МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

Реферат на тему:

Выполнила: студентка гр. ????

??????

Москва, 2003

Содержание

• Введение

• Происхождение

• Распространение

• История мезо-кайнозойского вулканизма Приморья

• История применения, легенды

• Свойства обсидиана

• Химический состав

• Разновидности вулканических стекол

• Изделия из обсидиана

• Заключение

• Список использованной литературы

Свойства обсидиана

1. Цвет камня обычно черный из-за мельчайших частичек магнетита, но встречаются и красные, коричневые, серые и другие разновидности, в том числе чередующиеся окраски, напоминающие декоративный мрамор[21]. Его темно-серая и черная окраска может быть обусловлена наличием многочисленных мельчайших включений рудных минералов или дефектами структуры стекла. Красновато-бурый цвет связан с присутствием включений окислов и гидроокислов железа. Серебристая окраска обусловлена эффектом рассеивания света на сферической поверхности микроскопических газовых пузырьков. Среди обсидианов выделяются массивные, брекчиевидные (обломочные) и полосчатые разновидности[8].

2. Блеск – стеклянный.

3. Прозрачный.

4. Излом – раковистый.

5. Спаянность – несовершенная.

6. Твердость – высокая – 5-7 по шкале Мооса[8].

7. Плотность – 2,33-2,47 г/см³. Легкий минерал[16,стр.449].

Введение

Рыбаки Липарских островов называют его

“когтями дьявола”, а индейцы

североамериканских прерий –

“слезами апачей” ...

В силу уникальных природно-географических, биологических и культурно-исторических особенностей территория Приморья объективно предопределяет широчайший спектр научных исследований, в том числе исследований междисциплинарного интеграционного характера.

Именно таким характером с самого начала отличались работы по изучению места и роли обсидиана в первобытных культурах Приморья. На фоне бурно прогрессирующих исследований в этой области в мировой науке до сих пор ни один отечественный регион не был проработан с точки зрения идентификации археологического обсидиана и мест (источников) его добычи и распространения.

Первые шаги в этом направлении сделаны в 1992 г., когда была отобрана первая серия из 45 образцов обсидиана с 14 археологических памятников Приморья и Среднего Приамурья. Предварительные результаты впервые были введены в научный оборот в рамках конференции “Археология Северной Пацифики” во Владивостоке в 1993 году. К этому времени коллектив исследователей, состоящий из специалистов по геологии и вулканологии, палеогеографии и археологии Дальнего Востока России поставил перед собой цель проработки проблемы в рамках специального проекта “Обсидиан в первобытных культурах Приморья: археолого-геологическая интерпретация”. Под таким названием проект получил поддержку в виде исследовательского гранта Российского гуманитарного научного фонда (РГНФ) № 95-06-17515 в 1995-1997 годах[8].

Распространение

В Приморье наиболее интенсивное использование обсидиана в качестве сырья для изготовления орудий отмечено в эпохи каменного века (палеолит и неолит) и палеометалла (эпоха бронзы и ранний железный век).

Финальный палеолит Приморья

Использование обсидиана в первобытной технике Приморья прослеживается на стоянках континентальной части региона – в бассейнах рек Илистая (памятники Осиновка, Горбатка, Илистая, Ивановка, Халкидон, Медвежья, Горелая Сопка, Фирсанова Сопка и др.) и Раздольная (памятники Тимофеевка, Раздольная, Тереховка, Кроуновка, Борисовка, Ново-Никольская, Даниловка, Олений и др.), где в течение нескольких десятилетий проводились достаточно интенсивные разведочные и стационарные исследования археологов[11].

Финальный палеолит в юго-восточной (прибрежной) части Приморья представлен устиновской индустрией (или устиновской группой памятников); выделяются различного типа сезонные стоянки и мастерские по добыче и обработке местного сырья[11].

