MINERALOGICKÉ STUDIUM ARTEFAKTŮ PO ŽELEZÁŘSKÉ VÝROBĚ V OKOLÍ BYSTŘICE POD HOSTÝNEM

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA GEOLOGIE

MINERALOGICKÉ STUDIUM ARTEFAKTŮ PO ŽELEZÁŘSKÉ VÝROBĚ V OKOLÍ BYSTŘICE POD HOSTÝNEM

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Bohdana Zmeškalová magisterský, Bi – GO prezenční studium Vedoucí práce: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D. Olomouc 2010

Čestně prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně, a že všechna použitá literatura je řádně citována.

Ráda bych poděkovala RNDr. Z. Dolníčkovi, Ph.D. za odborné vedení mé diplomové práce, konzultace a pomoc při terénním a laboratorním výzkumu. Dále bych chtěla poděkovat p. D. Kolbingerovi za odbornou pomoc z oblasti archeologie a p. Mgr. J. Jakubálovi z Dřevohostic za cenné rady. 2

Bibliografická identifikace: Jméno a příjmení autora: Bohdana Zmeškalová Název práce: Mineralogické studium artefaktů po železářské výrobě v okolí Bystřice p. Hostýnem Typ práce: diplomová práce Pracoviště: Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra geologie Vedoucí práce: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D. Rok obhajoby práce: 2010 Abstrakt: Diplomová práce je zaměřena na studium artefaktů po (pre)historické železářské výrobě na 8 vybraných lokalitách v okolí Bystřice pod Hostýnem. Pozornost je zaměřena na kombinaci studia literatury a vlastního výzkumu. Charakterizace artefaktů byla provedena pomocí dostupných fyzikálních a chemických metod (gamaspektrometrie, hustota, magnetická susceptibilita, reakce na permanentní magnet, celkový chemismus a mikrosonda). Provedené práce měly přispět k odhalení původu a genezi artefaktů. Z vlastního studia vyplývá, že v okolí Bystřice pod Hostýnem na některých lokalitách docházelo k železářské výrobě. V Rajnochovicích docházelo k výrobě železa v dřevouhelných železářských pecích, v Komárně byla pravděpodobně železářská výroba situována do hamru s kujnící výhní. V Dřevohosticích, Rymicích a Roštění byly objeveny kovářské strusky dokládající místní zpracování železa. Také byly objeveny lokality Slavkov pod Hostýnem, Dřevohostice 1 a 2 a Na Jančích, kde byl vyloučen železářský původ struskových hmot. Pravděpodobným zdrojem Fe-rud pro primární železářskou výrobu v okolí Bystřice pod Hostýnem je místní pelosiderit, který se vyskytuje v podobě konkrecí v pestrých jílovcích. klíčová slova: železářská struska, pelosiderit, struska, okolí Bystřice pod Hostýnem, kovářská struska, výroba železa Počet stran: 94 Počet příloh: 2 Jazyk: Český jazyk

3

Bibliographical identification: Autor’s first name and surname: Bohdana Zmeškalová Title: Mineralogical study of artefacts after production of iron in the surroundings of Bystřice p. Hostýnem Type of thesis: master Department: Palacký University in Olomouc, Faculty of Science, Department of Geology Supervisor: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D. The year of presentation: 2010 Abstract: The thesis focuses on the artefact studies in the time after the (pre) historical iron production at eight localities in the surrounding of Bystřice pod Hostýnem. The attention of this work is aimed to the combination of literature studies and research itself. Characterisation of the artefacts was accomplished with help of approachable physical and chemical methods (gamma-ray spectrometry, density, magnetic susceptibility, reaction on permanent magnet, bulk chemical composition and microprobe). The thesis contributes to the discovery of the origin and genesis of the artefacts. It is indicated that the iron production occur at several localities in the surrounding of Bystřice pod Hostýnem. In Rajnochovice there were woodcoal furnaces making the iron, in Komárno the iron production was probably situated into the iron-mill with a finery. In Dřevohostice, Rymice and Roštění there are findings of the smithing slags proving the local ironworking. There are also findings of the localities in Slavkov pod Hostýnem, Dřevohostice 1 and 2 and Na Jančích, where the origin of the found slags was unrelated to iron production/working. The probable iron ore for iron production is the local pelosiderite which occurs in the form of concretion in variegated claystones. Key words: iron slag, pelosiderite, slag, surrounding of Bystřice pod Hostýnem, smith’s slag, iron production Number of pages: 94 Number of appendices: 2 Language: Czech

4

Obsah 1. Úvod ....................................................................................................................................... 6 2. Geologická charakteristika území .......................................................................................... 7 2.1 Vnější Západní Karpaty ................................................................................................... 7 2.1.1 Vnitřní skupina příkrovů ........................................................................................... 7 2.1.2 Vnější skupina příkrovů ............................................................................................ 9 3. Historické údaje o těžbě nerostů v zájmové oblasti ............................................................. 10 3. 1. Železná ruda ................................................................................................................. 11 4. Vývoj metalurgie železa v Evropě ....................................................................................... 13 4.1 Přímá výroba železa ....................................................................................................... 13 4.1.1 Železářské pece ....................................................................................................... 14 4.2 Nepřímá výroba železa................................................................................................... 15 4.3 Kovárny.......................................................................................................................... 17 4.4. Suroviny pro železářskou výrobu.................................................................................. 18 5. Metodika............................................................................................................................... 19 6.Terénní etapa ......................................................................................................................... 21 6.1 Rajnochovice.................................................................................................................. 21 6.2 Komárno......................................................................................................................... 23 6.3 Slavkov pod Hostýnem .................................................................................................. 25 6.4 Na Jančích ...................................................................................................................... 27 6.5 Dřevohostice 1 a Dřevohostice 2 ................................................................................... 29 6.6 Roštění............................................................................................................................ 32 6.7 Rymice ........................................................................................................................... 33 7. Laboratorní část.................................................................................................................... 35 7.1 Makroskopický popis ..................................................................................................... 35 7.2 Fyzikální vlastnosti studovaných artefaktů .................................................................... 40 7.2.1 Gamaspektrometrie K, U, Th .................................................................................. 40 7.2.2 Magnetická susceptibilita a feromagnetičnost ........................................................ 41 7.2.3 Hustota .................................................................................................................... 44 7.3 Fázové složení studovaných vzorků............................................................................... 46 7.3.1 Struska z Rajnochovic............................................................................................. 46 7.3.2 Struska z Komárna .................................................................................................. 52 7.3.3 „Struska“ ze Slavkova pod Hostýnem .................................................................... 55 7.3.4„Struska“ z Jančí ...................................................................................................... 60 7.3.5 Struska z Dřevohostic – nehomogenní (lokalita č. 1) ............................................. 61 7.3.6 Struska z Dřevohostic – sklovitá (lokalita č. 1) ...................................................... 64 7.3.7 „Struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 ................................................................... 66 7.3.8 Struska z Rymic ...................................................................................................... 68 7.3.9 Struska z Roštění..................................................................................................... 69 7.5 Celkový chemismus ........................................................................................................... 72 7.6 Metalografie železa ............................................................................................................ 77 7.6.1 Grafitická litina z Dřevohostic – sklovitá struska (lokalita č. 1)............................. 77 7.6.2 Podeutektoidní ocel z Dřevohostic – nehomogenní struska.................................... 78 7.6.3 Litina z Rajnochovic ............................................................................................... 79 7.6.4 Podeutektoidní ocel z Komárna .............................................................................. 81 8. Diskuze................................................................................................................................. 84 9. Závěr..................................................................................................................................... 90 10. Literatura ............................................................................................................................ 91 Přílohy ...................................................................................................................................... 95 5

1. Úvod Pro zpracovaní této diplomové práce jsem se rozhodla zejména proto, že mě zaujala svým zadáním a to nejen z geologického, ale také z archeologického hlediska. Navazuje na nepublikovanou bakalářskou práci (Zmeškalová 2008) a přejímá z ní některá data. Část dosažených výsledků již byla publikována (Zmeškalová, Dolníček 2009, Zmeškalová et al. 2010). Železářská výroba v okolí Bystřice pod Hostýnem patří k problematice, která dodnes nebyla ještě dostatečně zpracována a je zahalena řadou nejasností. Ve své diplomové práci se zabývám artefakty po (pre)historické železářské výrobě na několika vybraných lokalitách v okolí Bystřice pod Hostýnem. Pozornost je zaměřena na kombinaci studia literatury a vlastního výzkumu. Rešeršní část obsáhne geologickou charakteristiku zájmového území a dosavadní literární zdroje týkající se železářských strusek a Fe–rud. Terénní etapa práce bude zaměřena na terénní dokumentaci a odběr vzorků na vybraných lokalitách. Hlavní pozornost bude zaměřena na laboratorní část, kde bude provedena charakterizace nalezených artefaktů pomocí dostupných fyzikálních a chemických metod, stanovení kvalitativního a kvantitativního fázového složení strusek a metalografie železa. Provedené práce by měly přispět k odhalení původu studovaných artefaktů a nastínit možné technologie výroby železa na vybraných lokalitách.

6

2. Geologická charakteristika území Geologická stavba České republiky je dána dvěma samostatnými soustavami. Větší část zaujímá Český masiv a méně rozsáhlé území na východě republiky spadá do Západních Karpat (Stráník et al. 1993, Chlupáč et al. 2002). Na Moravě se tyto soustavy stýkají a vytváří dvě různě staré části Evropy (Mísař et al. 1983). Hranice mezi oběma celky probíhá ve směru JZ–SV podél linie Znojmo, Brno, Vyškov, Přerov, Ostrava (Zeman 1977). Čechy a část západní Moravy a Slezska jsou součástí Českého masivu, jednoho z nejvýznamnějších a plošně nejrozsáhlejších fragmentů variského (hercynského) orogénu, který vznikl během devonu a karbonu. Východní část Moravy a Slezska náleží k orogénu Západních Karpat, který je jednou z dílčích součástí alpínského orogénu, který vznikl během mezozoika a terciéru (Roth 1962, Stráník et al. 1993, Chlupáč et al. 2002). Styk obou soustav je zakryt třetihorními sedimenty karpatské předhlubně (Matušková 1976, Svačina 1996, Chlupáč et al. 2002) (obr. 1).

2.1 Vnější Západní Karpaty Vnější Západní Karpaty jsou na území Moravy a Slezska reprezentovány dvěma flyšovými komplexy, karpatskou předhlubní a bradlovým pásmem. Starší flyšový komplex představuje vnitřní (magurskou) skupinu příkrovů, která bezprostředně přiléhá k bradlovému pásmu. Mladší flyšový komplex představuje vnější (krosněnskou) skupinu příkrovů, jehož jednotky byly v průběhu miocénu nasunuty na karpatskou předhlubeň (Chlupáč et al. 2002). Flyšové sedimenty (mezozoického a terciérního stáří) jsou mořské uloženiny, pro které je typické rytmické střídání vrstev jílových a písčitých sedimentů (Roth 1962).

2.1.1 Vnitřní skupina příkrovů Sedimentace zde začíná ve svrchní křídě a končí ve spodním oligocénu. V nejvyšší křídě zde dochází k flyšové sedimentaci (Chlupáč et al. 2002). Vnitřní (magurská) skupina příkrovů zahrnuje několik dílčích příkrovových jednotek: račanskou, bystrickou a bělokarpatskou. Vnitřní skupinu příkrovů budují Chřiby, Hostýnské

7

vrchy, Vizovická vrchovina, Javorníky a Bílé Karpaty (Stráník et al. 1993). Oblast Hostýnských vrchů leží v račanské jednotce. Postupně se zde uložilo kaumberské, soláňské, belovežské a zlínské souvrství. Račanská jednotka má statigrafický rozsah od hauterivu až do cenomanu (Stráník et al. 1993). Je tvořena drobně až středně rytmickými flyšovými horninami (Chlupáč et al. 2002). Zajímavé je kaumberské souvrství, které je charakteristické převahou pelagických až hemipelagických rudohnědých a zelenošedých jílovců místy flyšového charakteru, lze zde také nalézt Fe–Mn pelosiderity (Chlupáč et al. 2002, Kropáč 2005). V soláňském souvrství rozlišujeme dvě facie. První facie je psamiticko–pelitická, tvořená ráztockými a hostýnskými vrstvami. Ráztocké vrstvy soláňského souvrství jsou tvořeny střídáním drobových pískovců a šedých jílovců, hostýnské vrstvy soláňského souvrství mají vysoký podíl karbonátového pojiva. Druhou psamitickou facii tvoří lukovské vrstvy reprezentované hrubě lavicovitými drobovými a arkózovými pískovci a slepenci s exotickými bloky. Jde o sedimenty jihovýchodního svahu slezské elevace – kordillery, která oddělovala prostor magurské skupiny příkrovů od prostoru vnější skupiny příkrovů (Chlupáč et al. 2002). Belovežské souvrství je tvořeno rudými a zelenými jílovci, které jsou lokálně doprovázeny hrubě lavicovitými arkózovými pískovci. Odráží období relativního klidu v hlubokovodním prostředí (Chlupáč et al. 2002). Nejmladší stratigrafickou jednotkou magurských příkrovů je zlínské souvrství, které je faciálně silně rozrůzněné. Je tvořeno střídáním glaukonitických pískovců a šedých jílovců, které se ukládaly od vyššího středního eocénu až do spodní oligocén (Stráník et al. 1993). Karpatská předhlubeň na Moravě je součástí periferních alpsko-karpatských pánví v předpolí flyšových jednotek. Zahrnuje soustavu miocénních pánví, které přesouvaly svůj sedimentační prostor na podkladě postupujícího příkrovu flyšových Karpat na tektonicky i sedimentárně zatěžovaný a ohýbající se okraj Českého masivu. Leží diskordantně na horninách Českého masivu prekambrického až paleogenního stáří. Sunutí příkrovů současné se sedimentací způsobilo, že uloženiny předhlubně dnes leží místy pod příkrovy, před nimi i na nich, nebo jsou dokonce do příkrovů začleněny. Mocnosti převážně jílovitých a písčitých sedimentů mohou dosáhnout i přes 2 km (Chlupáč et al. 2002). Statigrafické schéma je uvedeno v příloze č. 1.

8

2.1.2 Vnější skupina příkrovů Vnější (krosněnská) skupina příkrovů se tektonicky člení na dílčí příkrovové jednotky: pouzdřanskou, ždánickou, podslezskou jednotku (která je společně se ždánickou jednotkou označovaná jako ždánicko-podslezská jednotka) a slezskou jednotku. Krosněnskou skupinu příkrovů budují Pavlovské vrchy, Ždánický les, Podbeskydská pahorkatinu a Moravskoslezské Beskydy (Stráník et al. 2003). Obsahují sedimenty stratigraficky většího rozsahu od jury až po střední miocén než předchozí jednotka (Chlupáč et al. 2002). Jednotlivé lokality se nachází převážně v soustavě Západních Karpatech, pouze jedna lokalita zasahuje do soustavy Českého masivu. Jednotlivé geologické charakteristiky jsou uvedeny u příslušných lokalit. Schématická geologická mapa lokalit je uvedena v příloze 2.

Obr. 1: Regionálně-geologické členění Západních Karpat na území České republiky. Převzato a upraveno z Chlupáče et al. (2002): 1 – Český masiv, 2 – spodní miocén karpatské předhlubně (eggenburg-karpat), 3 – střední miocén (baden), 4 – svrchní miocén (sarmatpannon), 5 – pliocén, 6 – pouzdřanská jednotka, 7 – ždánická a podslezská j., 8 – slezská j., 9 – račanská j., 10 – bystrická j., 11 – bělokarpatská j., 12 – linie geologického profilu, 13 – zlomy, 14 – příkrovy a přesmyk.

9

3. Historické údaje o těžbě nerostů v zájmové oblasti O nálezech a těžbě nerostných surovin v okolí Bystřice pod Hostýnem je velká řada záznamů ve starých rukopisech. Předpokládá se, že nejstarší záznamy o těžbě na Hostýně spadají do doby předhusitské (Papežíková 1977). Další prameny o možné těžbě kovů v okolí Hostýna, ze 16. století, jsou představovány listinami vztahující se k udělení práv na dolování na bystřickém panství (Kolbinger 2004). Nejznámější je pak povolení z roku 1544–1554, kterým císař Ferdinand I. umožnil dolování stříbra v Hostýnských vrších (Papežíková 1977). V průběhu 17. století se objevuje velké množství písemných údajů o nalezištích a těžbě drahých kovů po celé východní Moravě a také v Hostýnských vrších. Na počátku 17. století obnovil majitel bystřického panství Václav Bítovský dolování železa, zlata a stříbra. Tyto práce byly však zanedlouho ukončeny (Kolbinger 2006). Nejzajímavějším pramenem z této doby však zůstává mapa Moravy od Jana Ámose Komenského. Na této mapě je vyobrazena značka v podobě zkřížených kladívek i nedaleko Hostýna. Tato značka je autory vysvětlován různě: mohla označovat doly na železo, zlato a stříbro nebo může jít o připomenutí těžby železné rudy v této oblasti (Ludikovský 1974 in Kolbinger 2003) O nerostném bohatství Hostýna se také dozvídáme ze starších rukopisů. Nejznámější je pověst o knězi Václavovi a jeho působení na Hostýně a v jeho okolí, vycházející ze starého rukopisu Jana Jiřího Středovského (Kolbinger 2006). Rukopis obsahuje závěť kněze Václava, týkající se údajné těžby drahých kovů a rud v Markrabství moravském (Kolbinger 2003). Z Hostýnských vrchů rukopis uvádí celkem 23 míst s výskytem drahých kovů, z toho 7 míst přímo na Hostýně. Díky tomuto rukopisu byly objeveny dvě staré, již zasuté šachty, připomínající možnou těžbu (Kolbinger 2006). V průběhu 18. století je zaznamenána snaha o nalezení drahých kovů. Detailnějším zhodnocením se zabýval Štěpán (Kolbinger 2006), který spojuje rok 1718 přímo s Hostýnem, kdy byla na východní Moravu vyslána skupina kutnohorských horníků. Tito horníci jsou označování jako„rudaři“. Historik Jan Tadeáš Peithner z Lichtenfelsu se zmiňuje o městečku Bystřici, dříve pověstném pro její „kovohojné horské okolí“ (Kratochvíl 1944, Kolbinger 2006). Roku 1744 dolovali na Hostýně i Olomoučané, ale hrabě Antonín František z Rottalu jim tuto činnost pozastavil pro nedostatek financí (Kratochvíl 1944). O možném výskytu nerostného bohatství se zmiňují i další autoři, otázkou však je, do jaké míry byly pravdivé.

