В геологической классификации глины, являвшиеся основным сырьем для производства керамики, относятся к тонкозернистым горным породам осадочного происхождения. Этот материал повсеместно встречается в природе и, как правило, его добыча не составляет большого труда. Для гончарства средневековой Карелии характерно использование различных по происхождению, химическому и минеральному составу видов глин, что отразилось на керамических наборах памятников различных историко-культурных типов. Коллекции X–XIII в. из курганов, селищ и укрепленных поселений содержат только сероглиняную керамику, изготовленную из ожелезненной глины; в XIV в. на городищах появляются светлоглиняные изделия из слабо- и неожелезненных глин.
Сырье, пригодное для производства керамики из ожелезненных глин, широко распространено на территории Карелии и в прилегающих областях (рис. 12). Большинство известных месторождений приурочены к бассейнам Ладожского и Онежского озер, юго-западному побережью Белого моря, с которыми совпадает расположение ареалов средневековых памятников (см. книга, Рис. 1). В Северо-Западном Приладожье крупные месторождения глины находятся в Лахденпохском (Лумиваара [Названия месторождений приведены в соответствии с их кадастровым наименованием (Леонтьев, 2006)], Хийтольское) и Сортавальском (Хелюльское, Куокканиемское) районах.
Сырье, пригодное для производства керамики из ожелезненных глин, широко распространено на территории Карелии и в прилегающих областях (рис. 12). Большинство известных месторождений приурочены к бассейнам Ладожского и Онежского озер, юго-западному побережью Белого моря, с которыми совпадает расположение ареалов средневековых памятников (см. книга, Рис. 1). В Северо-Западном Приладожье крупные месторождения глины находятся в Лахденпохском (Лумиваара [Названия месторождений приведены в соответствии с их кадастровым наименованием (Леонтьев, 2006)], Хийтольское) и Сортавальском (Хелюльское, Куокканиемское) районах.
Рис. 12. Месторождения и проявления глинистых пород на территории Карелии (Леонтьев, 2006, с. 163)
В бассейне Онежского озера запасы глинистого сырья промышленных объемов имеются в Пудожском (Пудожское и Коловское месторождения) и Прионежском (Бесовецкое, Шуйское и Сулажгорское месторождения) районах. В юго-западном Прибеломорье (Беломорский и Кемский районы) мощные залежи глины приурочены к побережью моря (Шуерецкое), рекам Кемь (Кемское) и Выг (Летнереченское). На севере Карелии в Лоухском районе известны такие крупные месторождения глин, как Чупинское и Софпорогское (Леонтьев, 2006, с. 159–164). Главным образом глины Карелии представлены четвертичными отложениями озерно-ледникового происхождения. Это тонкослоистые ленточные глины, залегающие на размытой поверхности моренных отложений или на коренных породах, мощность залежей которых составляет 3–6 м. Основу озерно-ледниковых глин Карелии составляют минералы иллит и монтмориллонит. Степень ожелезнения (наличие окислов железа) глин в среднем колеблется в пределах 5–8 %. Гранулометрический состав сырья неоднородный: преобладает фракция размером до 0,01 мм (50–85 %). Огнеупорность [cпособность материала, не расплавляясь, противостоять воздействию высоким температурам] четвертичных глин Карелии по оценкам исследователей лежит в пределах 1190–1250°С и 1120–1276°С (Митрофанова, Филинцев, 1956, с. 17, 20, 26; Леонтьев, 2006, с. 159–161).
На территории Ленинградской области источники глинистого сырья связаны в основном с четвертичными и в меньшей степени дочетвертичными отложениями. В Приозерском районе, где располагается Тиверск, глинистые породы представлены озерно-ледниковыми, реже ледниковыми отложениями, залегающими вблизи дневной поверхности. Это тонкозернистые ленточные глины, химический состав которых характеризуется содержанием окислов железа в пределах 6–11 %. Размерность частиц, как правило, не превышает 0,005 мм. На территории Юго-Восточного Приладожья залежи четвертичных озерно-ледниковых ленточных глин локализуются в Приладожской впадине и в бассейнах рек Паши и Тихвинки (Манихинское месторождение). Глины тонко- и среднедисперсные содержат до 60–70 % глинистой фракции и часто не требуют введения искусственных отощающих добавок, поскольку имеют естественную примесь. Известны также дочетвертичные – кембрийские, девонские и карбоновые отложения. К ожелезненным (содержание Fe2O3 составляет 2–8 %) относятся легкоплавкие кембрийские синие глины, обладающие хорошими пластичными свойствами (преобладает фракция размером до 0,005 мм) (Вейхер, Куленкап, 1975, с. 176–177, 180, 181, 203–204).