Сосредоточение памятников в основном в среднем течении реки Зеркальная соответствует наиболее оптимальным возможностям охоты, лесного собирательства и нерестового рыболовства, а также многочисленным выходам кремнистых пород - туффитов, сланцев, роговиков и др[7]. Изделия из качественного кремня, яшмы или обсидиана встречаются крайне редко. В то же время традиционная точка зрения археологов об импортном характере обсидиана в устиновской индустрии, вполне обоснована, но требует определенной коррекции.

Еще В.К. Арсеньевым в 1906 г. во время его экспедиции в прибрежной части Приморья было отмечено: “...возвышенности между заливом Владимира и р. Тапоузой состоят из кварце-порфирового туфа с включениями обломков бескварцевого и фельзитового порфира и смоляного камня...”[2] Смоляной камень, или пехштейн, - это одна из разновидностей вулканического стекла наряду с перлитом и обсидианом, которая отличается более высоким (до 10%) содержанием воды. В том же 1906 г., двигаясь вверх по р. Зеркальной (бывш. Тадушу), В.К. Арсеньев сообщает практически точное место выходов обсидиана: “... Горный отрог, входящий острым клином между реками Сибегоу и Тадушу, состоит из мелафира, порфирита и витрофира. С южной стороны его, внизу выступает обсидиан с призматической отдельностью...”[2] Поиски указанных выходов в 1993 г., проведенные Я.В. Кузьминым и А.В. Табаревым, положительного подтверждения информации В.К. Арсеньева не дали. Вполне возможно, что более детальное описание содержится в дневниках В.К. Арсеньева экспедиции 1906 г. Известно также, что в этой экспедиции им было собрано 50 образцов горных пород, которые он наряду с другими материалами продемонстрировал, выступая с докладом в Приамурском Отделе РГО 7 апреля 1907 г.[17]

В 1954 г. первооткрыватель устиновских комплексов геолог В.Ф. Петрунь упомянул обсидиан среди сырья, использовавшегося древними для изготовления орудий: “...Халцедон, свежий смоляночерный обсидиан того типа, который встречается восточнее, кремнистый сланец находили себе несравненно меньшее применение (они встречаются всего в 2-1,5% от общего числа образцов коллекции). ... один из наиболее тонких (2,5 мм толщиной) отщепов треугольного сечения, напоминающий фрагмент призматической ножевидной пластинки, изготовлен из свежего, без каких-либо признаков патины, черного и просвечивающего в краях обсидиана ... показательно отсутствие других обломков обсидиана на территории мастерской, хотя окончательно могут выяснить этот вопрос только раскопки...”[13]

В другой статье В.Ф. Петрунь отметил, что “... в Кавалеровском районе Приморья ... не удалось обнаружить в естественных обнажениях обсидианы такого же высокого качества, как в единичных отщепах неолитического облика из долины р. Тадуши...”[14] В археологической литературе закрепилась однозначная трактовка сырьевой базы устиновской индустрии: “...Основным материалом, обработка которого здесь производилась, был вулканический туф. Лишь изредка встречаются отдельные изделия из смоляно-черного обсидиана, явно принесенного из других мест, где этот материал встречается в изобилии...”[11]

Практически до конца 1980-х годов археологи не использовали геологических данных, имеющихся по району бассейна р. Зеркальная, и не было возможности произвести химические анализы образцов археологического обсидиана. Впервые это было сделано в 1987 г. в Институте атомной энергии в Риккио (Япония)[4]. Из 38 образцов приморского и приамурского обсидиана большинство было в той или иной степени привязано к известным источникам. Лишь 4 образца (отщепы) из коллекции Устиновки-1 отличались пониженным содержанием урана, повышенным содержанием железа и не нашли аналогов среди природных источников.

Впервые в археологической разведочной практике обсидианы невысокого качества в естественных выходах отмечены А.А. Крупянко и С.А. Коломийцем у с. Суворово на р. Курчумка (недалеко от памятников Суворово-I, V, IV) в 1996 г. В 1998 г. при раскопках памятника Суворово-III найдены несколько фрагментов обсидиана риолитового состава, что свидетельствует о том, что местные выходы (пусть даже и низкокачественного) обсидианового сырья были известны обитателям долины.