10

3. 1. Železná ruda Dolování železné rudy v okolí Bystřice pod Hostýnem je zmiňováno z počátku 17. století z bystřického panství Václava Bítovského (Kolbinger 2006). Konkrétní místa těžby železné rudy však nejsou zmiňována. Počátky dolování železné rudy v Hostýnských vrších souvisí se vznikem čtyř vsí okolo zaniklého hradu Obřany. Příkladem je zaniklá ves Janče, která byla po roce 1373 pustou - pravděpodobně zde došlo k vyčerpaní místních ložisek železné rudy (Kolbinger 2006). Svědectvím o zaniklém dolování a zpracování rud v okolí Hostýna jsou také zmínky o železářských hamrech a hutích založených v roce 1665 na základě výnosu císaře Leopolda I. Nacházely se v Komárně a Rajnochovicích, kde byly nalezeny pozůstatky hamrů a hutí (Kratochvíl 1944, Kolbinger 2006, Kolbinger 2007). Železná ruda se těžila nedaleko odtud, na svahu Polomska a v lesní trati zvané „Vrtaná“. Hamr s vysokou pecí pracoval v první polovině 18. století pro potřeby olomouckého biskupství také v nedaleké Kelči (Kolbinger 2006). V místě hostýnského hradiště (keltského oppida) byly také nalezeny úlomky železných rud. Nejstarší nález objevil J. Skutil a označil ho jako limonit (Kolbinger 2006). V roce 1971 se K. Ludikovský zmiňuje o konkrétních stopách po zpracování železa na Hostýně (Kolbinger 2006). Jednalo se o fragmenty struskovitého železa, které dokládají zpracování tohoto kovu. Nelze tedy vyloučit, že hutnické zpracování mohlo být v okolí hostýnského oppida, nebo v polohách výhodnějších po stránce surovinové (Kolbinger 2003). Roth a Matějka (1953) uvádějí, že v 17. století byly zřízeny hutě u Lukova nedaleko Holešova. V roce 1846 bylo známo již 400 nalezišť karpatských pelosideritových rud v oblasti od Wadowic až k Novému Jičínu. Největší intenzita těžby karpatských rud spadá do období 1845–1868. Karpatské pelosiderity byly těženy až do 19. století, poté ztratily svůj hospodářský význam a byly nahrazeny rudami dováženými zdaleka po železnici. V 18. století železárny nepotřebovaly výkonné rudní doly, pro jejich potřeby stačily mělké šachtice, krátké štoly, popřípadě povrchový sběr (Roth, Matějka 1953). Dalšími indiciemi, že zde opravdu docházelo k těžbě železné rudy a jejímu zpracování, mohou být místní názvy. Například část Bystřice se označovala jako „Železná“, nebo z Rajnochovic se uvádí název „Althammer (Kolbinger 2006). Obecně je výskyt železných rud znám v celém východomoravském křídovém útvaru, který je bohatý na písčité ocelky (Kolbinger 2006). Povrchová naleziště železných rud se nacházejí v pásmu od Holešova po Valašské Meziříčí (Kolbinger 2006).

11

Doložený je nález pelosideritů ze Slavkova pod Hostýnem v místních pestrých jílovcích a také z jeho okolí (Zmeškalová 2008) (obr. 2a). Na jaře 2009 nalezli D. Kolbinger, Z. Dolníček a K. Kropáč několik větších konkrecí a řadu malých úlomků pelosideritů na poli nedaleko Slavkova pod Hostýnem.. Další nový nález pelosideritů pochází z Dřevohostic nedaleko místa nálezu strusek. Bylo zde také nalezeno několik větších konkrecí a řada drobných úlomků (obr. 2b). V Hostýnských vrších je také znám menší výskyt manganových rud a uhlí (Papežíková 1977). Např. na Rusavsku vystupují na povrch vrstvy pestře zbarvených jílovců; jsou zde záznamy o výskytu malého množství železné a manganové rudy. K těžbě však nedocházelo pro malou rentabilitu (Papežíková 1977, Liebus 1925). K těžbě manganu docházelo i u Chomýže (Matušková 1976). V Chomýži byla D. Kolbingerem také nalezena velká konkrece pelosideritu (obr. 2d). Objevil se zde též limonit a pyrolusit (Kolbinger 2007). V pruhu od Kelčského Javorníka přes Černavu až k Ráztoce u Rusavy se vyskytovaly sférosiderity. Důkazem jsou nálezy jednotlivých kusů sférosideritu a limonitu na několika různých místech (Kolbinger 2006). Na katastru Rajnochovic byla také doložena těžba pelosideritu na více místech (Kolbinger 2007).

Obr. 2: Příklady nalezených železných a manganových rud v okolí Bystřice pod Hostýnem. a - pelosiderit ze Slavkova pod Hostýnem; b – pelosiderit z Dřevohostic; c – manganová ruda z Chomýže (foto autorka); d - velká konkrece pelosideritu o hmotnosti cca 200 kg z Chomýže (foto: D. Kolbinger).

12

4. Vývoj metalurgie železa v Evropě Vývoj metalurgie železa v Evropě neprobíhal rovnoměrně. Rozdílnosti byly způsobeny zejména rozličností železných rud (jejich množstvím a kvalitou), palivem, zařízením železářských tavících pecí, zastoupením kovářských dílen a také dostupností stavebního materiálu pro výstavbu (Pleiner 1958, Kreps 1968, Souchopová 1995). Tavící pece zpracovávající železnou rudu byly stavěny v malé vzdálenosti od místa těžby, ale také v blízkosti zdrojů vody a výskytu dřevin (Souchopová 1995). Technologii výroby železa můžeme z časového hlediska pomyslně rozdělit do dvou etap. První etapu představuje přímá výroba železa z rud od 6. až 5. století před n.l. do začátku 17. století, a druhou etapu reprezentuje nepřímá výroba železa, která trvá doposud (Stránský et al. 2003).

4.1 Přímá výroba železa Přímá výroba železa z rud představuje dosud časově nejdelší období výroby železa v českých zemích (Stránský et al. 2000). Podstata přímé výroby železa spočívala v několika krocích. Vytěžená železná ruda procházela několika druhy úprav, jejíchž cílem bylo jejich obohacení. Nejprve se prováděly úpravy za studena (oddělení hlušiny od kovonosných částí, drcení rudy, sušení a propírání) a někdy docházelo k úpravám za tepla (pražení – odstranění přebytečné síry), které ovšem nebylo pravidlem (Roth 1953, Pleiner 1958, Pleiner 1984, Souchopová 1995, Barák et al. 1996,Hošek 2003). Redukční šachtová pec nebo výheň se pomocí dřevěného uhlí předehřála a poté byla vložena vsázka (upravená ruda + palivo) (Hošek 2003). Počátek redukčního pochodu začal, když se vsázka v peci zahřála na teploty asi 500-600°C. Při spalování dřevěného uhlí vznikal CO2, který se ve styku s žhavým uhlím redukoval na CO, který v peci obklopoval povrch zahřáté rudy a vnikal do jejich pórů a dutin a redukoval oxidy železa (Souchopová 1995, Stránský et al. 2000, Hošek 2003). CO redukuje oxidickou rudu a převádí ji na tzv. sekundární magnetit Fe3O4 a následně na wüstit FeO a ten při teplotách okolo 900°C na železo (Pleiner et al. 1984, Hošek 2003). Při dosažení teplotní zóny 1100 až 1200°C, jsou ještě pohromadě zrna FeO a SiO2, která se formují při teplotách 1175°C na fayalit, a následně dochází k tvorbě tekuté strusky (Hošek 2003). Hlavním a většinou také jediným produktem přímé výroby železa je hrouda kujného železa s nízkým obsahem uhlíku (zpravidla méně než 3 hm. %) (Stránský et al. 2000, Stránský 13

et al. 2003). Tato hrouda se ještě za horka vyjmula z pece a před vychladnutím prokovala dřevěnými palicemi (Pleiner 1958). Zbytky roztavené strusky společně s částicemi paliva se vytěsňovaly a železo získávalo kompaktnější tvar. Jde o měkký a houževnatý materiál, který tvarově připomíná mořskou houbu, podle toho se také nazývá houba. Tento název je převzat z hutnického názvosloví. Železná houba je silně prostoupena struskou, která zpravidla obsahuje více jak dvě třetiny oxidů železa, tzn. že vysoký podíl železa zůstává ve strusce, zbytek hmoty strusky tvoří nevyredukované oxidy křemíku, manganu a hliníku a část nevyredukovaného fosforu. Dále může železná houba obsahovat nevyredukované drobné úlomky železné rudy a dřevěného uhlí. Aby se tento konglomerát mohl využívat k výrobě nástrojů a další expedici, musel se zbavit nečistot a to přímo v areálu hutnických dílen. Vznikla tzv. železná lupa (Souchopová 1995, Stránský et al. 2003, Hošek 2003). Získané lupy byly co se týče obsahu uhlíku velice nehomogenní, v některých jejich částech bylo železo, v jiných ocel a v malém podílu mohl charakter kovu přerůst až v litinu (Hošek 2003).

4.1.1 Železářské pece Materiálem používaným pro výrobu většiny starých hutnických pecí byl jíl mísený v určitém poměru s pískem. Jíl se hnětl až do dosažení potřebné plasticity. Žáruvzdornost jílů převyšovala potřeby hutníků, pohybovala se okolo 1400°C (Souchopová 1995). Společným znakem pecí byl více či méně tvar na podstavě stojícího válce - šachty. Šachta se směrem k hornímu okraji (kychtovému otvoru - kychtě) zužuje a umožňuje tak snadné klesání postupně vyhořívající náplně (vsázky – dřevěného uhlí a rudy). Blízko nad dnem pece (nístějí) je zaústěna trubice (dyzna, forma), kterou je do prostoru pece vháněn vzduch z měchů (Stránský et al. 2003). Zdrojem energie k dmýchání vzduchu do šachtových pecí a výhní byla až do 13. století lidská síla (Souchopová 1995). Jedním z příkladů pecí pro přímou výrobu železa jsou např. 1) pece vtesané do terénu - jsou zapuštěny do jílovité hlíny s dlouhým tunelem v hrudní partii a s podkovovitou dutinou v zadní stěně šachty; vzduch byl do pece vháněn měchy, používala se v 8. století; 2) vestavěné pece s tenkou hrudí – typ pece zapuštěný ze tří stran do okolního terénu; volná byla pouze hruď pece s velkým formovaným otvorem ve spodní části; 3) nadzemní šachtové pece s mělce zahloubenou nístějí - šachtové pece charakteristické nadzemní konstrukcí (tzv. pláštěm pece) a dyznou, nístěj těchto pecí bývá zahloubená do podloží (Souchopová 1995).

14

Obr. 3: Šachtová nadzemní pec se zahloubenou nístějí. Od 12. století se pomalu začalo využívat v železářství vodního kola, které se nejprve používalo k pohonu hamerského kladiva a později i k pohonu měchů (Kreps 1968, Stránský et al. 2003). V polovině 16. století došlo v rámci českého železářství k důležité technické změně. Začaly se využívat dýmačky namísto primitivních tavících pecí. Jednalo se o větší kusové pece, do nichž dmýchaly vzduch měchy poháněným vodním kolem (Kreps 1968). Aktuální je nález z obce Hrádek, kde byla objevena a prokázána nejstarší huť v Beskydech. Provedené analýzy prokázaly, že objevený kus surového železa pochází ze středověké hlíněné pece (dýmačky). Nález nasvědčuje tomu, že nejstarší hutě v Pobeskydí byly již ve středověku dýmačky (Haltofová, Knybl, písemné sdělení). Následuje přechod od přímé výroby železa k nepřímé. Tento proces se neuskutečnil náhle, ale byl závislý na místních podmínkách, ekonomické i politické situaci a na počátku sedmnáctého století byl v našich zemích ovlivněn stavovským povstáním a třicetiletou válkou (Stránský et al. 2003).

4.2 Nepřímá výroba železa Přímá výroba železa byla postupně vytlačena nepřímou výrobou železa. Byla technologicky složitější, rychlejší a ekonomicky výhodnější. Při přímé výrobě dosahovaly ztráty železa až 70% oproti nepřímé výrobě, kde byly ztráty pouze 30% (Josif 1970). V posledních letech 16. století se objevuje nový, vyspělejší konkurent ve výrobě železa, vysoká pec (Kreps 1968). Nejstarší vysoká pec na Moravě byla uvedena do provozu v letech 1610–1615 Ferdinandem Hofmannem a pravděpodobně sloužila také jako vzor při

15

výstavbě dalších pecí na tomto území (Spurný 1972). Nejstarší huť v beskydské oblasti byla ve Frenštátě pod Radhoštěm (Roth a Matějka 1953). Vysoké pece vznikaly růstem rozměrů dýmaček a měly výkonná dmychadla poháněná vodními koly (Pleiner 1996). Vedle vysokých pecí byly na počátku 18. století zřizovány také hamry s kujnícími výhněmi (Stránský et al. 2003). Předpokládá se, že první dřevouhelná pec u nás byla uvedena do provozu Jindřichem Kašparem de Sart v Karlově huti na Podbrdsku v roce 1596 (Stránský et al. 2003). Nejběžnější byla pec belgického typu (v západních Čechách např. Šindelová, Plasy, Jince). Byla to hranolovitá zděná stavba, tloušťka stěn dosahovala až 3 m, výška v 19. stol. 8-14 m (omezeno pevností dřevěného uhlí). Klasická huť byla v 17.–18. století součástí šlechtického velkostatku. Klasická železářská huť se skládala z puchýrny, dmychadla, vysoké pece, drtírny strusky, slévárny a hamru (měl dvě vodní kola, z nichž jedno pohánělo vlastní hamr a druhé bylo určeno pro dva páry dmýchacích měchů) (Dostál 1998). Nepřímou výrobou železa se vyrábí převážná část současné produkce. Vysoké pece jsou shora (kychtou) plněny vsázkou (rudou, palivem a struskotvornými přísadami). V prostoru kychty se pevný materiál suší a předehřívá odcházejícími plynnými spalinami. Palivem bylo nejprve dřevené uhlí, později koks, který je produktem karbonizace uhlí (nejprve v milířích, později v pecích), obsah C je okolo 85%. Slouží také jako redukční činidlo. Struskotvornými přísadami byly nejčastěji vápenec a dolomit. Vlivem gravitace se postupně materiál propadá do šachty, kde je ohříván vzduchem, který je vháněn do spodní části výfučnami. Když teplota v šachtě přesáhne 600 °C, dochází k pozvolné redukci Fe2O3 na Fe3O4 proudícím CO, který se při redukci železa mění na CO2. Stále ještě pevná surovinová směs propadá do střední části šachty. Když teplota materiálu přesáhne 800 °C, dochází k redukci Fe3O4 na FeO. V tomto redukčním pásmu (nepřímé redukce) se uplatňuje CO a redukuje rudu na tuhé, pórovité železo. Při teplotách okolo 1000 °C dochází k další redukci (přímé redukci), a to na styku železné rudy a koksu, kdy z FeO vzniká Fe. Jako redukční činidlo se zde uplatňuje uhlík a vzniká CO. Postupně dochází ke stékání vyredukovaného železa do spodní části pece (nístěje). Vyredukované železo stéká po koksu a dochází k nauhličení kovu, surové železo, může obsahovat až 3,5% C (Majerčák, Brož 1988). V nístěji se kapalné surové železo a struska nemísí, struska díky menší hustotě plave na železe a chrání ho před oxidací horkým vzduchem (Gregerová 1996). Surové železo je tvrdé, křehké, není kujné a zpracovává se na ocel nebo litinu, popř. jsou z něj odlévány housky - salamandry (Stránský et al. 2003). 16

Kyselé vysokopecní strusky z dřevouhelných pecí se v průměru vyznačují dominantním obsahem oxidu křemičitého (61 hm. %), zvýšeným obsahem oxidu vápenatého (16 hm. %) a hlinitého (11 hm.%), nízkými obsahy oxidů železa (4,0 hm. %), oxidu fosforečného (0,14 hm. %) a velmi nízkým obsahem síry (0,14 hm. %) (Stránský et al. 2003). Metalurgické vyhodnocení experimentálních taveb přinesly nové informace, pomocí nichž je možné charakterizovat rozdíly mezi procesem tzv. přímé a nepřímé výroby železa z rud. Základními ukazateli jsou: a) jakost vyrobeného železa, b) měrná spotřeba paliva a c) měrná spotřeba času. Při přímé výrobě železa redukce probíhá za poměrně nízké teploty (7001200°C), železo má díky tomu dobrou jakost, houževnatost a tvárnost. V matrici jsou nízké koncentrace příměsí (křemíku, manganu, síry a fosforu) a to díky nízkým teplotám a dlouhou dobou trvání hutnického pochodu. Škodlivé prvky jsou hlavně fosfor a síra, protože způsobují větší křehkost (dřevěné uhlí zaručovalo nižší obsahy síry). Železo se skládá z čisté kovové základní hmoty a vměstků, které svým složením odpovídají výchozí rudní vsázce. Při nepřímé výrobě má železo (surové železo) podstatně vyšší koncentraci příměsí - křemíku, manganu a fosforu. Při použití hutnického koksu má i větší množství síry (což způsobuje zvýšenou křehkost). Teploty ve vysoké peci se pohybují okolo (1600–1700°C), struska i nauhličené železo jsou v kapalném stavu. Vlivem vysoké teploty dochází k redukci i některých dalších prvků, jako je křemík, fosfor a síra, které roztavené železo v sobě rozpustí. Se zvyšující se teplotou se také zvyšuje obsah uhlíku v surovém železe. Zkujňováním surového železa ve výhních dochází ke snížení obsahu uhlíku, křemíku a fosforu. Obecně můžeme říci, že v železech a ocelích vyrobených nepřímou metodou je vyšší obsah škodlivých příměsí než v železech z přímé výroby železa (Souchopová 1995).

