики он стал применяться для окрашивания глазури и цветного стекла.

Азурит (от перс. «ладжвард» - лазурный, голубой) также является карбонатом меди. Это очень красивый и яркий минерал, цвет которой изменяется от лазурного до ультрамаринового. Азурит часто сочетается с малахитом и всегда находится на поверхности или близко от нее.

Хризоколла (от греч. «хризос» - золото и «колла» - клей) это синий или сине-зеленый силикатный медный минерал. В древности использовался как поделочный камень для изготовления мелких ритуальных предметов и амулетов, а также в качестве косметического средства. Свое название получил в связи с тем, что материал, изготовленный на основе хризоколлы, в древности использовался при пайке золотых изделий.

Бирюза (от перс. «пируз» - победитель) – в древности достаточно распространенный минерал, гидрофосфат меди. Бирюза может быть различных цветов: от яркого небесно-голубого до блекло-зеленого. В древности, так же как многие другие минералы меди, она использовалась в качестве поделочного камня и минеральной краски.

Несколько позднее человек познакомился с сульфидом меди – халькопиритом (от греч. «халькос» - медь и «пирос» - огонь), который и стал основной медной рудой в эпоху Древнего мира.

Первоначально человеку стала известна самородная медь. Некоторые ученые полагают, что она даже могла быть первым металлом цивилизации, поскольку медные самородки встречаются в природе чаще золотых. Самородную медь и теперь находят во многих регионах Земли. Богаты ею Малая Азия, Индокитай, Алтай, но особенно – страны Нового Света: США, Мексика, Боливия и др. И в настоящее время не являются редкостью медные самородки массой несколько килограммов. В 1977 году в карьере Береговом у Онежского озера был найден самородок массой 200 кг, хранящийся в Карельском музее археологии. Крупнейшим проявлением самородной меди считается сплошная медная жила, обнаруженная на полуострове Кьюсиноу (озеро Верхнее, США), масса которой примерно 500 т.

Можно предполагать, что в древности находок самородной меди было значительно больше, чем сейчас. Необходимо отметить, что самородная медь концентрируется именно в верхних горизонтах месторождений и ей сопутствуют малахит и азурит, то есть окисленные формы меди. Для полиметаллических месторождений меди в Азии и Европе характерно также присутствие в верхних горизонтах минералов никеля и мышьяка. В глубинных участках месторождений, как правило, располагаются минералы олова, свинца, цинка и сульфидные медные минералы.

По этой причине древние предметы из рудной меди содержат значительное количество никеля (иногда до 5%) и мышьяка (до 2 %). Присутствие этих примесей показали химические анализы более двух третей раритетов из Месопотамии, Египта, Малой Азии, Индии, датируемых не позднее 3-го тысячелетия до н.э. Древнейшими же изделиями из рудной меди в настоящее время считаются найденные в 1962 году в Чатал-Хююке (плоскогорье Конья, Турция) бусинки, колечки и подвески. В одной из жилищ этого поселения был обнаружен и шлак от плавки медной руды. Эти находки относятся в 7-му тысячелетию до н.э. Такой же возраст имеет и найденное в Чайоню-Тепези медное шило, отличающееся высоким содержанием мышьяка – 0,8 %.

Добыча медной руды осуществлялась по той же технологии, что и добыча рудного золота. Старейшие медные рудники обнаружены на территории Месопотамии, Испании и Балканского полуострова. В эпоху античности одним из крупнейших месторождений меди стал остров Кипр, от его позднелатинского названия «купрум» и произошло современное название меди как химического элемента. Русское название металла происходит от древнеславянского слова «смида», обозначавшего металл вообще. Отметим, что термин «смида» восходит к тем древнейшим временам, когда праславяне и прагерманцы были еще единым народом. Впоследствии в германских языках термин «смида» стал употребляться для обозначения человека, работающего с металлом, и закрепился в форме «смит» (англ.) или «шмидт» (нем.) – «кузнец». Данное обстоятельство еще раз подтверждает тот факт, что наши пращуры были знакомы с металлами еще до распада славяно-германской ветви индоевропейцев.