К настоящему времени в распоряжении археологов имеются данные о целом ряде изделий из обсидиана из бассейна р. Зеркальная (несколько обломков пластинок, фрагмент микропластины, микронуклеус, фрагмент пластинчатого нуклеуса (Устиновка-IV, подъемные сборы), скребок (Устиновка-I, изготовлен на пластине, снятой с подпризматического нуклеуса), около трех десятков отщепов и чешуек, крупное скребло (предположительно из района пос. Кавалерово). Для изготовления этих изделий использовался как галечный, так и блочный обсидиан. Имеющиеся на сегодняшний момент радиоуглеродные даты по памятнику Устиновка-VI (в слое был найден обсидиановый отщеп) (11750±620 л. н. и 11550±240 л. н.) достаточно четко фиксируют время использования обсидиана в долине р. Зеркальной. В то же время, процент артефактов из обсидиана крайне низок и действительно может быть объяснен импортным его характером в связи с отсутствием здесь источников качественного вулканического стекла.

Неолит и эпоха палеометалла Приморья

Обсидиан, столь активно использовавшийся в финальном палеолите, в неолитическое время также встречен во многих известных комплексах в прибрежной и континентальной частях Приморья (Рудная Пристань (Тетюхэ), Моряк-Рыболов (Пхусун), Валентин-перешеек, Мустанг, Майхэ (Олений), Осиновка,  Краскино, Сенькина Шапка, Сопка Харинская, Ханси-II, Гладкая-I (Зайсановка) и др.). Среди изделий из обсидиана встречены скребки на отщепах, сверла, режущие инструменты, наконечники стрел и дротиков; прослеживается тенденция реутилизации обсидиановых отщепов более раннего времени. Среди находок в то же время встречаются поистине уникальные образцы - нож из дымчато-голубого обсидиана [3].

Памятник Гладкая-I (Зайсановка) исключительно информативен с точки зрения анализа технологии использования обсидиана в прибрежных неолитических культурах Приморья. Он расположен в устье р. Гладкая при впадении в бухту Экспедиции, и известен с 1953 г. по разведкам и сборам А.П. Окладникова[10]. Вскоре после этого на нем в 1954 и 1956 гг. проводились специальные исследования. Уже к моменту раскопок памятник был частично разрушен, а стратиграфическая ситуация не была безукоризненной как по причине разрушения, так и по причине достаточно большого угла склонового падения (3,5 м на 10 м раскопа по данным Г.И. Андреева в 1954 г.). Тем не менее, А.П. Окладников счел возможным говорить об отдельных участках поселения со скоплениями крупных камней, которые могли оказаться очагами и напоминали подобные конструкции на Осиновке. Они могли быть связаны с какими-то легкими наземными постройками типа шалашей для обитания в летнее время. Крутой склон даже позволил А.П. Окладникову предположить, что, возможно, они жили и не на земле, а в жилищах на сваях, откуда и выбрасывали различные хозяйственные отбросы.

Г.И. Андреев сделал предположение о том, что в ходе раскопок были вскрыты остатки надземного жилища, слегка углубленного в скалу, но “... ввиду того, что это только предположение, в дальнейшем слово “жилище” мы всюду будем брать в кавычки...” А.П. Окладников и Г.И. Андреев в числе наиболее ярких особенностей памятника выделили широчайшее использование древними наряду с другими породами и обсидиана. Г.И. Андреев отметил, что сведений о дальневосточном обсидиане до этого не было даже в Большой Советской Энциклопедии[1].

С началом эпохи палеометалла в Приморье обсидиан теряет свое значение в первобытной технике; уже нет оснований говорить об “обсидиановой индустрии”. Отдельные предметы - мелкие наконечники стрел, скребки, пластинки и отщепы - известны по коллекциям, но в целом, обсидиан (как, впрочем, и кремень) вытесняются более мягким шифером, а в технике преобладает шлифовка.