4.3 Kovárny Jednalo se o místa zpracování železa mimo hutě. Zatímco hutnictví železa se soustřeďovalo poblíž zdrojů železné rudy a dřeva pro výrobu dřevěného uhlí, pozůstatky kovářství se vyskytují převážně na menších nebo větších sídlištních aglomeracích. Na těchto sídlištích jsou nalézané stopy po kovářském řemesle ve formě strusek, uhlíků, vápencové drti nebo fragmentů dyzen (Bialeková 1981, Souchopová 1995). Kovářské dílny odebíraly různé druhy materiálů a jejich úspěch závisel v prvé řadě na vhodné volbě materiálu. Z hutí a dříve z hamrů odebíraly především ocel (ocel uhlíkovou) (Pleiner 1962). Z archeometalurgických rozborů je zřejmé, že staří kováři dokázali rozlišit měkké železo (na uhlík chudé) a tvrdé železo (Pleiner 1962, Hošek 2003). Dokázali to bez

17

jakýchkoliv přístrojů, chemických nebo fyzikálních znalostí, např. poklepáním kladívkem na zavěšený kus kovu, zkouškou pilníkem nebo jiskrovou zkouškou. Ve středověku a v pravěku bylo jediným palivem dřevěné uhlí, které bylo velmi čisté, bez síry, a dokonale se spalovalo, ekonomicky bylo však nákladné a postupně se od něj upouštělo. Bylo nahrazeno kovářským kamenným uhlím a koksem (Pleiner 1962). Odpadním produktem v kovárnách byly okuje, které vznikaly oxidací ohřátého kovu a odpadly při tváření. Při vyšších teplotách následně tály a skapávaly do popela a dřevěného uhlí, kde se vytvářela škvárovitá hmota – kovářská struska. Kovářské strusky mají podobu plochých hrud, po rozbití úlomků. Každá kovárna měla výheň, která se skládala z ohniště, jímky, kde se udržovalo v žáru palivo a kde se ohříval kov, dále z ohniště, kde ústil kovářský měch (u novějších výfučna) a ze zděného krytí výhní, kde odcházely spaliny (u novějších plechový lapač) (Pleiner 1962, Hošek 2003).

4.4. Suroviny pro železářskou výrobu Železná ruda se zpočátku získávala převážně povrchovým sběrem nebo kopáním v jamách v místech, kde ložisko vystupovalo k povrchu (Souchopová 1995). Staří horníci se snažili získat rudu co možno nejsnazším způsobem, pokud rudy nebylo dostatek, budovali šachty, kde rudu dobývali. Vždy získávání rudy odpovídalo místním potřebám (Pleiner 1958). Ruda pro přímou výrobu železa musela být dostatečně bohatá železem. V době přímé výroby železa se ještě nepožívaly struskotvorné přísady (Souchopová, Stránský 2008). V období nepřímé výroby železa to byl nejčastěji vápenec nebo dolomit. Palivem hutnických dílen bylo dřevěné uhlí. Výběr dřevin pro milířování byl závislý na místních zdrojích, většinou se jednalo o kvalitní dřevo (Souchopová 1995). Ve středoevropských zemích se často využívalo dřeva borového (Pleiner 1958, Pleiner 1984). Dřevěné uhlí se vyznačuje značnou reaktivností v redukčním procesu, je málo pevné a proto je vhodné jen pro nízké pece. Dřevěné uhlí obsahuje 78-82 % C, 0,6–1,8 % H, 7-14 % O a asi 0,5–3 % popela (Souchopová 1995, Pleiner 2000). U nepřímé výroby železa je dřevěné uhlí později nahrazováno koksem.

18

5. Metodika První terénní výzkum započal již v roce 2007 a byl zaměřen na vyhledání lokalit s výskytem železářských strusek a Fe–rud v okolí Bystřice pod Hostýnem. U jednotlivých lokalit byla provedena standardní dokumentace včetně fotodokumentace. Následně byl proveden odběr reprezentativních vzorků pro následné laboratorní zpracování. V následující laboratorní práci byly podrobně zpracovány a zhodnoceny odebrané vzorky. Byly použity následující laboratorní metody výzkumu: 1) Gamaspektrometrie 2) Magnetická susceptibilita a reakce na permanentní magnet 3) Hustota 2) Klasická mikroskopie v procházejícím nebo odraženém polarizovaném světle. 3) Elektronová mikrosonda (WDX mikroanalýza). 4) Stanovení chemického složení (makroprvky, stopové prvky a prvky vzácných zemin). 5) Metalografie železa Z fyzikálních vlastností jsem u vzorků strusek a pelosideritu stanovila : 1) koncentraci přirozených radioaktivních prvků pomocí laboratorního gamaspektrometru GS-320, který slouží k měření spekter záření gama se scintilačním detektorem 3 x 3“ NaI(Tl) (výrobce Exploranium Inc., Kanada); 2) magnetickou susceptibilitu s použitím laboratorního kapamůstku KLY-4 pro měření anizotropie magnetické susceptibility (výrobce AGICO s.r.o., Brno) a reakci na permanentní magnet (feromagnetičnost); 3) hustota byla změřena pyknometrickou metodou (každý vzorek byl změřen dvakrát a následně byla vypočítána hustota podle příslušného vzorce). Pro stanovení fázového složení jednotlivých vzorků byly použity obvyklé metody výzkumu:

optická

mikroskopie

leštěných

výbrusů

v procházejícím

a

odraženém

polarizovaném světle, planimetrická analýza, a popř. i následná identifikace nalezených fází na elektronové mikrosondě (Cameca SX-100, WDX) na Ústavu geol. věd PřF MU v Brně ve vlnově disperzním modu (WDX). Byly zde použity leštěné výbrusy a nábrusy pokovené grafitem. Všechny analýzy minerálů a skel byly provedeny jako bodové. Analýza celkového chemismu (makroprvky i stopové prvky včetně prvků vzácných zemin), byla provedena v laboratořích ACME ve Vancouveru v Kanadě. Vzorky byly rozemlety na analytickou jemnost v planetovém mlýnku. Rozpráškované vzorky pak byly zmenšeny kvartací na analytický vzorek. Hlavní oxidy spolu s Ba a Sc byly stanoveny 19

metodou ICP-ES. C, S a ztráta žíháním byly stanoveny na automatickém analyzátoru Leco. Analýza těžkých kovů (Ag, As, Au, Bi, Cd, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se a Zn) byla provedena metodou ICP-ES po vyloužení vzorku v horké lučavce královské. Ostatní prvky včetně prvků vzácných zemin (REE) byly analyzovány metodou ICP-MS z navážky, která byla rozložena tavením s LiBO2 s následným vyloužením spečence ve zředěné HNO3. Koncentrace REE byly normalizovány na C1-chondrit, použitím hodnot stanovených Andersem a Grevessem (1989). Velikost Ce a Eu anomálií byly vypočteny podle následujících rovnic (McLennan 1989, Monecke et al. 2002): Ce/Ce* = CeN/√(LaN*PrN); Eu/Eu* =EuN/√(SmN*GdN). Metalografická analýza vzorků byla provedena u těch výbrusů, nábrusů a tablet, které obsahovaly kov. Cílem této metody je zjištění struktury, popisu množství a typu kovu. Všechny vzorky byly naleptány nitalem (tj. tříprocentním roztokem kyseliny dusičné v etylalkoholu).

20

6.Terénní etapa Terénní etapa byla zaměřena na terénní dokumentaci a vyhledání lokalit v okolí Bystřice pod Hostýnem. Na vybraných lokalitách bylo pátráno nejen po železářských struskách, ale i po možné těžbě železné rudy. U jednotlivých lokalit byly odebrány reprezentativní vzorky a bylo provedeno jejich geologické zhodnocení a fotodokumentace. Bylo popsáno 8 lokalit: Rajnochovice, Komárno, Slavkov pod Hostýnem, Na Jančích, Dřevohostice 1, Dřevohostice 2, Roštění a Rymice.

6.1 Rajnochovice Obec Rajnochovice se nachází v severovýchodní části Hostýnských vrchů v nadmořské výšce 420 m. n. m. GPS souřadnice lokality jsou N49° 24.52´ E17° 48.37´. Geologické podloží Rajnochovic je tvořeno zejména rusavskými vrstvami zlínského souvrství, které se ukládaly v eocénu. Jedná se o komplex vrstev, ve kterém převládá středně až hrubě rytmický flyš tvořený střídajícími se vrstvami pískovců a šedých vápnitých jílovců. Lokalita výskytu strusek však spadá do hostýnských vrstev soláňského souvrství, které se ukládalo v maastrichtu. Jedná se o flyšové vrstvy s jílovci a organodetritickými pískovci. Do katastru Rajnochovic také zasahuje kaumberské souvrství křídového stáří, které je charakteristické převahou pelagických až hemipelagických rudohnědých jílovců, v nichž se lokálně vyskytují konkrece či polohy Fe–Mn pelosideritů (Pesl et al. 1986) (obr. 4). K prvním písemnostem připomínajícím místní zpracování železné rudy patří nařízení vydané v roce 1665, v němž císař Leopold I. nařídil vrchnostem, aby na svých pozemcích dolovaly a zřizovaly hutě a hamry (Kolbinger 2007), které však pracovaly jen krátce a brzy zanikly. Po roce 1711 je na čas obnovena jejich činnost, v roce 1723 byla výroba železa v plném proudu, avšak pak znovu zaniká. V roce 1799 se z Rajnochovic uvádí vysoká pec a hamr (Kolbinger 2007). V 19. století již tyto železárny neexistovaly (Kolbinger 2007, Kolbinger 2003). Místní hutnění a další zpracování železa dokládají nálezy strusky a dodnes zachované přehrady („klausy“) pro plavení dřeva po Juhyni, a to pod Vičanovem a u Fons Theodori. V blízkosti dnešního hotelu Polom se plavené dřevo zachytávalo a ukládalo, následně se pálilo v milířích pro potřeby místní hutě a hamru, pozůstatkem jsou zde silné vrstvy mouru (Kolbinger 2007). Rovněž železářská výroba se koncentrovala do prostoru kolem dnešního hotelu Polom, kde byly nalezeny sklovité železářské strusky (Kolbinger

21

2003). Na svahu nad nedalekým soukromým rodinným domkem je zde zřetelná malá část náhonu, který byl využíván k pohonu hamru a později na tomto místě vystavěné pily a mlýna. Náhon je patrný v délce několika metrů, je však již zavezen (Kolbinger 2003, Kolbinger 2007). Železná ruda pro potřeby místní hutě pocházela zřejmě z blízkého okolí, po vyčerpání nalezišť v 18. století však těžba ustala (Kolbinger 2003). V katastru obce Rajnochovice jsou i ze současné doby doloženy nálezy pelosideritu (Kolbinger 2003, Kolbinger 2007). Za předpokládané místo těžby železné rudy pro místní hutě je považován svah Polomska a lesní trať zvaná „Vrtané“ (Kolbinger 2003), kde na povrch vystupují pestrobarevné jílovce kaumberského souvrství. Artefakty z Rajnochovic se nachází přímo v centru obce cca 60 m severozápadně od dnešního hotelu Polom. Strusky byly nalezeny na louce vedle hotelu, kde byly nerovnoměrně rozmístěny (obr. 5a). Byly také nalezeny na zahradě domu, který stojí vedle louky (obr. 5b). Celkem zde bylo odebráno 12 vzorků. Jejich hmotnost se pohybovala od 107 do 1159 g a jejich velikost byla od 6 do 16,5 cm (Zmeškalová 2008, Zmeškalová et al. 2010).

Obr. 5: Lokalita Rajnochovice. a) louka vedle hotelu Polom s výskytem strusek; b) zahrada domu vedle louky s výskytem strusek (foto autorka).

22

Obr. 4: Schématická geologická mapa lokality Rajnochovice s vyznačenou lokalitou výskytu strusky. Legenda: 1 – fluviální sedimenty (holocén); 2 – deluviální kamenité až hlinito–kamenité sedimenty (holocén); 3 – jílovec, slepenec (konglomerát), zlínské souvrství (eocén – oligocén); 4 - jílovec, pískovec, ráztocké vrstvy soláňského souvrství, (maastricht – paleocén); 5 - jílovec, pískovec, hostýnské vrstvy soláňského souvrství (maastricht – paleocén); 6 – kaumberské souvrství (turon – campan); 7 – zlom zakrytý; 8 – přesmyk předpokládaný; 9 – zlom ověřený; 10 – obecní úřad Rajnochovice; 11 – lokalita.

6.2 Komárno Obec Komárno se také nachází v severovýchodní části Hostýnských vrchů v nadmořské výšce 364 m n. m. a jedná se o sousední obec Rajnochovic (Zmeškalová 2008). GPS souřadnice lokality jsou N49° 26.17´ E17° 45.57´. Podloží Komárna je tvořeno zpevněnými sedimenty krosněnského souvrství oligocenního stáří, v jehož nadloží jsou kvartérní deluviální a fluviální písčito–hlinité sedimenty (obr. 6). Na katastru obce Komárna se sbíhá potok Komárník se třemi bezejmennými potoky v říčku Juhyni, která měla velký význam nejen v osidlovacím procesu, ale také i při zpracování železné rudy, stejně jako u

23

Rajnochovic. V průběhu 17. století zde dochází k založení železných hamrů z podnětu císaře Leopolda I., byly zřejmě zřízeny současně s Rajnochovicemi (Kolbinger 2003). Hamr se nacházel cca 1,5 km severozápadně od obce u rybníku s mohutnou hrází se dvěma průlomy, jimiž odtékala voda do náhonů a poháněla tak vodní kolo hamru. Hamr se nacházel těsně pod touto hrází. Jeho původní funkci dokládá černá hlína nasycená uhlíky, která vznikla díky pálení dřevěného uhlí, a také nalezené železářské strusky (Kolbinger 2003, Zmeškalová et al. 2010). Artefakty z Komárna se nachází cca 1300 m severozápadně od obce Komárna. Byly nalezeny v haldách na břehu říčky Juhyně (obr. 7a,b). Artefakty se nacházely v několika haldách a rozkládaly se na ploše 10 × 7 m. Celkem zde bylo odebráno 20 vzorků strusek. Jejich hmotnost se pohybovala od 260 do 24500 g a jejich velikost byla od 5 do 28 cm (Zmeškalová et al. 2010).

Obr. 7: Lokalita Komárno. a, b) halda strusek na břehu říčky Juhyně (foto: autorka).

24

Obr. 6: Schématická geologická mapa lokality Komárno s vyznačenou lokalitou výskytu strusky. Legenda: 1 – fluviální sedimenty (holocén); 2 – deluviální písčito-hlinitý až hlinito–písčitý sediment (holocén); 3 – štěrky (pleistocén); 4 – jílovec, pískovec, krosněnské souvrství (oligocén); 5 - jílovec, silicit a vápenec, menilitové souvrství (oligocén); 6 - jílovec, slepenec (konglomerát), rusavské vrstvy zlínského souvrství (eocén); 7 – zlom zakrytý; 8 – přesmyk předpokládaný; 9 – zlom ověřený; 10 – obecní úřad Komárno; 11 – lokalita.

6.3 Slavkov pod Hostýnem Obec Slavkov pod Hostýnem leží v jihovýchodní části Hostýnských vrchů v nadmořské výšce 373 m n. m (Zmeškalová 2008). Z geologického hlediska spadá do Západních Karpat a její podloží je tvořeno flyšovými sedimenty předmagurské jednotky, pokrytými deluviálními sedimenty ukládanými v holocénu a hlinitokamenitými svahovými sedimenty ukládanými v holocénu – pleistocénu (obr. 8)

25

Lokalita se nachází jihozápadně od obce Slavkov pod Hostýnem na lesní cestě (obr.9). GPS souřadnice lokality jsou N49° 22.507´ E17° 41.203´, nadmořská výška 559 m n. m. Zde byly odebrány 4 vzorky sklovitých „strusek“ a 2 pelosiderity (Zmeškalová, Dolníček 2009). Hmotnost pelosideritů se pohybovala od 307–615 g a jejich velikost byla od 9 do 12 cm. Hmotnost „strusek“ se pohyboval od 18–86 g a jejich velikost byla od 3,6 do 6,5 cm (Zmeškalová 2008). Předpokládalo se, že „strusky“ spadají do období středověku, kdy se zde vyskytovala středověká tvrz (Kolbinger 2006). V daném místě vycházejí na povrch pestře zbarvené (červené, zelené, šedé) jíly, obsahující i úlomky pelosideritů a glaukonitických pískovců (Zmeškalová, Dolníček 2009) (obr. 8).

Obr. 9: Lokalita Slavkov p. Hostýnem, místo nálezu strusky na lesní cestě (foto: autorka).

26

Obr. 8: Schématická geologická mapa lokality Slavkov pod Host. s vyznačenou lokalitou výskytu strusky. Legenda: 1 – deluviální sedimenty (holocén); 2 – deluviální kamenitý až hlinito– kamenitý sediment (holocén); 3 - jílovec, slepenec, rusavské vrstvy zlínského souvrství (eocén); 4 – jílovec, pískovec, hostýnské vrstvy soláňského souvrství (maastricht – paleocén); 5 – jílovec, pískovec, ráztocké vrstvy soláňského souvrství, (maastricht – paleocén), 6 – kaumberské souvrství (turon – campan); 7 – zlom zakrytý; 8 – přesmyk předpokládaný; 9 zlom ověřený; 10 – obecní úřad Slavkov pod Hostýnem; 11 – lokalita.

6.4 Na Jančích Lokalita Na Jančích leží v jihovýchodní části Hostýnských vrchů, na úpatí Černavy u Chvalčova nedaleko města Bystřice pod Hostýnem (Zmeškalová 2008). Z geologického hlediska spadá do Západních Karpat a její podloží je tvořeno flyšovými sedimenty račanské jednotky, pokrytými fluviálními sedimenty ukládanými v holocénu a deluviálními hlinitokamenitými sedimenty ukládanými v holocénu –

27

pleistocénu. Lokalita výskytu „strusek“ spadá do hostýnských vrstev soláňského souvrství, které se ukládalo v maastrichtu. Jedná se o flyšové vrstvy s jílovci a pískovci (obr. 10). Lokalita byla nalezena na základě studia literatury (Kolbinger 2006). V roce 1373 je v těchto místech připomínána železářská ves Janče (Zmeškalová 2008). V daném místě v pásu táhnoucím se od Holešova po Valašské Meziříčí vycházejí na povrch pestře zbarvené jíly kaumberského souvrství. Lokalita se nachází cca 5 km jihovýchodně od města Bystřice pod Hostýnem na lesní cestě, po které se vstupuje na chráněnou louku Na Jančích (obr. 11). GPS souřadnice lokality jsou N49° 39.795´ E17° 44.856´. Bylo zde odebráno 5 vzorků „strusek“ sklovité povahy. Jejich hmotnost se pohybovala od 32,5 do 14,3 g a velikost od 7,5 do 3 cm (Zmeškalová 2008).

Obr.11: Lokalita Na Jančích. a) chráněná louka Na Jančích; b) lesní cesta, po které se vstupuje na louku s výskytem sklovitých strusek (foto: autorka).