Добытую руду дробили, а затем перебирали вручную. Наиболее древним способом плавки медной руды является тигельный: руду смешивали с древесным углем и помещали в тигли, изготовленные из глины, перемешанной с костной золой. Размеры тиглей были небольшими, так, высота тигля, обнаруженного в Египте археологом Брантоном, составляет всего лишь 12 см. В тиглях предусматривались отверстия для выхода газов (в крышке), и для подачи дутья (сбоку, примерно на середине высоты). Тигли помещались в печь, и начиналась плавка. Температура, необходимая для получения меди, содержащей около 1 – 2 % примесей (мышьяка, никеля, сурьмы и др.), составляет около 900…950 градусов. Она достигалась уже в примитивных гончарных очагах времен неолита.

Количество меди, производимое в тиглях, было очень небольшим и составляло, как правило, несколько сот грамм. Поэтому довольно быстро перешли к производству меди в ямах. Для этого медную руду, перемешанную с древесным углем, помещали в неглубокие ямы (глубиной до 30 см), дно которых было выложено камнями. Над слоем шихты насыпали еще некоторое количество древесного угля, а сверху укладывали ветви деревьев и небольшое количество земли таким образом, чтобы не препятствовать притоку воздуха внутрь кучи. Место плавки старались располагать на склонах холмов, чтобы использовать естественное движение воздуха. То, что оно способствовало раздуванию огня, было замечено в глубокой древности. Таким был первый промышленный металлургический агрегат.

По завершению плавки несгоревшее топливо убирали, а полученный металл дробили на удобные для использования куски. Это делалось немедленно после затвердевания металла, так как на этой стадии медь особенно хрупка и легко разбивается на куски молотком. Для придания сырцовой меди товарного вида ее подвергали холодной ковке. Очень рано было обнаружено, что медь представляет собой мягкий и ковкий металл, легко уплотняющийся и освобождающийся от грубых включений при простейшей механической обработке.

Холодная ковка меди позволяла получать очень сложные изделия. Например, по такой технологии был сделан коле диаметром 0,5 м, найденный в гробнице фараона Перибсена (XXVII век до н.э.). После освоения технологии медного литья в 4-м тысячелетии до н.э. техника изготовления медных изделий поднялась на новый уровень. Прекрасными образцами ранних изделий из меди являются таз и кувшин, найденные в гробнице египетской царицы 4-й династии Хетепхерес. Таз и корпус кувшина выкованы, носик же кувшина отлит, вставлен в специально подготовленное отверстие и прикреплен к корпусу холодной ковкой.

Народами, достигшими наиболее значительных успехов в освоении технологий металлургии меди уже в хальколите, в настоящее время считаются шумеры в Месопотамии, иберы на Пиренейском полуострове и народы, населявшие в то время Малую Азию. Интересные археологические находки, также датируемые 4-м тысячелетием до н.э., были сделаны в 1972 году в Болгарии недалеко от города Варна. Там был обнаружен древний некрополь с большим количеством золотых и медных изделий. Всего было исследовано более 60 захоронений и найдено свыше 2000 металлических предметов. Некоторые исследователи считают, что сокровища из Варны представляют собой свидетельство более высокой культуры, чем культура современных им цивилизаций.

При всех своих достоинствах медь имела и очень существенный недостаток: медные инструменты быстро затуплялись. Даже в холодноупрочненном состоянии износостойкость и другие свойства меди были не настолько высоки, чтобы медные инструменты и орудия могли полностью заменить каменные. Поэтому на протяжении меднокаменного века («хальколита») камень успешно конкурировал с медью, что и нашло отражение в названии эпохи. Решающий шаг в переходе от камня к металлу был сделан после изобретения бронзы.