Таким образом, артефакты из обсидиана (орудия, их фрагменты, нуклеусы, продукты расщепления и дебитаж) свидетельствуют о его использовании в технике первобытных культур Приморья с финального палеолита (13000-10000 л. н.) до этнографической современности[8].

История мезо-кайнозойского вулканизма Приморья

Рассмотрим общую картину развития вулканизма в меловой, палеогеновый и неогеновый периоды на территории Приморья. Именно с вулканическими породами мелового-неогенового возраста связаны проявления вулканических стекол.

Общая картина развития молодого вулканизма на территории Приморья, запечатленная в геологических разрезах позднемезозойских и кайнозойских горных пород, выглядит следующим образом.

Геологическая история Приморья в период с позднего мела (95 млн. лет назад) до неогена (2,5 млн. лет назад) была непосредственным образом связана с вулканической деятельностью. Главным событием этого периода стало формирование Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса, вулканические постройки которого образуют сегодня горную страну Сихотэ-Алинь. Пояс протягивается более чем на 700 км вдоль побережья Японского моря от бухты Киевка (Судзухе) на юге до устья реки Амур на севере.

Восточно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс относится к группе окраинно-континентальных вулканических поясов, сформированных на границе Азиатского континента и Тихого океана. Он представляет линейную вулканическую структуру, наложенную на более древние породы фундамента вдоль зоны северо-восточных глубинных разломов и “заполненную” вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами. С континентальной стороны граница пояса проходит по Восточному разлому, который протягивается в северо-восточном направлении более чем на 700 км и представлен на поверхности сдвиговой зоной шириной 5 - 15 км[18]. По данным глубинного сейсмического зондирования зона разлома наклонена на юго-восток под углом 60° и достигает поверхности Мохо (границы земной коры и мантии) на глубине 35 км[6]. С востока пояс ограничен Береговым разломом северо-восточного простирания, который проходит по подножию материкового склона Японского моря и Татарского пролива. Он фиксируется резким изменением мощности земной коры по обе стороны от него[6].

Перемещения блоков земной коры в позднем мелу-палеогене по северо-восточным зонам глубинных разломов (тектонических сдвигов) с амплитудой до нескольких десятков километров, привели к возникновению здесь “поперечных” магмопроницаемых структур северо-западного и субширотного простираний и грандиознейшему по своим масштабам вулканизму. Общая мощность вулканических пород, накопившихся в процессе извержений, достигает 4-5 км.

Выделяется несколько стадий развития пояса - начальная, средняя, поздняя и конечная. Вулканизм начальной стадии (сеноман-турон) ведет начало с образования толщи грубообломочных вулканогенно-осадочных пород (вулканогенной молассы), выделенных в составе петрозуевской свиты. Позднее произошли массовые излияния андезитов и базальтов, чередующиеся с выбросами пирокластических обломков пород. Вулканические постройки того времени представляли собой крупные стратовулканы, аналогичные по своему строению и характеру извержений современным андезит-базальтовым вулканам Камчатки – Ключевскому, Авачинскому, Безымянному и др. Вулканические породы начальной стадии в южной части пояса выделяются в петрозуевскую и синанчинскую свиты. Мощность вулканогенных образований достигает 1200 метров.

В туронское время базальт-андезитовый вулканизм сменился гигантскими трещинными извержениями кислой риолитовой магмы, в результате чего образовались мощные толщи игнимбритов и туфов риолитов приморской серии. Мощность отдельных покровов, сформированных при одноактных извержениях, иногда достигает сотен метров, а суммарная мощность вулканогенных образований приморской серии - 1,5 км. Современный вулканизм не имеет аналогов подобным, катастрофическим в планетарном масштабе, извержениям.