28

Obr. 10: Schématická geologická mapa lokality Na Jančích s vyznačenou lokalitou výskytu „strusky“. Legenda: 1 – deluviální sedimenty (holocén); 2 – deluviální kamenitý až hlinito– kamenitý sediment (holocén); 3 - jílovec, slepenec, rusavské vrstvy zlínského souvrství (eocén); 4 – jílovec, pískovec, hostýnské vrstvy soláňského souvrství (maastricht – paleocén); 5 – jílovec, pískovec, ráztocké vrstvy soláňského souvrství, (maastricht – paleocén), 6 – kaumberské souvrství (turon – campan); 7 – zlom zakrytý; 8 – přesmyk předpokládaný; 9 zlom ověřený; 10 – přesmyk zakrytý; 11 – lokalita

6.5 Dřevohostice 1 a Dřevohostice 2 Obec Dřevohostice se nachází cca 9 km severozápadně od města Bystřice pod Hostýnem v nadmořské výšce 245 m. n. m. Podloží obce Dřevohostice spadá do oblasti na pomezí flyšových Karpat a karpatské předhlubně a tvoří je vápnitý jíl (šlír), s polohami vápnitých písků a štěrků, které přechází v kamenito-písčito-jílovitá eluvia sedimentů badenu, karpatu a flyše. Lokality výskytu strusek jsou tvořeny eluvii neogenního stáří (obr. 12).

29

Z historického hlediska zde stojí za zmínku přítomnost kovářského cechu, který byl založen v roce 1668 Janem Kaltschmidtem z Eisenberku (Lapáček et al. 2008). Na katastru obce Dřevohostice byly nalezeny dvě lokality s odlišným typem strusek. Na lokalitě č. 1 byly objeveny 2 typy strusek - nehomogenní a sklovité strusky. Byly odebrány na poli, kde byly nepravidelně rozmístěny, nejspíš rozvlečeny od zemědělských strojů (obr 13a). Celkem zde bylo odebráno 7 kusů nehomogenních strusek a 10 kusů sklovitých strusek. Hmotnost nehomogenních strusek se pohybovala mezi 40–120 g a jejich velikost byla 5–10 cm. Hmotnost sklovitých strusek se pohybovala od 19–90 g a jejich velikost byla 4–13 cm. GPS souřadnice lokality č. 1 jsou N 49° 25.38´ E17° 35.58´. Nedaleko této lokality (cca 1,5 km severovýchodně) byly aktuálně nalezeny pelosiderity p. Mgr. Jakubálem z Dřevohostic. GPS souřadnice nálezů pelosideritů jsou N 49° 25.´52 E17° 36.36´. Byly zde objeveny jak větší konkrece pelosideritů, tak drobné úlomky, zároveň zde bylo nalezeno několik kusů strusek nehomogenní i sklovité povahy. Některé kusy byly tvořeny přepáleným jílem (pravděpodobně se jedná o části vyzdívky pece). Na lokalitě č. 2 byl objeven pouze jeden typ strusek. Jednalo se o černé pórovité sklovité „strusky“, spolu s nimi byly objeveny i kousky koksu. „Strusky“ byly objeveny také na poli a jejich rozmístění bylo obdobné jako na předchozí lokalitě (obr. 13b). Bylo zde odebráno 5 kusů „strusek“. Jejich hmotnost se pohybovala od 8–29 g a jejich velikost byla od 4-6 cm. GPS souřadnice lokality č. 2 jsou N49° 24.54´ E17° 36.1´.

Obr. 13: a) Dřevohostice lokalita č. 1; b) Dřevohostice lokalita č. 2 – černé pórovité sklovité strusky (foto: autorka).

30

Obr. 12: Schématická geologická mapa lokalit Dřevohostice 1 a Dřevohostice 2 s vyznačenými lokalitami výskytu struskových hmot. Legenda: 1 – fluviální sediment (holocén); 2 – deluviální písčito - hlinitý až hlinito – písčitý sediment (holocén); 3 - eluvium kamenito – písčito – jílovité (pleistocén); 4 - vápenitý jíl (šlír) s polohami vápenitých písků a štěrků, karpatská předhlubeň (miocén); 5 - písek, štěrk, karpatská předhlubeň (miocén); 6 - pískovec, slepenec (konglomerát), menilitové souvrství (oligocén); 7 – příkrov předpokládaný; 8 – pravděpodobná hranice; 9 - obecní úřad Dřevohostice; 10 – lokality

31

6.6 Roštění Obec Roštění leží v severozápadní části Zlínského kraje na rozhraní Hané a Valašska, cca 16 km jihozápadně od Bystřice pod Hostýnem v nadmořské výšce cca 237 m n.m. Z geologického hlediska leží na pomezí flyšových Karpat a karpatské předhlubně. Geologické podloží tvoří vápnitý jíl (šlír) s polohami vápnitých písků a štěrků, který přechází v kamenito-písčito-jílovitá eluvia sedimentárních hornin badenu, karpatu a flyše (obr. 14). Z historického hlediska zde nejsou doposud známy žádné záznamy týkající se železářské výroby. Lokalita se nachází v katastru obce Roštění na poli (obr. 15). GPS souřadnice lokality jsou N 49° 21.52´ E17° 31.47´. Bylo zde odebráno 6 kusů strusek, které se vyskytovaly v pásu o šířce do 2 metrů. Jejich hmotnost se pohybovala od 40–138 g a jejich velikost se pohybovala od 4–10 cm. Dále zde byly p. Kolbingerem nalezeny strusky redukční povahy a části úlomků strusky s přepáleným jílem, představující pravděpodobně části vyzdívky pece.

Obr. 15: Pole s výskytem strusek u obce Roštění (foto: autorka).

32

Obr. 14: Schématická geologická mapa lokality Roštění s vyznačenou lokalitou výskytu strusky. Legenda: 1 – fluviální sediment (holocén); 2 – deluviální písčito - hlinitý až hlinito – písčitý sediment (holocén); 3 - eluvium kamenito – písčito – jílovité (pleistocén); 4 - vápenitý jíl (šlír) s polohami vápenitých písků a štěrků, karpatská předhlubeň (miocén); 5 - písek, štěrk, karpatská předhlubeň (miocén); 6 – příkrov předpokládaný; 7 – obecní úřad Roštění; 8 – lokalita.

6.7 Rymice Obec Rymice se nachází v rovinatém terénu 5 km severozápadně od Holešova v nadmořské výšce 214 m n. Je sousední obcí Roštění. Z geologického hlediska spadá oproti ostatním lokalitám do Českého masivu. Podloží tvoří spraše a sprašové hlíny pleistocénního stáří, ležící na horninách Českého masivu (obr. 16). Lokalita se nachází také na poli stejně jako u předchozí lokality (obr. 17). Byly zde odebrány 3 vzorky nehomogenních strusek. Jejich hmotnost se pohybovala od 20–45 g a

33

jejich velikost se pohybovala od 2–5 cm. Z historie města nejsou známy žádné záznamy o hutnické či kovářské činnosti. GPS souřadnice lokality jsou N 49° 21.54 E17° 32.2´.

Obr. 17: Pole s výskytem strusek u obce Rymice (foto: autorka).

Obr. 16: Schématická geologická mapa lokality Rymice s vyznačenou lokalitou výskytu strusky. Legenda: 1 – fluviální sediment (holocén); 2 – spraš, sprašová hlína (pleistocén); 3 – zlom zakrytý; 4 – pravděpodobná hranice; 5 – obecní úřad Rymice; 6 – lokalita.

34

7. Laboratorní část 7.1 Makroskopický popis Strusky z Rajnochovic se vyznačují nepravidelnými zaoblenými tvary, např. některé připomínají svým vzhledem provazovitou lávu typu pahoe–hoe (obr. 18a), jsou pórovité a na svém povrchu zvětrávají a vytvářejí limonit (obr. 18b). Na průřezu jsou převážně sklovité, zelené, modrozelené až šedé barvy, místy s kulovitými kapkami šedobílého kovu, který na čerstvém řezu rychle rezaví. Na lomných plochách jsou ve skle místy patrné póry (bubliny) izometrického (kulovitého) tvaru. Převážně vytváří celotvary (Zmeškalová et al. 2010). Artefakty z Komárna lze rozdělit na dva typy podle složení. Prvním typem jsou černé strusky (obr. 18c), které na čerstvém řezu rychle rezavějí. Druhým typem jsou železné škváry, tvořené převážně ryzím kovem (obr. 18d). Strusky z Komárna se vyznačují nepravidelnými zaoblenými a krápníkovými tvary, jsou pórovité. Převážně vytváří celotvary, někdy i úlomky. Na průřezu mají černé strusky místy patrné póry (bubliny) izometrického (kulovitého) tvaru a na svém povrchu často zvětrávají a vytvářejí limonit. Velikost bublin se pohybuje od 1 mm do 4 cm (Zmeškalová et al. 2010).

Obr. 18: Příklady studovaných struskových hmot z lokality Rajnochovice (a, b) a Komárno (c, d): a) struska svým vzhledem připomínající provazovitou lávu typu pahoe-hoe; b) struska zaobleného tvaru, pórovitá; c) struska nepravidelného zaobleného tvaru, na povrchu limonitizovaná; d) železný škvár (foto: Zmeškalová). 35

„Strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem se vyznačují nepravidelnými zaoblenými tvary, jsou sklovité s lasturnatým lomem a skelným leskem. Na lomných plochách jsou ve hmotě „strusky“ místy patrné póry (bubliny) izometrického tvaru. „Strusky“ mají makroskopicky černou barvu, na tenkých hranách špinavě zeleně prosvítají (obr 19a). Pelosiderit je makroskopicky na čerstvém řezu šedý a kompaktní, na okrajích se barva mění zvětráváním na hnědou (obr.2a; 19b) (Zmeškalová, Dolníček 2009). „Strusky“ z Jančí se vyznačují nepravidelnými zaoblenými tvary, jsou sklovité s lasturnatým lomem a skelným leskem. Na lomných plochách jsou ve hmotě „strusky“ také přítomny póry izometrického tvaru. Makroskopicky mají černou barvu. Jsou velmi podobné „struskám“ ze Slavkova pod Hostýnem (Zmeškalová 2008).

Obr. 19: Příklady studovaných „struskových hmot“ a pelosideritu z lokality Slavkov pod Hostýnem (a, b) a z Jančí (c): a) úlomky sklovité „strusky“ s lasturnatým lomem; b) pelosiderit – na okrajích a podél puklin dochází ke zvětrávání (limonitizaci); c) úlomky strusky – nepravidelné tvary, sklovitá s lasturnatým lomem (foto: Zmeškalová). Struskové hmoty z Dřevohostic (lokalita č.1) lze rozdělit na dva typy podle složení. Prvním typem jsou černé strusky nepravidelných tvarů. Jsou silně nehomogenní a na čerstvém řezu rychle rezaví. Na průřezu jsou patrné póry (bubliny) izometrických tvarů. Naprostá většina strusek bez ohledu na velikost nebo tvar má hnědou nebo hnědočernou barvu povrchu, 36

jsou bez lesku nebo nejvýše s nevýrazným matným leskem. Velmi často je povrch strusek zbarven práškovitými povlaky limonitu v různých odstínech hnědé (obr.20d). Převládajícím typem jsou strusky nepravidelných tvarů, následuje tvar plochý a ani v jednom případě nebyl nalezen miskovitý tvar. Pravděpodobně jsou nalezené strusky zlomky původně větších kusů, k rozlámání mohlo dojít již v době vzniku strusek nebo i postdepozičními procesy. Časté jsou uzavřeniny tvořené dřevěným uhlím nebo zbylé otisky po nich. Druhým typem jsou sklovité strusky s lasturnatým lomem a skelným leskem. Makroskopicky mají strusky černou barvu a jsou velmi pórovité. Na průřezu jsou sklovité, místy s kapkami šedobílého kovu, který na čerstvém řezu rychle rezaví. Na některých místech silně zvětrávají a jsou pokryté limonitem (obr. 20a). Nedaleko této lokality byly nalezeny pelosiderity, jednalo se o větší konkrece i úlomky. Pelosiderity byly převážně kompaktní a na povrchu silně zvětralé (obr 2b, 20b). Dále zde byly nalezeny strusky na vzorcích obvykle provázeny červenou přepálenou hlínou. Strusky jsou nehomogenní černé barvy a na průřezu jsou přítomné okrouhlé póry (obr. 20c).

Obr. 20: Příklady studovaných struskových hmot a pelosideritu z lokality Dřevohostice 1 (a, b, c, d): a) zaoblené sklovité pórovité strusky; b) pelosiderit – na okrajích a podél puklin dochází ke zvětrávání (limonitizaci); c) části vyzdívky pece s přepáleným červeným jílem; d) nehomogenní černá struska pokrytá limonitem (foto: Zmeškalová).

37

„Strusky“ z Dřevohostic z lokality č. 2 se vyznačují nepravidelnými zaoblenými tvary, jsou sklovité a velmi pórovité. Na průřezu je struska prostoupena velkým množstvím drobných kulovitých pórů. Makroskopicky mají černou barvu a jsou oproti železářským struskám velmi lehké. V místě nálezu byly nalezeny i kousky koksu (viz. obr. 13b). Strusky z Roštění lze rozdělit na 3 typy podle složení. Prvním typem jsou černé nehomogenní strusky. Převládajícím tvarem strusek je tvar nepravidelný, následuje tvar plochý a nakonec miskovitý. Půdorysný tvar miskovité strusky je kruhový . Miskovitý vzorek má na spodní (zaoblené) části hnědou barvu nebo hnědočernou barvu a je bez lesku. Povrch je členitý. Vrchní („rovná“) část vzorku je obdobná (obr. 21a). Tento plankonvexní (miskovitý) tvar strusky se mohl vytvořit shromažďováním struskové hmoty v nístějí kovářské výhně. Většina strusek je pokrytá hnědou nebo hnědočernou barvou na povrchu a jsou převážně bez lesku. Vytváří celotvary. Z uzavřenin strusky běžně obsahují uhlíky (často zbarvené limonitem dohněda) nebo otisky po nich. Na průřezu jsou patrné póry (bubliny) izometrických tvarů, místy s kapkami šedobílého kovu. Druhým typem jsou černé až mastně lesklé redukční strusky nepravidelných zaoblených tvarů (obr. 21c), např. některé svým vzhledem připomínají tekoucí lávu (obr. 21b). Póry jsou běžné, spíše však menší velikosti. Na průřezu jsou patrné drobné bubliny izometrických tvarů. Uhlíky zcela chybí. Třetí typ strusky nalezený na lokalitě je na vzorcích obvykle provázen červenou přepálenou hlínou (obr. 21d,e). Strusky jsou sklovité, jejich barva je na průřezu proměnlivá od žluté, přes světle hnědou až po černou. Uvnitř strusky jsou uzavřené velmi hojné okrouhlé bubliny izometrických tvarů. Neobsahují inkluze železa na průřezu. Materiál pravděpodobně vznikl na kontaktu struskové taveniny se stěnou tavící pece nebo kovářské výhně. Strusky z Rymic se vyznačují nepravidelnými zaoblenými tvary. Jsou bez lesku a na povrchu částečně pokryté limonitem. V naprosté většině jsou silně porézní. Mají černou barvu a na průřezu jsou bubliny izometrických tvarů. Na průřezu se také vyskytují kapky kovu. Celkově jsou strusky velmi nehomogenní a podobné nehomogenním struskám z Roštění. Nebyl zde nalezen žádný plankonvexní tvar ani části vyzdívky pece (obr. 21f).

38

Obr. 21: Příklady studovaných technických hmot z lokality Roštění (a, b, c, d, e) a z Rymic (f): a) plankonvexní (miskovitý) tvar strusky, silně pokrytá limonitem; b) plochá struska připomínající tekoucí lávu; c) struska – nepravidelná černá struska; d) část vyzdívky pece s červeným jílem a sklovitou taveninou; e) sklovitá pórovitá struska; f) nehomogenní struska nepravidelných tvarů (foto: Zmeškalová).

39

7.2 Fyzikální vlastnosti studovaných artefaktů 7.2.1 Gamaspektrometrie K, U, Th Gamaspektrometrie (koncentrace přirozených radioaktivních prvků) byla naměřena u 15 reprezentativních vzorků struskových hmot (většinou 2 měření na různých vzorcích u jedné lokality). Stanovené hodnoty U, Th a K jsou uvedeny v tab. 1. Tab. 1: Hodnoty laboratorního měření obsahů K, U, Th ve struskách. číslo vzorku 1 2 1 2 1 1 1 (lokalita č. 1) 2 (lokalita č. 1) 1 (lokalita č. 1) 2 (lokalita č. 1) 1 (lokalita č. 2) 1 2 1 2

lokalita Rajnochovice Rajnochovice Komárno Komárno Slavkov pod Host. Na Jančích Dřevohostice - sklovitá Dřevohostice - sklovitá Dřevohostice - nehomogenní Dřevohostice - nehomogenní Dřevohostice Rymice Rymice Roštění Roštění

K (%) U (ppm) Th (ppm) 1,5 3,8 8,0 1,7 3,1 7,6 0,5 <1,5 2,0 <0,5 <1,5 3,0 1,2 17,5 16,3 2,1 13,7 20,4 1,3 6,2 8,8 1,4 6,6 8,7 1,1 19,1 15,1 0,8 20,0 16,3 2,2 12,2 23,3 1,2 2,5 3,7 1,2 6,9 7,4 1,1 2,7 6,4 1,3 3,5 6,8

Gamaspektrometrickými měřeními bylo zjištěno, že obsahy radioaktivních prvků jsou u jednotlivých vzorků velmi rozdílné. Nejvyšší naměřené hodnoty K měla „struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 a to 2,2 %, naopak nejnižší hodnoty měla struska z Komárna (pod mezí stanovitelnosti 0,5 %). Nejvyšší naměřené hodnoty U měla struska z Dřevohostic z lokality č. 1 a to 20,0 ppm, naopak nejnižší hodnoty měla struska z Komárna (pod mezí stanovitelnosti 1,5 ppm). U strusek byly naměřeny i variabilní hodnoty Th. Nejvyšší hodnoty Th byly naměřeny u „strusek“ z Dřevohostic z lokality č. 2 (23,3 ppm) a z Jančí (20,4 ppm) (tab. 1). Nejvyšší průměrné hodnoty radioaktivních prvků byly naměřeny u „strusek“ z Dřevohostic z lokality č. 2 (graf číslo 1).