Для производства светлоглиняной посуды требуется беложгущаяся каолинитовая глина. Каолинами называются светлоокрашенные глинистые породы, основу которых составляют такие минералы, как каолинит и кварц. В качестве примеси каолины нередко содержат и другие глинистые минералы, частично разложившиеся зерна полевых шпатов, опал и т. д. (Голованов, Михайлов, 2006, с. 48). Качественным отличием каолинитового сырья является его высокая огнестойкость, а изделия из такой глины обладают значительной механической прочностью. На территории Карелии имеется два проявления каолинитовых глин – Проланваара и Аухтиярви (рис. 13). Проявление Проланваара расположено в 5 км северо-восточнее пос. Соанлахти Суоярвского района [расстояние до городища Паасо составляет около 48 км]. Известно, что в 30-е гг. XIX в. оно кустарно разрабатывалось в целях добычи глины для производства огнеупорного кирпича, но каолин Проланваары не отличается высоким качеством. Объем запаса сырья невелик, проявление прослеживается на расстоянии 200 м при ширине 6–10 м и представляет собой дресвяно-глинистую рыхлую породу с включениями мелкой дресвы и песка, состоящих из обломков кварцита и кварцевых зерен; каолиновая фракция характеризируется высоким 33,29 % содержанием глинозема (Голованов, Михайлов, 2006, с. 55). Другое более крупное проявление – Аухтиярви –значительно удалено от ареала средневековых памятников и расположено вблизи границы Карелии с Мурманской областью в 45 км юго-западнее пос. Алакуртти (Голованов, Михайлов, 2006, с. 52–55). На территории Юго-Восточного Приладожья месторождения огнеупорных каолинитовых глин известны в Тихвинском районе Ленинградской области.
На территории Ленинградской области источники глинистого сырья связаны в основном с четвертичными и в меньшей степени дочетвертичными отложениями. В Приозерском районе, где располагается Тиверск, глинистые породы представлены озерно-ледниковыми, реже ледниковыми отложениями, залегающими вблизи дневной поверхности. Это тонкозернистые ленточные глины, химический состав которых характеризуется содержанием окислов железа в пределах 6–11 %. Размерность частиц, как правило, не превышает 0,005 мм. На территории Юго-Восточного Приладожья залежи четвертичных озерно-ледниковых ленточных глин локализуются в Приладожской впадине и в бассейнах рек Паши и Тихвинки (Манихинское месторождение). Глины тонко- и среднедисперсные содержат до 60–70 % глинистой фракции и часто не требуют введения искусственных отощающих добавок, поскольку имеют естественную примесь. Известны также дочетвертичные – кембрийские, девонские и карбоновые отложения. К ожелезненным (содержание Fe2O3 составляет 2–8 %) относятся легкоплавкие кембрийские синие глины, обладающие хорошими пластичными свойствами (преобладает фракция размером до 0,005 мм) (Вейхер, Куленкап, 1975, с. 176–177, 180, 181, 203–204).
Для производства светлоглиняной посуды требуется беложгущаяся каолинитовая глина. Каолинами называются светлоокрашенные глинистые породы, основу которых составляют такие минералы, как каолинит и кварц. В качестве примеси каолины нередко содержат и другие глинистые минералы, частично разложившиеся зерна полевых шпатов, опал и т. д. (Голованов, Михайлов, 2006, с. 48). Качественным отличием каолинитового сырья является его высокая огнестойкость, а изделия из такой глины обладают значительной механической прочностью. На территории Карелии имеется два проявления каолинитовых глин – Проланваара и Аухтиярви (рис. 13). Проявление Проланваара расположено в 5 км северо-восточнее пос. Соанлахти Суоярвского района [расстояние до городища Паасо составляет около 48 км]. Известно, что в 30-е гг. XIX в. оно кустарно разрабатывалось в целях добычи глины для производства огнеупорного кирпича, но каолин Проланваары не отличается высоким качеством. Объем запаса сырья невелик, проявление прослеживается на расстоянии 200 м при ширине 6–10 м и представляет собой дресвяно-глинистую рыхлую породу с включениями мелкой дресвы и песка, состоящих из обломков кварцита и кварцевых зерен; каолиновая фракция характеризируется высоким 33,29 % содержанием глинозема (Голованов, Михайлов, 2006, с. 55). Другое более крупное проявление – Аухтиярви –значительно удалено от ареала средневековых памятников и расположено вблизи границы Карелии с Мурманской областью в 45 км юго-западнее пос. Алакуртти (Голованов, Михайлов, 2006, с. 52–55). На территории Юго-Восточного Приладожья месторождения огнеупорных каолинитовых глин известны в Тихвинском районе Ленинградской области.
Рис. 13. Месторождения каолинов на территории Карелии (Голованов, Михайлов, 2006, с. 53)
Тихвинская группа месторождений огнеупорных глин (Большедворское, Повышенское и Синенковское) относится к отложениям нижнего карбона и представлена светлоокрашенными, непластичными или полупластичными породами, минеральному составу которых свойственно абсолютное преобладание каолинита. Химический состав отличается высоким содержанием окислов железа (1,6–4,7 %). Спекание огнеупорных глин Тихвинской группы наступает при температуре 1250–1350°С, а огнеупорность сырья достигает 1670–1730 °С (Вейхер, Куленкап, 1975, с. 182, 192–194).