Средняя стадия фомирования пояса (маастрихт-палеоцен), соответствует времени накопления вулканогенных образований самаргинской и богопольской свит в пределах локальных структур кальдерного типа, наложенных на поля игнимбритов предшествующего этапа. Извержения глубинной базальт-андезитовой магмы обусловили формирование крупных стратовулканов, сложенных самаргинскими эффузивами. В качестве примечательного примера стоит назвать сформированный в этот период Солонцовский вулкан, руины которого, расположенные на правобережье реки Рудная, живописно возвышаются над городом Дальнегорск. Позднее, а в некоторых структурах почти одновременно с извержением базальтов и андезитов, происходило извержение кислой магмы. Кислые эффузивные образования выделены в составе богопольской свиты (комплекса). Характернейшей чертой кислого вулканизма этого периода было появление среди разнофациальных типов пород вулканических стекол, которые встречаются в виде линзовидных включений (фьямме) в игнимбритовых покровах, иногда слагают крупные геологические тела – лавовые потоки и вулканические (экструзивные) купола. В пределах экструзивных куполов расположены наиболее крупные месторождения вулканического стекла. Ярким представителем вулканических структур, сложенных такими породами, является Якутинская вулканическая структура - близкий сосед Солонцовского вулкана. Вулканические постройки Якутинской структуры, взметнувшиеся в виде крутых и остроконечных вершин-вулканов на высоту свыше 1000 м, образуют осевую часть Восточно-Сихотэ-Алинского горного хребта в Дальнегорском районе. В его отрогах находятся истоки рек Рудная (Тетюхе) и Зеркальная (Тадуши), впадающие в Японское море. Бассейны этих рек в настоящее время являются своеобразной “меккой” для археологов.

Поздний (палеогеновый) этап формирования вулканического пояса по времени совпадает с активизацией глубинных тектонических процессов на границе Азиатской и Тихоокеанской (континентальной и океанической) литосферных плит. Связанный с этими процессами вулканизм развивался не только в тектонических рамках пояса, но и далеко за его пределами. При значительных перемещениях блоков земной коры по северо-восточным зонам разломов в раннем-среднем палеогене (палеоцен-эоцен) возникали многочисленные субширотные вулкано-тектонические депрессии. Эти своеобразные провалы в земной коре заполнялись вулканогенной молассой, базальтовыми, андезитовыми и риолитовыми лавами, пирокластическими и пепловыми туфами, а в периоды затухания вулканизма - вулканогенно-осадочными и терригенными угленосными отложениями. Вулканогенные образования выделены в кедровскую базальт-риолитовую серию палеогенового возраста. Такие структуры развивались как в пределах вулканического пояса (депрессии в бассейнах рек Максимовка, Зеркальная, Аввакумовка и др.), так и вне его границ (Славянская и Краскинская вулкано-тектонические депрессии на юге Приморья). Примечательно, что палеогеновый вулканизм обусловил широкое проявление кислых вулканических стекол.

Неогеновый (миоцен-плиоценовый) или конечный этап вулканизма на территории Приморья обусловлен тектоническими процессами, связанными с формированием Япономорской впадины. Он выразился в выбросах колоссальных объемов вулканического пепла и трещинных излияниях базальтов, заполнивших межгорные впадины. Излившиеся лавы образовали обширные базальтовые плато и столовые горы. В основании базальтовой толщи залегают горизонты стекловатых (обсидиановых) туфов, а подошва лавовых потоков, как правило, состоит из корки закалки, представленной обсидианом. Русловые отложения рек, прорезающих Шуфанское и Шкотовское базальтовые плато на юге Приморья, изобилуют обсидиановыми гальками. На галечных косах рек Илистая, Арсеньевка, Партизанская, Стеклянуха и др. можно собрать прекрасную коллекцию обсидианов. Коренные выходы и галька обсидианов встречаются и вдоль восточного побережья бухты Муравьиная (Уссурийский залив) между устьями рек Шкотовка (Цимухе) и Суходол (Кангауз).