40

Graf 1: Vzájemné porovnání obsahů K, U, Th u jednotlivých lokalit. Graf vzájemného porovnání obsahů K, U, Th u jednotlivých lokalit 25

naměřené obsahy

20 15

K (%) U (PPM)

10

Th (PPM)

5

Ro 2

Ro 1

D1 Ry m 1 Ry m 2

J1 k lo D v D1 2 - s itá -n klo vi D2 e ho tá - n mo g eh e om nn og í en ní

D1

-s

S1

K2

K1

2 R

R

1

0

vzorky

7.2.2 Magnetická susceptibilita a feromagnetičnost Z fyzikálních vlastností byla dále u vzorků struskových hmot stanovena reakce na permanentní magnet (feromagnetičnost) a magnetická susceptibilita. Všechny naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2. Takto získané údaje jsou následně stručně shrnuty: 1) Artefakty z Komárna (měřeny pouze černé strusky) převážně reagují na permanentní magnet, a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,61.10-3 SI do 4,00.10-3 SI, průměrná hodnota je 2,15.10-3 SI (průměr z 5 měření). 2) Strusky z Rajnochovic většinou nereagují na permanentní magnet (reagují pouze ty obsahující kapky kovu) a jejich magnetická susceptibilita je nižší než u artefaktů z Komárna od 0,26.10-3 SI do 1,03.10-3 SI, průměrná hodnota je 0,58.10-3 SI (průměr z 5 měření). 3) „Strusky“ ze Slavkova pod Host. nereagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,34.10-3 SI do 2,78.10-3 SI, průměrná hodnota je 1,26.10-3 SI (průměr z 5 měření).

41

4) „Strusky“ z Jančí nereagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,27.10-3 SI do 1,56.10-3 SI, průměrná hodnota je 0,77.10-3 SI (průměr z 5 měření). 5) Nehomogenní strusky z Dřevohostic z lokality č. 1 převážně reagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,65.10-3 SI do 3,06.10-3 SI, průměrná hodnota je 1,97.10-3 SI (průměr z 5 měření). Sklovité strusky z Dřevohostic z lokality č. 1 převážně nereagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,44.10-3 SI do 1,31.10-3 SI, průměrná hodnota je 0,71.10-3 SI (průměr z 5 měření). 6) Strusky z Roštění (nehomogenní) převážně reagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,51.10-3 SI do 3,88.10-3 SI, průměrná hodnota je 2,5.10-3 SI (průměr z 5 měření). 7) Strusky z Rymic převážně reagují na permanentní magnet a jejich magnetická susceptibilita se pohybuje od 0,42.10-3 SI do 4,00.10-3 SI, průměrná hodnota je 1,60.10-3 SI (průměr z 5 měření). Graf 2: Graf magnetické susceptibility – vzájemné porovnání lokalit. D – sklovitá struska (lokalita č. 1); D – nehomogenní struska (lokalita č.1).

Graf magnetické susceptibility 12 10 Na Jančích Slavkov pod Host.

četnost

8

Rymice Komárno

6

Roštění D - sklovitá

4

D - nehomogenní Rajnochovice

2 0 0,0 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 1,5 1,5 - 2,0 2,0 - 2,5 2,5 - 3,0 3,5 - 4,0 hodnoty v 10-3

42

Tab. 2: Naměřené hodnoty magnetické susceptibility a feromagnetičnosti. Lokalita a číslo vzorku Rajnochvice 1 Rajnochvice 2 Rajnochvice 3 Rajnochvice 4 Rajnochvice 5 Komárno 1 Komárno 2 Komárno 3 Komárno 4 Komárno 5 Slavkov od Host.1 Slavkov od Host. 2 Slavkov od Host. 3 Slavkov od Host. 4 Slavkov od Host. 5 Na Jančích 1 Na Jančích 2 Na Jančích 3 Na Jančích 4 Na Jančích 5 D1 - nehomogenní – lokalita č. 1 D2 – nehomogenní – lokalita č. 1 D3 – nehomogenní – lokalita č. 1 D4 – nehomogenní – lokalita č. 1 D5 – nehomogenní – lokalita č. 1 D1 – sklovitá – lokalita č. 1 D2 – sklovitá – lokalita č. 1 D3 – sklovitá – lokalita č. 1 D4 – sklovitá – lokalita č. 1 D5 – sklovitá – lokalita č. 1 Roštění 1 Roštění 2 Roštění 3 Roštění 4 Roštění 5 Rymice 1 Rymice 2 Rymice 3 Rymice 4 Rymice 5

Susceptibilita 10-3 SI 1,03 0,33 0,63 0,64 0,26 0,61 1,09 1,40 4,00 3,67 0,34 1,78 0,43 0,98 2,78 0,41 0,27 0,98 1,56 0,65 1,57 0,65 3,06 3,03 1,56 0,72 1,31 0,44 0,65 0,44 2,23 3,88 0,51 2,31 3,57 1,38 0,79 0,42 4,00 1,42

Magnetičnost + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Vysvětlivky: +: vzorek reaguje na magnet, -: vzorek nereaguje na magnet.

43

7.2.3 Hustota Jako další charakteristika byla u struskových hmot zjišťována hustota pomocí pyknometru. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v tab. 3. Největší hustotu ze všech struskových hmot vykazovala černá struska z Komárna, následně nehomogenní struska z Dřevohostic. Hodnoty u strusky z Komárna dosahovaly až k 4,3 g/cm3. Průměrné hodnoty hustot jsou: Rajnochovice - 2,58 g/cm3 (průměr ze 4 měření); černé strusky z Komárna - 4,03 g/cm3 (průměr ze 6 měření); Slavkov pod Hostýnem - 2,5 g/cm3 (průměr ze 6 měření); Na Jančích - 2,35 g/cm3 (průměr ze 6 měření); sklovité strusky z Dřevohostic - 2,89 g/cm3 (průměr ze 6 měření); nehomogenní strusky z Dřevohostic - 3,5 g/cm3 (průměr ze 6 měření); „strusky“ z Dřevohostic z lokality č. 2 - 2,6 g/cm3 (průměr ze 6 měření); Roštění - 2,93 g/cm3 (průměr ze 6 měření); Rymice - 2,92 g/cm3 (průměr ze 6 měření). Graf 3: Porovnání hustot struskových hmot u jednotlivých lokalit.

Graf hustoty struskových hmot 20 18 16

Rymice Roštění

četnost

14

Na Jančích

12

Slavkov pod Host.

10

D - lokalita č. 2

8

D - nehomogenní (lokalita č. 1) D - sklovitá (lokalita č. 1)

6

Komárno Rajnochovice

4 2 0 2,2-2,5 2,5-2,8 2,8-3,1 3,1-3,4 3,4-3,7 3,7-4,0 hodnoty v g/cm3

44

4-4, 3

Tab. 3: Naměřené hodnoty hustoty u jednotlivých vzorků.

Lokalita a číslo vzorku Rajnochovice 1 Rajnochovice 1 Rajnochovice 2 Rajnochovice 2 Komárno 1 Komárno 1 Komárno 2 Komárno 2 Komárno 3 Komárno 3 Slavkov pod Host.1 Slavkov pod Host.1 Slavkov pod Host. 2 Slavkov pod Host.2 Slavkov pod Host. 3 Slavkov pod Host. 3 Na Jančích 1 Na Jančích 1 Na Jančích 2 Na Jančích 2 Na Jančích 3 Na Jančích 3 D1-sklovitá - lokalita č. 1 D1-sklovitá - lokalita č. 1 D2-sklovitá - lokalita č. 1 D2-sklovitá - lokalita č. 1

Hustota v g/cm3 2,50 2,56 2,63 2,63 4,00 4,35 3,45 3,70 4,35 4,35 2,63 2,56 2,50 2,50 2,56 2,56 2,30 2,40 2,30 2,30 2,40 2,40 2,86 2,86 2,86 2,86

Lokalita a číslo vzorku D1-nehomogenní - lokalita č. 1 D1-nehomogenní - lokalita č. 1 D2-nehomogenní - lokalita č. 1 D2-nehomogenní - lokalita č. 1 D3-nehomogenní - lokalita č. 1 D3-nehomogenní - lokalita č. 1 D1-lokalita č.2 D1-lokalita č.2 D2-lokalita č.2 D2-lokalita č.2 D3-lokalita č.2 D3-lokalita č.2 Roštění 1 Roštění 1 Roštění 2 Roštění 2 Roštění 3 Roštění 3 Rymice 1 Rymice 1 Rymice 2 Rymice 2 Rymice 3 Rymice 3 D3-sklovitá - lokalita č. 1 D3-sklovitá - lokalita č. 1

45

Hustota v g/cm3 3,70 3,70 3,45 3,45 3,57 3,57 2,63 2,63 2,56 2,56 2,63 2,63 2,90 2,90 3,00 3,00 2,90 2,90 2,86 2,86 2,90 2,90 3,00 3,00 2,94 2,94

7.3 Fázové složení studovaných vzorků Při určování fázového složení jednotlivých vzorků jsem využila klasickou mikroskopii v procházejícím a odraženém polarizovaném světle a planimetrickou analýzu výbrusů. Tyto metody slouží k identifikaci jednotlivých fází (minerálů, skla), z nichž se studovaný vzorek skládá a také ke stanovení jejich kvantitativního zastoupení. Planimetrické analýze byly podrobeny výbrusy ze struskových hmot z jednotlivých lokalit.

7.3.1 Struska z Rajnochovic Objemově zcela dominantní složkou strusky z Rajnochovic je sklo, které tvoří 63 % plochy výbrusu. Sklo lze ve výbrusu pozorovat ve dvou formách: 1) devitrifikované sklo - v procházejícím světle hnědá barva, velmi špatná průhlednost a ve zkřížených nikolech velmi nízký dvojlom (obr. 22a); 2) nedevitrifikované sklo, které je dokonale izotropní. Barva skla byla v procházejícím světle velmi variabilní, od bezbarvé přes šedou k odstínům světle hnědé. Barva je značně ovlivňována také přítomností fází bohatých na Fe (tab.4). WDX analýzou byly analyzovány produkty devitrifikace skla. I když mají produkty devitrifikace skla velmi podobný chemismus jako nedevitrifikované sklo, jsou zajímavé existencí určité kompoziční zonálnosti, patrné v obraze odražených elektronů (obr. 22b). Centrum produktu devitrifikace skla bylo nejtmavší a vytvářelo v obraze odražených elektronů výrazný kříž, (obr. 22c) v němž množství Al2O3 dosahovalo 11,3 hm. % (tab. 4; 47/1). Směrem k okrajům kříž zaniká a vytváří světlejší přechod, kde obsah Al2O3 dosahuje hodnot okolo 10,5 hm. % (tab. 4; 48/1). Tmavý okraj produktu obsahoval nejnižší množství Al2O3 - jen 9,0 hm. % (tab. 4; 50/1). Reprezentativní mikrosondové analýzy nedevitrifikované skelné fáze jsou rovněž uvedeny v tab. 4. Sklo má vysoký obsah SiO2 (43–57 hm. %), CaO (20–25 hm. %), Al2O3 (9–12 hm. %) a nízký obsah železa. Ve skle jsou přítomné okrouhlé póry, které zaujímají asi 13 % výbrusu, jejich velikost je velice variabilní (~1 mm až <1 μm). Bubliny jsou ve skle situovány nahodile. Sklo v sobě uzavírá další fáze – zejména pyroxeny, méně často litinu s jemným lupínkovitým grafitem a alabandinem. Pyroxeny zaujímají cca 16 % plochy výbrusu a vytvářejí krátce sloupcovitá nebo zaoblená zrna o velikosti 0,12-0,35 mm (obr. 22d). Vůči sklu mají zřetelně vystupující reliéf, v procházejícím světle jsou bezbarvé či slabě zelené, někdy slabě pleochroické. Mikrosondovou analýzou bylo zjištěno, že se jedná o Ca – pyroxeny (tab. 6) s vysokými obsahy Al2O3. Množství Al2O3 se od jádra pyroxenu směrem k okrajům zvyšuje (tab. 6; 45/1, 43/1). V pyroxenu je přítomno 72 mol. % diopsidu, 1 mol. % 46

Obr. 22: Fázové složení strusky z Rajnochovic: a) produkty devitrifikace skla (sp. 0,5 mm, v procházejícím světle); b) produkty devitrifikace skla s nejvyššími obsahy Al2O3 v centrálním kříži (sp. hrana 0,25 mm, v odražených elektronech); c) detail kříže (sp. hrana 0,2 mm, v odražených elektronech); d) devitrifikované sklo s vyrostlicemi pyroxenů (sp. hrana 0,5 mm, ve zkřížených nikolech); e) kapka kovu s jemným lupínkovitým grafitem a alabandinem (sp. hrana 0,3 mm, v odražených elektronech); d) kapka kovu s okrajovým lemem tvořeným alabandinem (sp. hrana 0, 2 mm, v odražených elektronech).

47

Tab. 4: WDX mikroanalýza skel (hm. %) z lokalit: Slavkov pod Host. (26/1; 31/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008, 72/1; 73/1; 74/1), Rajnochovice (nedevitrifikované sklo – 57/1; 44/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008, 45/1; 46/1; devitrifikované sklo – 47/1; 48/1; 50/1), z Jančí (61/1; 62/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008), Dřevohostice z lokality č. 1 (sklovitá struska – 27/1), Dřevohostice z lokality č. 2 (V45k2). Analýza

26/1

31/1

72/1

SO3 P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 MnO MgO CaO NiO ZnO BaO FeOtot Na2O K2O F

0,1 0,1 56,0 1,0 22,2 0,0 0,2 3,0 4,1 0,0 0,0 0,1 8,2 0,7 2,7 0,0

0,0 0,1 57,3 0,9 21,8 0,0 0,2 2,9 3,7 0,0 0,0 0,2 7,9 0,6 2,8 0,0

0,2 58,0 0,9 21,6 0,0 0,1 2,4 3,2 0,0 0,1 0,1 8,0 0,8 3,0 0,0

Celkem

98,4

98,4

Analýza

47/1

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 MnO MgO CaO ZnO BaO FeOtot Na2O K2O Celkem

73/1

74/1

57/1

44/1

45/1

46/1

0,2 57,9 0,9 21,5 0,0 0,1 2,5 3,2 0,0 0,0 0,1 8,0 0,7 3,0 0,0

0,5 49,7 1,0 26,0 0,3 0,1 3,6 3,3 0,0 0,1 0,1 9,6 0,7 2,6 0,0

0,3 0,0 56,7 0,5 8,6 0,0 3,4 7,2 19,6 0,0 0,0 0,2 0,3 0,4 2,0 0,0

0,6 0,0 42,6 2,6 12,1 0,0 1,6 9,5 25,2 0,0 0,1 0,2 0,6 0,4 3,6 0,2

0,0 55,2 0,4 9,3 0,0 2,9 6,9 21,0 0,0 0,0 0,2 0,1 0,5 2,1 0,0

0,0 54,1 0,4 9,0 0,0 3,2 6,6 21,0 0,0 0,0 0,2 0,2 0,5 2,1 0,0

98,4

98,1

97,6

99,2

99,3

98,6

97,3

48/1

50/1

61/1

62/1

V45k2

0,0 55,2 0,3 11,3 0,0 2,3 3,0 18,8 0,0 0,2 0,1 0,7 3,0

0,0 55,5 0,3 10,5 0,0 3,1 4,5 21,2 0,0 0,1 0,2 0,6 2,4

0,0 54,9 0,4 9,1 0,0 3,2 6,8 21,6 0,1 0,1 0,1 0,6 2,1

0,3 55,9 0,9 22,5 0,0 0,1 2,4 3,1 0,0 0,1 8,1 0,7 2,9

0,2 56,3 0,8 21,5 0,0 0,2 2,5 3,0 0,0 0,1 7,8 0,6 3,1

0,2 48,2 1,7 15,4 0,1 3,8 2,0 14,9 0,0 0,3 9,5 0,3 1,1

94,9

98,4

99,0

97,0

96,1

97,5

48

Tab. 5: WDX mikroanalýza oceli a litin (hm. %): Rajnochovice (45/1; 55/1; 56/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008, 51/1; 52/1); Komárno (35/1; 38/1; 59/1; 60/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008; z Jančí (27/1; 30/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); Dřevohostice sklovitá struska (lokalita č. 1) (21/1; 22/1; 23/1; 24/1). Analýza

45/1

55/1

56/1

51/

52/1

35/1

38/1

59/1

Fe Ni V Mn Ti Al Mg Zn Si Cr Ca Na K Co S P Ta Si W Cu

99,93 0,00 0,01 0,02 0,02 0,00 0,00 0,04 0,02 0,01 0,19

96,68 0,01 0,00 0,99 0,00 0,00 0,00 0,00 2,32 0,03 0,01

98,23 0,02 0,03 0,79 0,00 0,01 0,01 0,05 2,09 0,02 0,00

92,72 0,07 0,00 1,15 0,00 0,01 0,02

92,34 0,03 0,01 1,44 0,00 0,01 0,00

0,00

0,05

101,64 0,00 0,00 0,04 0,00 0,01 0,00 0,04 0,01 0,00 0,05

101,81 0,02 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,02 0,01 0,02 0,01

100,79 0,04 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,02 0,02 0,00 0,01

0,00 0,02 0,11 0,01 0,26 0,05 4,82 0,13 0,00

0,04 0,00 0,06 0,01 0,59 0,05 4,56 0,00 0,11

Celkem

100,24

99,35

99,31

101,78

101,90

100,92

100,05

101,24

hedenbergitu, 2 mol. % johannsenitu a 25 mol. % „tschermakitové“ molekuly. Další fází je litina s jemným lupínkovitým grafitem, která zaujímala max. 8 % plochy výbrusu. Litina je kovová fáze ve skle, která má feriticko - perlitickou strukturu. Mikrosondovou analýzou bylo zjištěno, že má vysoké obsahy Fe (92–99 hm. %) a zvýšený obsah Si (2,3 hm. %) a Mn (okolo 1 hm. %). Další analyzované prvky (Ni, V, Ti, Al, Mg, Zn, Cr, Ca) byly pod mezí stanovitelnosti. Fosfor bohužel nebyl analyzován (tab. 5). Dále se v litině vyskytoval lupínkovitý grafit, který měl v odražených elektronech černou barvu, a sulfidická fáze (obr. 22e). Sulfidická fáze vytvářela šedý lem na okraji litiny (obr. 22f) a také drobné krystalky uvnitř litiny. Podle chemické analýzy je sulfidickou fází alabandin: fáze má vysoké obsahy Mn (60 hm. %), S (36 hm. %), a nízký obsah Fe (1,6 hm. %) (tab. 7). Další analyzované prvky (Co, As, Zn, Cu, Se, Ag, In, Au, Pb, Ni) byly pod mezí stanovitelnosti (tab. 7). 49

Analýza

60/1

27/1

30/1

21/1

22/1

23/1

Fe Ni V Mn Ti Al Mg Zn Si Cr Ca Na K Co S P

100,94 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,00 0,01

98,72 0,22 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,09 0,02 0,01 0,02

89,18 0,35 0,00 0,04 0,00 0,00 0,00 0,42 0,01 0,00 0,02

99,19 0,05 0,00 0,02 0,00 0,00 0,01 0,00 0,44 0,01 0,00 0,00

93,90 0,01 0,00 0,03 0,00 0,00 0,01 0,08 0,03 0,08 0,00 0,00

91,11 0,01 0,00 0,03 0,00 0,00 0,01 0,44 0,14 0,00 0,03 0,00

0,09 0,00 0,20

0,10 0,00 0,74

0,08 0,00 3,54

Celkem

101,06

100,01

94,98

95,39

99,07

90,01

Tab. 6: WDX mikroanalýza pyroxenů (hm. %, přepočet na 6 atomů kyslíku) z Rajnochovic (42/1; 43/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008, 45/1; 44/1; 49/1). Analýza

42/1

43/1

45/1

44/1

49/1

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 FeO MnO

0,00 44,30 3,80 12,10 0,00 0,10 0,50

0,00 44,10 3,50 11,90 0,00 0,20 0,60

0,00 55,60 0,40 9,30 0,00 0,10 2,40

0,00 55,30 0,40 9,10 0,00 0,20 2,80

0,01 54,56 0,48 9,01 0,00 0,18 2,94

MgO CaO NiO BaO ZnO Na2O K2O

13,40 25,40 0,00 0,10 0,00 0,00 0,00

13,20 25,30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

9,70 18,90 0,00 0,10 0,00 0,40 2,60

8,30 20,20 0,00 0,10 0,00 0,40 2,20

8,07 20,21 0,02 0,08 0,05 0,50 2,34

Cl F

0,00 0,00

0,00 0,00

0,00 0,00

0,00 0,00

0,01 0,00

Celkem

99,70

98,80

99,60

99,10

98,44

50

Si Ti Al Fe Mn Mg Ca Na K

42/1 1,60 0,10 0,50 0,00 0,00 0,70 1,00 0,00 0,00

43/1 1,60 0,10 0,50 0,00 0,00 0,70 1,00 0,00 0,00

43/1 2,00 0,00 0,40 0,00 0,10 0,50 0,70 0,00 0,10

44/1 2,00 0,00 0,40 0,00 0,10 0,40 0,80 0,00 0,10

49/1 1,99 0,01 0,39 0,01 0,09 0,44 0,79 0,04 0,11

Celkem

4,00

4,00

3,90

3,90

3,87

Jedná se o Ca–pyroxeny s vysokými obsahy Al2O3. Množství Al2O3 se od jádra pyroxenu směrem k okrajům zvyšuje. Tab. 7: WDX mikroanalýza – Fe-Mn-S fází v litině (analýzy v hm. %, přepočítáno na 1 atom síry): Rajnochovice (53/1; 54/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); Dřevohostice sklovitá struska (lokalita č.1) (19/1; 20/1); Slavkov pod Host. (28/1; 29/1 – analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008).