Первые исследования, направленные на изучение состава ФМ средневековой керамики памятников Карелии с использованием методов минералогического анализа, осуществлены С. И. Кочкуркиной (1982, с. 127) в лаборатории Института археологии АН СССР на образцах гончарной посуды из Тиверского городка. По результатам петрографического анализа выделены две группы керамики. В первую вошли образцы, состоящие из тонкочешуйчатой пластинчатой бурой глины с грубой примесью биотитового гранита. Вторая группа представлена образцами, отличающимися от первой наличием алевритовой кварцевой примеси в ФМ. В ходе исследования установлено, что в качестве отощителя для глины использовались распространенные в районе современного г. Приозерска материалы, что в определенной мере оправдало предположение о существовании местного гончарного производства.
С 2013 г. работы по изучению технологий керамического производства в средневековой Карелии методами естественнонаучных дисциплин продолжены на базе Аналитического центра Института геологии КарНЦ РАН. Изучение химического и минерального состава компонентов ФМ лепной и гончарной керамики осуществлено методом электронно-зондовой микроскопии (Поташева, Чаженгина, Светов, 2013; Поташева, 2015, с. 263–266; Сумманен, Чаженгина, Светов, 2017; Сумманен, 2018б). Данная методика уже несколько десятилетий успешно применяется зарубежными археологами и все чаще используется отечественными специалистами для детального изучения технологий составления ФМ археологической посуды (Maniatis, Tite, 1981; Tite et al., 1982; Hein et al., 2007; Такеучи и др., 2009; Хорошун, 2009). Микрозондовое исследование состава и морфологии минералов осуществлялись на полированных аншлифах на сканирующем электронном микроскопе VEGA II LSH (Teskan) c энергодисперсионным микроанализатором INCA Energy 350 (Oxford Instruments) в Аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН. Ранее метод был апробирован на небольшой серии образцов гончарной керамики (Поташева и др., 2013), что показало его основное преимущество – возможность точечного определения химического, минерального составов глинистой основы ФМ и введенных в нее отощающих добавок. Глинистая фракция изучалась площадным сканированием наиболее гомогенных участков размером от 100×100 до 300×300 мкм; для усреднения состава на одном образце проводилось три съемки. Для анализа состава минеральной примеси применялся точечный анализ. Кроме того, метод позволяет проводить визуальные наблюдения за структурой ФМ: оценить степень ее витрификации (спекание), которая зависит от температуры термообработки изделий, а также зафиксировать другие микроструктурные особенности отдельных компонентов.
Первые исследования, направленные на изучение состава ФМ средневековой керамики памятников Карелии с использованием методов минералогического анализа, осуществлены С. И. Кочкуркиной (1982, с. 127) в лаборатории Института археологии АН СССР на образцах гончарной посуды из Тиверского городка. По результатам петрографического анализа выделены две группы керамики. В первую вошли образцы, состоящие из тонкочешуйчатой пластинчатой бурой глины с грубой примесью биотитового гранита. Вторая группа представлена образцами, отличающимися от первой наличием алевритовой кварцевой примеси в ФМ. В ходе исследования установлено, что в качестве отощителя для глины использовались распространенные в районе современного г. Приозерска материалы, что в определенной мере оправдало предположение о существовании местного гончарного производства.
С 2013 г. работы по изучению технологий керамического производства в средневековой Карелии методами естественнонаучных дисциплин продолжены на базе Аналитического центра Института геологии КарНЦ РАН. Изучение химического и минерального состава компонентов ФМ лепной и гончарной керамики осуществлено методом электронно-зондовой микроскопии (Поташева, Чаженгина, Светов, 2013; Поташева, 2015, с. 263–266; Сумманен, Чаженгина, Светов, 2017; Сумманен, 2018б). Данная методика уже несколько десятилетий успешно применяется зарубежными археологами и все чаще используется отечественными специалистами для детального изучения технологий составления ФМ археологической посуды (Maniatis, Tite, 1981; Tite et al., 1982; Hein et al., 2007; Такеучи и др., 2009; Хорошун, 2009). Микрозондовое исследование состава и морфологии минералов осуществлялись на полированных аншлифах на сканирующем электронном микроскопе VEGA II LSH (Teskan) c энергодисперсионным микроанализатором INCA Energy 350 (Oxford Instruments) в Аналитической лаборатории ИГ КарНЦ РАН. Ранее метод был апробирован на небольшой серии образцов гончарной керамики (Поташева и др., 2013), что показало его основное преимущество – возможность точечного определения химического, минерального составов глинистой основы ФМ и введенных в нее отощающих добавок. Глинистая фракция изучалась площадным сканированием наиболее гомогенных участков размером от 100×100 до 300×300 мкм; для усреднения состава на одном образце проводилось три съемки. Для анализа состава минеральной примеси применялся точечный анализ. Кроме того, метод позволяет проводить визуальные наблюдения за структурой ФМ: оценить степень ее витрификации (спекание), которая зависит от температуры термообработки изделий, а также зафиксировать другие микроструктурные особенности отдельных компонентов.