В конце миоцена – начале плиоцена площадные излияния платобазальтов завершились формированием небольших вулканических построек и шлаковых конусов, сложенных щелочными базальтами, содержащими обломки глубинных мантийных пород (ксенолитов) лерцолитового состава. Некоторые вулканические постройки сохранили свои очертания и выражены в современном рельефе в виде небольших вулканических конусов. В целом, вулканизм и новейшие тектонические движения в неогене обусловили основные черты современного рельефа Приморья.

В четвертичное время базальтовый вулканизм продолжался в приграничных с Приморьем районах Китая и Кореи. Некоторые вулканы активны еще и сегодня. Так, на границе Кореи и Китая в центральной части базальтового плато расположен вулкан Пектусан (кор.) или Байтоушань (кит.). В переводе с корейского Пектусан, вершина которого покрыта светлыми пемзами, означает “Белоголовая Гора”. Его извержения происходили в исторический период. Последнее случилось в 1898 г. Но особенно сильным было извержение 1702 г., когда выбросы вулканического материала распространились на территории более 10 тыс. кв. км. В настоящее время в пределах кальдеры вулкана в озере Чхон (Таньчи) происходит выделение горячих вод и газов - вестников “живой” магмы, питающей вулкан. Весьма интересно, что во внутренних обрывистых склонах кальдеры вулкана среди туфов и брекчий залегают горизонты обсидиана[5].

Таким образом, образование стекла и стекловатых разновидностей вулканических пород в Приморье связаны со всеми этапами вулканизма. Наиболее крупные тела кислых вулканических стекол (перлитов) сформировались в поздние стадии вулканической деятельности. Неогеновый базальтовый вулканизм, развитый на значительной части территории юга Приморья, обусловил появление и широкое распространение обсидиановых стекол[8].

Химический состав

Вулканические стекла часто являются главными концентраторами редких и рассеянных элементов относительно аналогичных им по составу раскристаллизованных магматических (вулканических) пород. Быстрое остывание (закалка) магматического расплава, способствует захвату подвижных элементов стекловатой основной массой, не позволяя им отделиться от расплава с летучими компонентами – фтором, хлором, водой и др., как это происходит при постепенной раскристаллизации “обычных” магматических пород. Кроме того, концентрация и рассеяние элементов в вулканических стеклах определяются степенью их гидратации, ведущей к заметному перераспределению легко подвижных элементов. В первую очередь это относится к гидратированным перлитам риолитового состава, в которых содержание щелочных и щелочноземельных элементов неоднородно даже в отдельных участках одного геологического тела. Этот фактор приходиться учитывать при статистической обработке геохимических данных по перлитовым проявлениям.

В целом, микроэлементный состав стекол из различных вулканов индивидуален. Следовательно, зная геохимический “портрет” вулканического стекла из конкретного коренного источника, с большой достоверностью можно выявить его аналоги среди археологических образцов с помощью статистической обработки геохимических данных. Таким же образом можно решить и обратную задачу выявления коренных источников вулканического стекла.

Обсидианы. Археологические и геологические образцы обсидианов базальтовой группы характеризуются близким содержанием элементов-примесей. Это свидетельствует о их принадлежности к единому генетическому ряду пород. При статистической обработке они выделяются в одну комбинированную группу пород “Базальтовое плато” (Вasaltic Рlateau Combined). В то же время, при более детальном анализе они разделяются на более локальные группы или источники ВР1, ВР2, ВР3 и ВР4. Выделенные группы различаются между собой содержанием К, Ba, Zr, Sr, La и Sc. Перлиты. Геохимическое разнообразие перлитовых стекол из археологических памятников и коренных источников оказалось довольно значительным. Перлиты из археологических памятников по геохимическому составу разбиваются на две генетические группы (PNK1 и G4). Наиболее распространенными в неолитических археологических памятниках являются кислые стекла с индексом PNK1, относящиеся к субщелочным риолитам. Для них характерно повышенное содержание щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов – La, Nd, Ce, Nb, Y, Zr, Rb[8].

Таблица 1