Analýza

53/1

54/1

19/1

20/1

28/1

29/1

S Fe Mn Co Zn Cu Se Cd In Au Ni Celkem

36,50 1,60 60,74 0,00 0,01 0,05 0,00 0,00 0,01 0,00 0,02 98,93

36,52 2,29 60,64 0,02 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,02 0,01 99,53

36,99 26,91 32,82 0,00 0,01 0,53 0,03 0,02 0,00

36,63 27,66 32,99 0,00 0,02 0,50 0,03 0,11 0,00

35,28 62,68 0,02 0,05

35,88 62,85 0,01 0,07

0,00 97,30

0,01 97,96

S Fe Mn Cu

1,00 0,03 0,97 0,00

1,00 0,04 0,97 0,00

1,00 0,42 0,52 0,01

1,00 0,43 0,53 0,01

1,00 1,02

1,00 1,01

0,05

0,02

Celkem

2,00

2,01

1,94

1,96

2,07

2,02

51

7.3.2 Struska z Komárna Struska z Komárna je tvořena sklem, wüstitem, olivínem, apatitem a kovem. Sklo zaujímá 15 % plochy výbrusu, tvoří mezerní hmotu a uzavírá ostatní fáze. Je dokonale opticky izotropní, v procházejícím světle má černou barvu a v odraženém světle má černošedou až černou barvu. Ve skle jsou také přítomné okrouhlé póry, jejichž velikost je velmi variabilní (~0,4 mm až <1 μm). Póry zaujímají 8% plochy výbrusu. Sklo v sobě uzavírá další fáze – zejména wüstit (zaujímá 28 obj. %), olivín (45 obj. %) a akcesoricky částice oceli (do 4 %) a apatit (cca 2 obj. %). Wüstit má v odraženém světle šedou barvu a vytváří světlé, kostrovité dendritické útvary (obr. 23a). Šířka útvarů se pohybuje od 0,03 mm do 0,12 mm a maximální délka je 0,35 mm; v procházejícím světle je opakní. Wüstit vytváří shluky nebo je rozptýlený. Reprezentativní mikrosondová analýza je uvedena v tab. 8. Jde o prakticky čistý FeO (98 hm%) bez významnějších příměsí jiných prvků. Olivín vytváří nepravidelné sloupcovité agregáty a má vyšší index lomu než sklo, má vysoký dvojlom, v procházejícím světle je bezbarvý. Ve zkřížených nikolech má obvyklé zelené, modré a červené interferenční barvy (obr. 23b).V odraženém světle má tmavě šedou barvu. Podle mikrosondové analýzy v analyzovaném vzorku značně převládá fayalitová složka (89,5 mol. %) nad složkou kalcio-olivínovou (7,5 mol. %), tefroitovou (2 mol. %) a forsteritovou (1 mol. %; tab. 9), jedná se tedy klasifikačně o fayalit. Akcesoricky se zde vyskytují i drobné částice oceli (obr. 23c), v odraženém světle mají bílou barvu, v procházejícím světle jsou opakní. Ocel je tvořena podle mikrosondové analýzy ze 100% železem. Další analyzované prvky (Si, Mn, Ca, Zn, Ni) byly pod mezí stanovitelnosti. Fosfor bohužel nebyl analyzován (tab. 5). Mikrosondovou analýzou byla také potvrzena přítomnost apatitu, který vytvářel kulovitá zrna, v odražených elektronech měl černou barvu (obr. 23d). Apatit měl vysoký obsah CaO (47 hm. %), P2O5 (40 hm. %), FeO (6,5 hm.%) a SiO2 (1,5 hm. %; tab. 10) (Zmeškalová et al. 2010).

52

Obr. 23: Fázové složení strusek z Komárna: a) světlé kostrovité dendritické útvary wüstitu ve skelné fázi (sp. hrana 0,23 mm, v odraženém světle); b) fayalit s černým kostrovitým wüstitem (sp. hrana 0,5 mm, ve zkřížených nikolech); c) v převládající míře světle šedý wüstit, v menší míře fayalit - tmavě šedý, sklovitá hmota – černošedá až černá barva, bílé inkluze oceli a akcesoricky se vyskytující černé útvary apatitu (sp. hrana 2,3 mm, v odražených elektronech); d) světle šedé kostrovité útvary wüstitu, v mezerní hmotě fayalit (šedý), sklo (černošedé), částice oceli (bílé) a černé útvary póry a apatit (sp. hrana 0,33 mm, v odražených elektronech).

53

Tab. 8: WDX mikroanalýza wüstitu (oxidy v hm. %, analýzy přepočítány na 1 atom kyslíku): Rajnochovice (32/1; 37/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); Dřevohostice nehomogenní struska (lokalita č. 1) (36/1). Tab. 9: WDX mikroanalýza olivínu – fayalit (oxidy v hm. %, analýzy přepočítány na 4 atomy kyslíku): Komárno (33/1, 39/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); Dřevohostice nehomogenní struska (lokalita č. 1) (35/1; 40/1). Tab. 8

Tab. 9

Analýza P2O5 SiO2 Al2O3 TiO2 V2O3 Cr2O3 Fe2O3 CaO FeO MnO MgO NiO ZnO CoO Celkem

32/1 0,00 0,13 0,19 0,05 0,02 0,00 0,00 0,04 98,49 0,48 0,05 0,01 0,00 0,00 99,46

37/1 0,00 0,09 0,28 0,04 0,04 0,02 0,00 0,02 97,89 0,61 0,13 0,03 0,04 0,00 99,19

36/1 0,02 0,34 1,23 0,31 0,03 0,02 0,00 0,05 97,11 0,15 0,28 0,01 0,01 0,11 99,66

Al Fe Mg Mn Celkem

0,00 0,99 0,00 0,01 0,99

0,00 0,98 0,00 0,01 0,99

0,02 0,95 0,01 0,00 0,99

Analýza 33/1 0,39 P2O5 29,23 SiO2 0,00 TiO2 0,06 Al2O3 0,01 Cr2O3 1,71 MnO 0,68 MgO 4,07 CaO 0,03 ZnO 0,05 BaO 64,03 FeO 0,01 NiO 0,02 Na2O 0,02 K2O 0,00 Cl Celkem 100,32 P Si Ti Al Cr Mn Mg Ca Zn Ba Fe Ni Na K Cl Celkem

54

0,01 0,98 0,00 0,00 0,00 0,05 0,03 0,15 0,00 0,00 1,79 0,00 0,00 0,00 0,00 3,01

39/1 0,29 29,50 0,00 0,06 0,02 1,87 0,80 4,15 0,08 0,00 64,23 0,00 0,00 0,00 0,00 100,99

35/1 0,08 30,18 0,06 0,21 0,20 0,19 2,17 1,00 0,11 0,03 67,42 0,07 0,00 0,01 0,01 101,72

40/1 0,19 28,12 0,02 0,21 0,20 0,22 2,66 1,10 0,00 0,00 65,08 0,00 0,01 0,02 0,00 97,83

0,01 0,98 0,00 0,00 0,00 0,05 0,03 0,15 0,00 0,00 1,78 0,00 0,00 0,00 0,00 3,00

0,00 0,99 0,00 0,01 0,00 0,01 0,11 0,04 0,00 0,00 1,85 0,00 0,00 0,00 0,00 3,01

0,01 0,96 0,00 0,01 0,00 0,01 0,14 0,04 0,00 0,00 1,86 0,00 0,00 0,00 0,00 3,03

Tab. 10 :WDX mikroanalýza apatitu z Komárna (34/1; 40/1, převzato ze Zmeškalová 2008), analýzy přepočítány na sumu 13 aniontů. Analýza

34/1

40/1

P2O5 SiO2 UO2 ThO2 Ce2O3 Sm2O3 Gd2O3

40,32 1,51 0,34 0,01 0,04 0,03 0,01

37,46 2,26 0 0 0,05 0 0

FeOtot MnO MgO CaO BaO SrO Na2O Cl Celkem

6,49 0,23 0,14 47,16 0 0,13 0,32 0,02 96,75

6,84 0,23 0 46,24 0,19 0,19 0,59 0 94,04

P Si U

3,09 0,14 0,01

2,99 0,21 0

Fe2+ Mn Mg Ca Ba Sr

0,49 0,02 0,02 4,57 0 0

0,54 0,02 0 4,67 0,01 0,01

Celkem

8,34

8,45

7.3.3 „Struska“ ze Slavkova pod Hostýnem „Struska“ ze Slavkova pod Hostýnem je tvořena sklem, zrny reliktního křemene, „kovovými“ kapkami, spinelidy a mullitem. Objemově zcela dominantní složkou „strusky“ je sklo, které ve výbrusu zaujímá 94%. Póry zaujímají 3% výbrusu. Vždy je dokonale izotropní. V procházejícím světle je sklo bezbarvé, někdy nahnědlé, časté je střídání barevných odstínů. Reprezentativní WDX analýzy jsou uvedeny v tab. 4. Sklo má vysoký obsah SiO2 (50–58%) a

55

Al2O3 (kolem 22-26%). Obsah FeO je kolem 9 hm. %, obsahy MgO, CaO a K2O kolísají kolem 3 hm. %. Sklo uzavírá okrouhlé póry, které svým epizodickým, řetízkovitým uspořádáním zvýrazňuje proudovitý tok skloviny. Velikost bublin je velice variabilní (~ 1 mm až <1 μm). Bubliny s obdobným poloměrem se koncentrují do víceméně samostatných struktur (řádků, širších pásů) (Zmeškalová, Dolníček 2009). Další fází vyskytující se ve „strusce“ ze Slavkova pod Hostýnem jsou reliktní zrna křemene. Zrna křemene zaujímají 2% výbrusu. Jsou uzavřeny ve skle, vyskytují se jednotlivě nebo tvoří shluky. Převažují křemeny, které undulózně zhášejí. Zaoblená zrna převažují nad ostrohrannými. Největší zrno křemene má rozměry: délka 0,27 mm a šířka 0,19 mm (Zmeškalová 2008). Některá zrna jsou od okraje korodována taveninou a silně rozpukána. Další fází nalezenou ve skle jsou spinelidy. Byly nalezeny v podobě dvou izolovaných individuí o velikosti do 30 μm. Jedno zrno bylo oválné, druhé automorfní. Automorfní krystal vykazoval v odražených elektronech zonální stavbu (obr. 24b). Tmavší oválné jádro má podle provedených WDX analýz nižší obsahy Cr a Fe než světlejší mladší automorfní nárůst. V obou případech převažuje spinelová komponenta. Druhé oválné zrno, je rovněž zonální, chromem bohatší byl střed zrna, zatímco na okraji je větší podíl Mg a Al. V obou případech však značně převažuje chromitová komponenta (tab. 11). Mullit vytváří ve skle místy lištovitá individua s charakteristickým šikmým zhášením, nízkými indexy lomu a nízkým dvojlomem. Krystalky bývají automorfně až hypautomorfně omezené, dosahují délky až 120 μm a někdy jsou fluidálně uspořádané. Chemické složení bylo ověřeno mikrosondou (tab. 12), za zmínku stojí zejména zvýšený obsah železa (téměř 0,5 Fe3+ pfu). Místy se ve skle objevují drobounké (do 150 μm) opakní kapky „kovu“, které mají nehomogenní stavbu. Ve výbrusu zaujímají 1%. Převažující matrice je tvořena kovovým železem, které má v odraženém světle bílou barvu. Železo obsahuje malou příměs niklu (0,22–0,35hm.%) a zinku (0,09–0,42 hm. %). Obsahy Mn, V, Cr, a Si jsou pod mezí stanovitelnosti, fosfor nebyl analyzován. Uvnitř kapky jsou přítomny oválné inkluze a také na okrajích železné kapky byl zjištěn lem tvořený stejnou fází, která má v odraženém světle krémovou barvu. WDX analýza prokázala, že inkluze i lem tvoří stechiometrický monosulfid železa (FeS) s malou příměsí kobaltu (cca 0,05 hm. %) zejména mědi (1,1–3,2 hm. %) (tab. 7). Ve středu železné kapky byla zjištěna i tmavá, kostrovitě vyvinutá fáze (obr.24a), s vysokým obsahem železa a fosforu (vzhledem k nerovnému povrchu dané fáze nebylo možno provést kvantitativní analýzu, tab. 13).

56

Obr. 24: Fotografie v odražených elektronech ze „strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem (převzato ze Zmeškalové 2008): a) kapka železa (bílé) s lemem a inkluzemi tvořenými sulfidem železa (šedé) a kostrovitými inkluzemi neidentifikované Fe-P fáze (černé); b) automorfní, kompozičně zonální krystal spinelidu ve skle.

57

Tab. 11: WDX mikroanalýza spinelidů: Slavkov pod Hostýnem (oválný a automorfní spinelid - analýzy převzaty ze Zmeškalové et al. 2009), Dřevohostice lokalita č. 2 (magnetit), Dřevohostice nehomogenní struska z lokality č. 1 (hercynit). Empirické vzorce přepočítány na bázi 4 atomů kyslíku a 3 kationtů na vzorcovou jednotku. oválný spinelid střed P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 V2O3 FeOtot MnO MgO CaO NiO BaO ZnO CoO Na2O

okraj

střed

magnetit hercynit

okraj

hercynit hercynit hercynit střední světlý okraj tmavá zóna střed

0,00 0,37 0,66 22,54 0,05 0,02

0,02 0,37 0,78 48,29 0,24 0,32

0,03 0,20 0,44 45,79 0,47 0,27

0,01 0,26 0,65 31,90 0,09 0,21

0,03 0,93 0,66 42,58 0,14 0,28

66,02

47,91

49,93

63,02

51,19

6,65 0,09 0,11

2,26 0,05 0,03

2,45 0,02 0,04

1,35 0,01 0,08

2,52 0,24 0,06

0,07 0,09

0,00 0,04

0,05 0,02

0,00 0,07

0,00 0,05

0,06 0,11 18,18 50,27 0,07

0,09 0,14 22,63 44,39 0,19

0,12 0,15 58,27 7,73

3,67 0,16 51,99 10,02

23,54 0,30 7,53 0,03 0,12

23,67 0,30 8,12 0,05 0,09

0,02

0,05

14,73 0,13 17,80 0,02 0,05 0,01 0,02

16,97 0,13 15,06 0,23 0,10 0,01 0,00

0,00

0,06

99,03

98,40

96,67

100,29

99,70

97,65

98,67

0,10

0,01 0,02 0,86 0,00 0,00 1,09

0,01 0,02 1,68 0,01 0,01 0,25

0,01 0,01 1,61 0,01 0,01 0,34

0,01 0,02 1,21 0,00 0,01 0,74

0,03 0,02 1,52 0,00 0,01 0,38

0,93 0,00 0,10 0,00

0,91 0,00 0,11 0,00

0,95 0,00 0,06 0,00

0,92 0,00 0,11 0,01

3,00

3,01

3,00

3,00

Celkem 100,23 99,72 P Si Ti Al Cr V Fe3+

automorfní spinelid

0,69 1,29

1,81 0,16

0,01

0,85 1,12 0,01 0,02

1,65 0,21

Fe2+ Mn Mg Ca

0,63 0,01 0,36

0,61 0,01 0,39

0,30

0,38

0,70

0,60 0,01

0,69 0,01 0,32 0,00

Celkem

3,00

3,01

3,00

2,95

3,00

0,02

58

Obr. 31: Grafická prezentace chemismu spinelidů. Tab. 12: WDX mikroanalýza mullitu: Slavkov pod Hostýnem (24/1; 25/1 - analýzy převzaty ze Zmeškalové et al. 2009), Dřevohostice lokalita č. 2 (30/1;31/1). Vzorce přepočteny na 13 atomů kyslíku. Analýza

24/1

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 FeO tot MnO MgO CaO BaO K2O

25,73 0,58 63,18 0,93 7,52 0,02 0,33 0,08 0,05

Na2O

0,07

25/1

30/1

31/1

Vz.

25,34 0,64 63,27 0,92 7,44 0,00 0,31 0,13 0,07

0,06 27,47 0,37 62,93 0,16 7,32 0,02 0,39 0,08 0,00 0,05

0,02 28,47 0,56 63,74 0,15 6,27 0,00 0,31 0,06 0,02 0,02

P Si Ti Al Cr Fe3+ Mg Ca Ba K Na

0,07

0,02

Celkem

0,01 0,00 0,00

0,01 0,02 0,01

98,92

99,67

0,05

SO2 F Cl Celkem

98,49

98,17

59

24/1

25/1

30/1

31/1 0,00 2,10 0,03 5,54 0,01 0,43 0,03 0,01 0,00 0,00 0,00 8,14

1,91 0,03 5,52 0,05 0,47 0,04 0,01

1,89 0,04 5,55 0,05 0,46 0,03 0,01

0,01

0,01

0,00 2,05 0,02 5,54 0,01 0,51 0,04 0,01 0,00 0,01 0,01

8,04

8,04

8,20

Tab. 13: WDX mikroanalýza neznámé Fe-P fáze ze Slavkova pod Host. (41/1) Převzato ze Zmeškalové (2008).

Analýza

41/1

P2O5 SiO2 Al2O3 As2O5 TiO2 SO3 MnO MgO CaO FeO CuO ZnO BaO Na2O K2O SrO Cl F

13,96 3,73 1,01 0,11 0,04 1,06 0,05 0,06 1,83 62,5 0,53 0,27 0,13 0,51 0,55 0,01 1,12 1,21

Celkem

88,66

7.3.4„Struska“ z Jančí Struska je svým makroskopickým vzhledem a fázovým složením velmi podobná „strusce“ ze Slavkova pod Hostýnem. Dominantní složkou je sklo, které je dokonale opticky izotropní. V procházejícím světle je nahnědlé. Reprezentativní mikrosondové analýzy jsou uvedeny v tab. 4. Sklo má vysoký obsah SiO2 (56 hm. %) a Al2O3 (kolem hm. 22%). Obsah FeO je kolem 9 hm.%, obsahy MgO, CaO a K2O kolísají kolem 3%. Sklo uzavírá okrouhlé póry, které nejsou řetízkovitě ani epizodicky uspořádány a jejich uspořádání je chaotické. Velikost je velmi variabilní cca (~0,5 mm až <1 μm). Jedinou další nalezenou fází v tabletě z daného vzorku jsou drobounké opakní kapky „kovu“ (obr. 25). V odraženém světle mají bílou barvu.

60

Obr. 25: Fotografie v odraženém světle ze „strusky“ z Jančí: a) světlá kapka „kovu“ ve skle, měřítko v mm.

7.3.5 Struska z Dřevohostic – nehomogenní (lokalita č. 1) Struska z Dřevohostic je tvořena sklem, olivínem, wüstitem, zrny křemene a hercynitu. Sklo zaujímá 14 % plochy výbrusu, tvoří mezerní hmotu a uzavírá ostatní fáze. Sklo lze ve výbrusu opět pozorovat ve dvou formách: 1) devitrifikované sklo - v procházejícím světle hnědá barva, velmi špatná průhlednost a ve zkřížených nikolech velmi nízký dvojlom (obr. 26a); 2) nedevitrifikované sklo, které je dokonale izotropní (obr. 26c). Barva skla byla v procházejícím světle velmi variabilní, od bezbarvé přes šedou k odstínům světle hnědé. V určitých partiích byly pravděpodobně přítomné produkty devitrifikace skla (obr. 26b). WDX analýza skla nebyla zjištěna. Ve skle jsou přítomné okrouhlé póry, které zaujímají asi 12 % plochy výbrusu, jejich velikost je velice variabilní (~0,5 mm až <1 μm). Bubliny jsou ve skle situovány nahodile. Olivín vytváří nepravidelné krátce sloupcovité agregáty a má vyšší index lomu než sklo, má vysoký dvojlom, v procházejícím světle je bezbarvý. Zaujímá 38% plochy výbrusu. Ve zkřížených nikolech má obvykle zelené, modré a červené interferenční barvy (obr. 26d). V odraženém světle má tmavě šedou barvu. Ve studovaném vzorku se většinou vyskytují jako lištovité průřezy. Podle WDX v analyzovaném vzorku značně převládá fayalitová složka (91 mol. %) nad složkou forsteritovou (7,5 mol.%) a kalcio-olivínovou (1,5 mol.%). Jedná se tedy klasifikačně o fayalit (tab. 9).

61

Wüstit vytváří kostrovité dendritické útvary a jeho velikost značně kolísá. V odraženém světle vykazuje bílou barvu a v procházejícím světle je opakní. Zaujímá cca. 25% plochy výbrusu (obr. 26 c). Wüstit ve výbrusu vytváří shluky nebo je rozptýlený. Jsou zde patrné partie wüstitem velmi bohaté a naopak partie, kde se wüstit téměř nevyskytuje. To poukazuje na značnou nehomogenitu fázového složení v rámci jedné strusky. Reprezentativní mikrosondová analýza je uvedena v tab. 8. Jde o prakticky čistý FeO (97 hm%) s příměsí Al2O3 (1 hm. %) bez významnějších příměsí jiných prvků. Další fází vyskytující se v nehomogenní strusce z Dřevohostic jsou zrna křemene, které zaujímají 7% plochy výbrusu. Lze je ve výbrusu pozorovat ve dvou variantách: 1) uzavřené ve skle, kde se vyskytují jednotlivě nebo tvoří shluky; 2) uzavřené v křemenné hmotě, kde tvoří anizometrická zrna. Obecně převažují křemeny, které undulózně zhášejí a jdou ostrohranné. Větší část zrn je od okraje korodována taveninou a silně rozpukána. Největší zrno křemene má rozměry: délka 0,37 mm a šířka 0,29 mm. Spinelidy jsou další fází uzavřenou ve skle. Vyskytují se v podobě izolovaných individuí a tvoří převážně oválná zrna, tvoří cca 4% plochy výbrusu. V procházejícím světle jsou průhledné. V odraženém světle je patrná zonální stavba oválného krystalku (obr. 26e). Klasifikačně odpovídají hercynitu. WDX analýzou bylo zjištěno, že střední tmavá zóna hercynitu má vyšší obsah Al a Mg a nižší obsahy Ti, Fe3+ a Cr než světlá střední zóna hercynitu (tab. 11). Dalšími fázemi nalezenými ve strusce byl limonit, zapečený uhlík a akcesoricky se vyskytující bílé opakní inkluze kovu. Limonit ve strusce pravděpodobně vznikl druhotně při zvětrávání jiných fází. Limonit také vytváří povlaky na povrchu vzorku, na trhlinách a vyplňuje póry a dutiny. Uhlík byl prosycen limonitem a proto byl zbarven dohněda.

62

Obr. 26: Fázové složení strusky z Dřevohostic z lokality č. 1. (nehomogenní struska): a) devitrifikované sklo s olivíny a korodovanými zrny křemene (sp. hrana 0,5 mm, procházející světlo); b) pravděpodobné produkty devitrifikace skla (sp. hrana 0,5 mm, procházející světlo); c) opakní kostrovité útvary wüstitu ve skelné fázi, prostoupené limonitem (sp. hrana 0,3 mm, polarizované procházející světlo); d) fayalit s černým kostrovitým wüstitem uzavřeným v devitrifikovaném skle (sp. hrana 0,5 mm, ve zkřížených nikolech); e) kompozičně zonální hercynity uzavřené v okolním skle (sp. hrana 2,3 mm, v odraženém světle).

63

7.3.6 Struska z Dřevohostic – sklovitá (lokalita č. 1) Struska z Dřevohostic je tvořena sklem, wüstitem, olivínem, spinelidy, anortitem a produkty oxidace. Sklo ve výbrusu zaujímá 41%. Opět se vyskytuje ve dvou variantách, které tvoří mezerní hmotu a uzavírají ostatní fáze. Převážná část výbrusu je tvořena nedevitrifikovaným sklem, které má v procházejícím světle bílou barvu a je dokonale izotropní. Místy jsou patrné úseky tvořené devitrifikovaným sklem, které má v procházejícím světle hnědou barvu a je špatně průhledné. Sklo v sobě uzavírá okrouhlé póry, jejichž velikost je velmi variabilní (~0,6 mm až <1 μm). Reprezentativní mikrosondové analýzy jsou uvedeny v tab. 4. Sklo má vysoký obsah SiO2 (48 hm. %) a Al2O3 (kolem 15 hm. %).Obsah CaO je poměrně vysoký 15 hm. % a FeO je kolem 10 hm. %. Obsahy MgO, MnO kolísají kolem 3 hm. % a K2O kolem 1 hm. %. Sklo v sobě uzavírá také další fáze, které vytvářely lištovité krystalky. Tyto fáze byly patrné pouze v odraženém světle. WDX analýzou bylo zjištěno, že se jedná o živce. Reprezentativní mikrosondová analýza je uvedena v tab. 14 (obr. 27b). Wüstit zaujímá ve výbrusu 24,5 hm. % a vytváří kostrovité dendritické útvary, které vykazují v odraženém světle bílou barvu a v procházejícím světle jsou opakní (obr. 27a). Šířka útvarů se pohybuje od 0,01 mm do 0,13 mm a maximální délka je 0,36 mm. . Olivín vytváří poměrně pravidelné dlouhé sloupcovité agregáty a má vyšší index lomu než sklo, má vysoký dvojlom, v procházejícím světle je bezbarvý. Zaujímá 16% plochy výbrusu. Ve zkřížených nikolech má obvyklé zelené, modré a červené interferenční barvy jako u předchozího výbrusu. V odraženém světle má tmavě šedou barvu . Spinelidy jsou uzavřené ve skle a na rozdíl od předchozích spinelidů nejsou průhledné, ale opakní. Barva je ovlivněna chemismem spinelidu. Opakní spinelidy mají tvar oktaedrů a jsou opticky izotropní. Pravděpodobně se může jednat o magnetit. Zaujímají 11% výbrusu. Další fází je litina s jemným lupínkovitým grafitem, která zaujímala max. 7,5 % plochy výbrusu. Má základní feriticko-perlitickou strukturu. V elektronovém mikroskopu bylo zjištěno, že kovová fáze má nehomogenní stavbu. Jednotlivé zóny se liší obsahy jednotlivých prvků (obr.27d). Oblast 21 má nejvyšší množství Fe 99 hm. % a Si 0,44 hm. % a naopak nejnižší množství P 0,20 hm. % na rozdíl od ostatních oblastí. Oblast 22 má 93 hm. % Fe, nejnižší množství Si 0,03 hm.% a 0,74 hm.% P. Oblast 23 má nejnižší hodnoty Fe 91 hm%, Si 0,14 hm.% a nejvyšší hodnoty P 4 hm.%. Dále se v litině vyskytoval lupínkovitý grafit, který měl v odražených elektronech černou barvu, a sulfidická fáze (obr. 27c). Sulfidická fáze vytvářela drobné krystalky uvnitř litiny. Podle chemické analýzy je

64

sulfidickou fází pevný roztok alabandinu a pyrhotinu: fáze má vysoké obsahy Mn (33 hm. %), S (37 hm. %), a vysoký obsah Fe (27 hm. %). (tab. 7). Poslední fází byly v některých částech strusky patrné produkty oxidace.

Obr. 27: Fázové složení strusky z Dřevohostic z lokality č. 1. (sklovitá struska): a) základní hmota tvořená sklem v němž jsou přítomné černé kostrovité fáze tvořené wüstitem, produkty oxidace (oranžové) a černé opakní fáze – spinelidy (sp. hrana 0,15, procházející světlo); b) lištovité krystaly živce ve skelné fázi (sp. hrana 0,3 mm, v odraženém světle); c) litina s jemným lupínkovitým grafitem (černý) a krystalky FeMnS fáze (šedé) rovnoměrně rozloženými v matrici (sp. hrana 0,3 mm, v odraženém světle); d) kapka kovu s jemným lupínkovitým grafitem a krystalky tvořené FeMnS fází (černé); bod 21 – 0,2 hm .% P, bod 22 - 0,7 hm. % P, bod 23 – 4 hm. % P (v odražených elektronech).

65

Tab. 14: WDX mikroanalýza živce ze sklovité strusky z Dřevohostic z lokality č. 1. Analýzy přepočítány na 8 atomů kyslíku. Analýza 25/1

26/1

Vz.

25/1

26/1

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 FeO MnO MgO CaO BaO K2O Na2O

0,02 49,51 0,15 29,10 0,00 1,24 0,34 0,56 17,05 0,10 0,46 0,90

0,06 48,83 0,50 26,92 0,00 2,77 0,98 0,69 17,05 0,08 0,55 0,91

P Si Ti Al Cr Fe Mn Mg Ca Ba K Na

0,00 2,30 0,01 1,59 0,00 0,05 0,01 0,04 0,85 0,00 0,03 0,08

0,00 2,30 0,02 1,50 0,00 0,11 0,04 0,05 0,86 0,00 0,03 0,08

SO2

0,03

0,03

Celkem

4,96

4,99

F Cl

0,07 0,01

0,07 0,02

Celkem

99,55

99,44

7.3.7 „Struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 „Struska“ z Dřevohostic je tvořena sklem, zrny reliktního křemene, „kovovými“ kapkami, magnetitem a mullitem. Objemově zcela dominantní složkou „strusky“ je sklo, které ve výbrusu zaujímá 92 hm. %. Vždy je dokonale izotropní. V procházejícím světle je sklo tmavě zbarvené a dochází zde ke střídání odstínů od tmavě hnědé po černou. Reprezentativní WDX analýzy jsou uvedeny v tab. 4. Sklo má vysoký obsah SiO2 (54 hm. %) a Al2O3 (kolem 21 hm. %). Obsah FeO a CaO jsou kolem 8 hm. %. Sklo v sobě uzavírá okrouhlé póry. Bubliny mají chaotické uspořádání. Velikost bublin je velice variabilní (~1 mm až <1 μm). Další fází vyskytující se ve „strusce“ z Dřevohostic jsou reliktní zrna křemene. Zrna křemene zaujímají 3% výbrusu. Jsou uzavřeny v okolním skle, kde jsou přítomné převážně jednotlivě, pouze v jednom případě tvoří shluky. Převažují křemeny, které undulózně zhášejí a jsou zaoblená. Některá zrna byla od okraje korodována taveninou a rozpukána (obr. 28 b). Mullit vytváří ve skle jehličkovitá lištovitá individua s charakteristickým šikmým zhášením, nízkými indexy lomu a nízkým dvojlomem (obr. 28a) Zaujímá 4% výbrusu. Krystalky bývají automorfně až hypautomorfně omezené, dosahují délky až 0,5 mm.

66

Chemické složení bylo ověřeno mikrosondou (tab. 12), za zmínku stojí zejména zvýšený obsah železa (téměř 0,5 Fe3+ pfu). Místy se ve skle objevují drobounké opakní kapky „kovu“, které mají homogenní stavbu. Další fáze nalezené ve skle jsou spinelidy. Byly nalezeny v podobě rohlíčkovité fáze. Klasifikačně spadají do magnetitu. V odraženém světle vykazují velkou odraznost, v procházejícím světle jsou průhledné. Reprezentativní WDX analýza je uvedena v tab. 11 (obr. 28 c).

Obr. 28: Fázové složení strusky z Dřevohostic z lokality č. 2: a) základní hmota tvořená sklem v němž jsou přítomné jehličkovité krystalky mullitu (sp. hrana 0,5 mm, PPL); b) reliktní zrno křemene v okolním skle (sp. hrana 0,5 mm, XPL); c) rohlíčkovitá fáze tvořená magnetitem ve skle (sp. hrana 0,3 mm, v odraženém světle).

67

7.3.8 Struska z Rymic Struska z Rymic je tvořena sklem, olivínem, wüstitem. Objemově zcela dominantní složkou strusky z Rymic je sklo, které tvoří 22% plochy výbrusu. Ve výbrusu je zastoupeno jak v devitrifikované tak i nedevitrifikované podobě. Převážná část výbrusu je tvořena devitrifikovaným sklem, které má stejně jako v předcházejících výbrusech hnědou barvu a je velmi špatně průhledné.(obr. 29a). V menší míře je zde zastoupeno nedevitrifikované sklo, které je dokonale izotropní. Ve skle jsou přítomné okrouhlé a oválné póry, které zaujímají asi 8 % výbrusu. Jejich velikost je velice variabilní (~1 mm až <1,5 μm). Bubliny jsou ve skle rovnoměrně rozmístěny. Po okrajích pórů můžeme pozorovat produkty oxidace (obr. 29b). Sklo v sobě uzavírá další fáze – zejména olivín a wüstit. Olivíny lištovitého tvaru se ve výbruse vyskytují velmi hojně a zaujímají 29%. Nejčastěji jsou uspořádány vůči ostatním chaoticky, ale vykazují i stromkovité uspořádání. Velmi často jsou i korodované (obr. 29 a). Wüstit ve výbrusu z Rymic můžeme pozorovat ve dvou odlišných partiích. Zaujímá 41% plochy výbrusu. V první partii se wüstit vyskytuje ve formě shluků ve velkém množství a makroskopicky vykazuje výrazné černé zbarvení strusky (obr. 29c). V druhé partii je wüstit rozptýlen ve znatelně menším množství. Tato část vzorku je makroskopicky také výrazně světlejší. Obě partie vytváří výraznou hranici, která opticky rozděluje strusku na dvě přibližně stejné poloviny (obr. 29d). To poukazuje na značnou nehomogenitu fázového složení v rámci jednoho vzorku strusky. Obecně v obou partiích wüstit vytváří kostrovité dendritické útvary, které jsou v procházejícím světle opakní a v odraženém světle mají bílošedou barvu. Velikost je velmi variabilní. Šířka útvarů se pohybuje od 0,02 mm do 0,13 mm a maximální délka je 0,59 mm. Wüstit se vyskytuje jak uzavřený ve skle tak i v okolních olivínech.

68

Obr. 29: Fázové složení strusky z Rymic: a) lištovitý olivín ve skle s černým kostrovitým wüstitem (sp. hrana 0,5 mm, PPL); b) póry s oxidovanými okraji v okolním devitrifikovaném skle s wüstitem (sp. hrana 0,5 mm, PPL); c) první partie wüstitem bohatá (sp. hrana 0,5 mm, ve zkřížených nikolech); d) hranice přechodu obou partií (vlevo wüstitem chudá partie, vpravo wüstitem bohatá partie) (sp. hrana 0,3 mm, ve zkřížených nikolech).

7.3.9 Struska z Roštění Celkově je struska velmi nehomogenní. Objemově zde dominují dvě hlavní složky: olivín a sklo. Sklo je ve výbrusu zastoupeno převážně v nedevitrifikované podobě a je dokonale izotropní. V okrajových partiích je přítomné devitrifikované sklo, které má hnědou barvu a velmi špatnou průhlednost. Sklo tvoří 53 % plochy výbrusu. Ve skle jsou přítomné okrouhlé póry, které zaujímají asi 2 % plochy výbrusu, jejich velikost je velice variabilní (~3 mm až <1 μm). V odraženém světle můžeme na vnitřních okrajích pórů pozorovat vyloučené lemy tvořené pravděpodobně kovem. Lem vykazuje vysokou odraznost a homogenní stavbu (obr. 30f). Bubliny jsou ve skle situovány nahodile.

69

Olivíny zaujímají 20% plochy výbrusu a vyskytují se v několika zajímavých uspořádáních: 1) vytváří mladé nárůsty (obr. 30a); 2) vytváří nepravidelné krátce či dlouze sloupcovité agregáty, které jsou ve výbrusu orientované nahodile a jejich uspořádání je chaotické; 3) vytváří drobné jehličky, které jsou uzavřené v okolním skle (obr. 30b); 4) vytváří dlouhé lišty, které jsou ve vzorku většinou orientovaní jedním směrem nebo nahodile (obr. 30d). Olivíny jsou korodovány okolní taveninou nebo jsou rozpukány. Pravděpodobně se také jedná o fayality jako u předchozích strusek . Wüstit ve výbrusu z Roštění je rovnoměrně rozložený a je uzavřen v okolním skle a olivínech. Wüstit opět vytváří kostrovité dendritické útvary, které jsou v procházejícím světle opakní v odraženém světle mají bílou barvu (obr 30c). Velikost je velmi variabilní. Šířka útvarů se pohybuje od 0,01 mm do 0,10 mm a maximální délka je 0,39 mm. Wüstit zaujímá 15% plochy výbrusu. Další fází vyskytující se v nehomogenní strusce z Roštění jsou zrna křemene, které zaujímají cca 10% plochy výbrusu i s křemenné hmotě. Lze je ve výbrusu pozorovat ve dvou variantách: 1) samostatné uzavřené ve skle, kde se vyskytují jednotlivě nebo tvoří shluky; 2) uzavřené v křemenné hmotě, kde tvoří anizometrická zrna. Obecně převažují křemeny, které undulózně zhášejí. Zaoblená zrna převažují nad ostrohrannými. Větší část zrn je od okraje korodována taveninou a silně rozpukána. Dále se ve strusce ojediněle vyskytly zapečené křemenné valounky. Mají oválný tvar a jejich velikost do 1 cm. Jedná se zřejmě o materiál uvolněný z výrobního zařízení nebo o nežádoucí příměs v železné rudě. V odraženém světle byla také zjištěna další fáze – leucit. Jednalo se o tmavé partie, ve kterých se vyskytovaly odmíšeniny wüstitu (obr. 30e). Vysoké obsahy Al, Si a K byly potvrzeny na mikrosondě, kvantitativní analýza však nebyla provedena. Poslední zjištěnou fází jsou pyroxeny, které vytvářejí zaoblená zrna a vůči sklu mají zřetelně vystupující reliéf, v procházejícím světle jsou bezbarvé či slabě zelené, někdy slabě pleochroické.

70

Obr. 30: Fázové složení strusky z Roštění: a) mladý nárůst olivínu v okolním skle (sp. hrana 0,5 mm, se zkříženými nikoly); b) jehlicovité krystalky olivínu v okolním skle (sp. hrana 0,5 mm, se zkříženými nikoly); c) kostrovité dendritické útvary wüstitu (bílé) s olivínem (šedá) a sklem tmavě šedá (sp. hrana 0,3 mm, v odraženém světle); d) lištovité olivíny s přechodem do olivínů nepravidelných tvarů (šedé), drobounké opakní kapky kovu (bílé) a sklo (tmavě šedé) (sp. hrana 0,5 mm, v odraženém světle); d) leucit - tmavé partie s odmíšeninami wüstitu, olivíny, sklo a opakní kov (sp. hrana 0,13 mm, ve zkřížených nikolech); f) pór s vnitřním lemem tvořeným silně odraznou fází (kovem), odražené světlo.

71

7.5 Celkový chemismus Cílem chemické analýzy bylo podat detailní chemickou charakteristiku studovaných vzorků strusek z daných lokalit (tab. 15 a 16). Tab. 15: Celkový chemismus strusek: 1a,b) strusky z Rajnochovic; 2a,b) strusky z Komárna; 3) struska ze Slavkova pod Hostýnem; 4) pelosiderit ze Slavkova pod Hostýnem (analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); 5) struska z Rymic; 6) struska z Roštění; 7) nehomogenní struska z Dřevohostic (lokalita č. 1); 8) sklovitá struska z Dřevohostic (lokalita č. 1); 9) sklovitá struska z Dřevohostic z lokality č. 2. Vzorek

1a

1b

2a

2b

3

4

5

6

7

8

9

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3

0,03 56,67 0,44 9,74 0,00

0,06 40,77 2,95 11,43 0,02

1,02 7,21 0,03 0,44 0,02

1,36 20,13 0,08 2,40 0,03

0,23 57,31 0,96 23,59 0,02

0,12 14,02 0,19 4,03 0,00

0,59 25,86 0,29 4,19 0,01

0,58 36,76 0,76 8,04 0,01

0,38 18,25 0,28 7,61 0,01

0,26 51,94 1,68 17,02 0,05

0,68 47,08 0,92 22,05 0,02

Fe2O3tot MnO MgO CaO Na2O K2O LOI TOT/C TOT/S

1,41 2,92 6,83 19,13 0,44 2,21 0,10 0,17 0,20

1,35 86,78 66,93 1,12 0,75 1,51 10,20 0,24 0,62 28,75 2,39 4,85 0,33 0,03 0,23 2,01 0,28 1,58 8,80 0,04 0,06

8,92 0,12 2,57 2,90 0,76 3,06 -0,50 0,10 <0,01

37,72 2,69 4,15 4,96 0,10 0,52 27,30 7,98 0,01

63,06 0,30 0,83 4,81 0,25 1,36 -1,80 0,20 0,03

39,61 1,64 1,70 9,84 0,33 1,50 -1,10 0,15 0,08

68,02 0,10 0,87 2,73 0,20 1,29 -0,10 0,46 0,18

11,40 3,17 1,61 11,96 0,31 1,21 -1,10 0,18 0,04

8,89 0,31 2,00 5,69 0,46 2,50

Celkem

100,09

98,98 90,49 99,72 100,04 103,79 99,98

99,90 100,28 99,73

90,59

LOI – ztráta žíháním, TOT/C – celkový uhlík, TOT/S – celková síra, TOT/S a TOT/C jsou zahrnuty v sumě v rámci LOI

Strusky z Rajnochovic mají dominantní obsah oxidu křemičitého a zvýšený obsah oxidu vápenatého a hlinitého. Dále se vyznačuje nízkým obsahem oxidů železa a nízkým obsahem oxidu fosforečného. Jedná se o kyselou strusku s nízkým obsahem síry. Dále je nutno zmínit vysoký obsah oxidu vápenatého a hořečnatého, součet obou oxidů tvoří až 40 hm. % (tab.15 ). Struska z Komárna se vyznačuje dominantním obsahem oxidů železa a nízkým obsahem oxidu křemičitého. Zvýšený obsah oxidu fosforečného nasvědčuje tomu, že se jedná o strusky, která vznikly oxidačním pochodem. Při tomto pochodu přešla většina fosforu ze surového železa do strusky. Jedná se také o kyselé strusky (tab. 15).

72

Celkové chemické složení „strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem se prakticky neliší od WDX analýz skelné fáze, vzhledem k tomu, že daný vzorek je tvořen prakticky jen skelnou fází. Vyznačuje se tedy dominantním obsahem oxidu křemičitého a hlinitého. Za zmínku také stojí velmi nízký obsah síry. Jedná se o kyselou strusku. Pelosiderit ze Slavkova pod Hostýnem má vysoký obsah oxidů železa 38 hm. % a také poměrně vysoký obsah oxidu křemičitého 14 hm. %. Dále se vyznačuje zvýšenou hodnotou oxidů železa. Struska z Rymic je kyselá a vyznačuje se vysokým obsahem oxidů železa (63 hm. %) a také poměrně vysokým obsahem oxidu křemičitého (26 hm. %). Dále obsahuje zvýšený obsah oxidu hlinitého a vápenatého. Za zmínku také stojí zvýšený obsah oxidu draselného. Struska z Roštění má dominantní obsah oxidů železa (40 hm. %) a oxidu křemičitého (37 hm. %). Také má poměrně vysoké hodnoty oxidu vápenatého (10 hm. %), oxidu hlinitého (8 hm. %) a oxidu draselného (1,5 hm. %). Jedná se o kyselou strusku. Nehomogenní struska z Dřevohostic má dominantní obsah oxidů železa (68 hm. %) a oxidu křemičitého (18 hm. %). Dále je nutno zmínit zvýšený obsah oxidu hlinitého (8 hm. %) a vápenatého (3 hm. %). Nezanedbatelný je také zvýšený obsah oxidu draselného (1,5 hm. %). Jedná se o kyselou strusku. Sklovitá struska z Dřevohostic z lokality č. 1 se vyznačuje dominantním obsahem oxidu křemičitého (52 hm. %) a hlinitého (17 hm. %). Překvapivě nízké jsou pak hodnoty oxidů železa (pouze 12 hm. %). Jedná se o kyselou strusku. Sklovitá struska z Dřevohostic z lokality č. 2 se vyznačuje dominantním obsahem oxidu křemičitého (47 hm.%) a hlinitého (22 hm. %). Naopak se vyznačuje velmi nízkými hodnotami oxidů železa (pouze 9 hm.%). Svým chemismem je velmi podobná sklovité strusce z lokality č. 1. Jedná se o kyselou strusku. Všechny analyzované strusky mají velmi nízký obsah síry. To poukazuje na použití dřevěného uhlí jako paliva s minimálním obsahem síry.

73

Tab. 16: Obsahy stopových prvků (1a – struska z Rajnochovic; 2a - struska z Komárna; 3 struska ze Slavkova pod Hostýnem; 4 - pelosiderit ze Slavkova pod Hostýnem (analýzy převzaty ze Zmeškalové 2008); 5 – struska z Rymic; 6 – struska z Roštění; 7 – nehomogenní struska z Dřevohostic (lokalita č. 1); 8 - sklovitá struska z Dřevohostic (lokalita č. 1). Všechny hodnoty jsou v ppm, kromě Au, které je v ppb. Označení vzorků je shodné s tabulkou č.15.

prvek

1a

2a

3

4

5

6

7

8

Mo Cu Pb Zn Ni As Cd Sb Bi Ag Au Hg Tl Se Co Ba Sr Ta Th U V W Zr Sc

0,2 3 6,3 7 1,6 <0,5 <0,1 0,1 <0,1 <0,1 <0,5 <0,01 <0,1 <0,5 0,9 1330 323 0,4 8,2 2,8 19 <0,5 134

0,5 14,9 2,4 2 0,5 <0,5 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,5 <0,01 <0,1 0,5 1 198 64,5 0,4 0,5 0,1 163 4,6 17,9

1 10,1 6,6 8 10 0,8 <0,1 0,3 <0,1 <0,1 <0,5 <0,01 <0,1 <0,5 24,1 721,6 395,7 1,6 24,2 14,5 165 6,8 195,4

0,5 24,5 10 47 18,4 <0,5 <0,1 0,1 0,1 <0,1 0,5 0 0,1 0,6 4,6 116,4 61 0,3 4 1,6 32 0,8 50,3

6,9 103 1 4 42 12,4 <0,1 0,2 <0,1 <0,1 4,4 <0,01 <0,1 <0,5 12 395 99,5 0,4 3,8 1,6 118 1,6 113,6 5

11,5 58,3 1,3 5 34,8 10,9 <0,1 0,8 <0,1 <0,1 10,2 <0,01 <0,1 <0,5 10,2 815 419,8 1 8,3 7,5 215 1,7 147,6 10

3,9 59,2 93,4 24 77 30,6 0,5 0,5 0,2 0,2 4,8 <0,01 0,2 <0,5 25,6 901 691,8 0,5 9,2 10,5 113 9,5 88,5 9

0,6 19 5,3 6 <20 35,2 <0,1 4,4 0,1 <0,1 7,3 <0,01 <0,1 <0,5 5,3 1262 978,5 2,6 15,6 18,7 835 2,9 222,7 19

74

prvek

1a

2a

3

4

5

6

7

8

Be Cs Ga Hf Nb Rb Sn Y La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ∑ REE Ce/Ce* Eu/Eu*

3 2,2 1 3,9 2,5 45,9 1 46,6 30 71,5 7,49 29,9 6,6 2,09 9,09 1,43 6,91 1,29 3,63 0,49 3,07 0,5 173,99 1,14 0,82

<1 0,1 10,3 0,4 12 1,5 <1 1 1,8 2,9 0,34 1 0,3 0,07 0,5 0,03 0,21 0,04 0,1 0,02 0,1 0,01 7,42 0,89 0,55

9 26,2 16,9 5,1 18,7 143,4 3 54,5 55,9 120,8 14,68 53,6 10,5 2,43 10,36 1,69 8,93 1,71 4,99 0,76 4,81 0,74 291,9 1,01 0,71

2 1,8 5,5 1,1 3,8 28 2 15,2 12,4 27,7 2,97 12,4 2,3 0,62 2,7 0,43 2,29 0,43 1,16 0,19 1,07 0,17 66,83 1,09 0,76

2 3,6 8,7 3,3 5,5 27 1 17,5 13,8 28,7 3,42 13,4 2,81 0,62 2,74 0,49 2,87 0,57 1,75 0,24 1,58 0,25 73,24 0,99 1,11

4 3,6 8,1 3,8 11,1 42,5 13 28,3 23,6 50,9 6 23,7 5,1 1,14 4,92 0,82 4,62 0,94 2,66 0,38 2,51 0,37 127,66 1,01 0,74

7 7,8 7,1 2,4 7,6 47,4 6 30 26,4 58 7,19 30 6,2 1,43 5,58 0,91 5,01 0,99 2,84 0,44 2,6 0,39 147,98 1,00 0, 69

8 7,7 11,8 5,6 31,9 54,2 3 49,9 41,9 85,9 10,66 43,1 9,38 2,18 8,53 1,5 8,35 1,64 4,79 0,75 4,35 0,66 223,69 1,03 0,68

Obsahy většiny stopových prvků (tab. 16) jsou ve všech vzorcích strusek v zásadě velmi podobné. Zajímavý je zvýšený obsah Ba u strusky z Rajnochovic (1330 ppm) a sklovité strusky z Dřevohostic (1262 ppm). Zvýšený obsah Sr (980 ppm) je u sklovité strusky z Dřevohostic. Prvky vzácných zemin (REE) byly normalizovány na C1 chondrit, s použitím hodnot stanovených Andersem a Grevessem (1989). Hodnoty Ce a Eu anomálie jsou uvedeny v tab. 17. Diagram chondritem normalizovaných obsahů REE byl vytvořen pro všechny lokality výskytu strusek a pelosideritu (obr. 31). Z diagramu je patrné, že strusky, které mají vysoký obsah oxidu křemičitého, mají vysoké hodnoty prvků vzácných zemin. Naopak strusky, u

75

kterých je vysoký obsah oxidů železa, mají malý obsah prvků vzácných zemin a jejich křivka má klesající tendence. Normalizované distribuce prvků vzácných zemin jsou velmi podobné u všech vzorků. Vykazují nabohacení na lehké vzácné zeminy a mírnou negativní Eu anomálii.

struska - Rajnochovice

1000,0

"struska" - Slavkov pod Hostýnem

100,0

struska - Komárno pelosiderit - Slavkov pod Hostýnem

10,0

nehomogenní struska Dřevohostice sklovitá struska Dřevohostice

1,0

struska - Rymice

0,1

struska - Roštění

La

Ce

Pr

Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho

Obr 31: Diagram REE.

76

Er Tm Yb

Lu

7.6 Metalografie železa Metalografická analýza byla provedena u leštěných výbrusů a nábrusů, které obsahovaly ryzí kov. Následně byly hodnoceny podle publikovaných etalonů (Podrábský, Pospíšilová 2006). Hodnocením metalografické struktury litin se zabývá norma ČSN 42 0461 nebo ČSN EN 1560. Popis vměstků vycházel z Hoška (2003), který se zaměřuje na charakteristiku tvaru a velikosti.

7.6.1 Grafitická litina z Dřevohostic – sklovitá struska (lokalita č. 1) Metalografický popis: Jednalo se o nábrus s dvěma kapkami kovu uloženými v okolní sklovité matrici. Kapky jsou tvořeny litinou s lupínkovitým grafitem. Velikost grafitu je 60– 120 µm. Grafit je rovnoměrně rozložený. Matrice je perliticko–feritická, kde perlit je lamelární a je tvořen střídajícími se lamelami feritu a cementitu. Perlit tvoří 80–90% a ferit 10 –20% plochy výbrusu. Ve feritické struktuře se vyskytuje síť fosfidických jehliček, které vykazují rovnoměrné uspořádání. Z hlediska vměstkovitosti je materiál čistý (obr. 32). Grafitická litina z Dřevohostic obsahuje velké množství P (až 3,5 hm. %). Při větším obsahu fosforu (jako je tomu v této šedé litině), se objevuje fosfid železa (Fe3P). Fosfor obvykle tvoří buď binární eutektikum Fe-Fe3P s teplotou tání 1050 °C, nebo při větším obsahu uhlíku ternární eutektikum Fe-Fe3P-Fe3C s teplotou tání 965 °C (steadit) (Podrábský, Pospíšilová 2006). V důsledku sklonu k odměšování nebývá rozložení fosforu ve vzorcích rovnoměrné. Nejvyšší koncentrace fosforu jsou v oblastech, které tuhnou jako poslední. Vzhledem k velmi nízkému koeficientu difúze fosforu zůstávají místní rozdíly v obsahu fosforu většinou zachovány i po normalizačním nebo homogenizačním žíhání. Rozložení

fosforu

uvnitř

kapky

litiny

z

Dřevohostic

není

rovnoměrné.

Vysokofosforové oblasti litiny z Dřevohostic (3,5 hm. %) mají strukturu feritickou s obtížně zřetelnými hranicemi. Nezřetelnost hranic může být způsobena nízkým obsahem C. Vysokofosforová pásma jsou od okolní feriticko–perlitické struktury zřetelně odděleny. Fosfor se dostal do litiny pravděpodobně z místní železné rudy. V žádném případě se nemůže jednat o ocel, protože hodnoty u oceli dosahují max. 0,1 hm. % P (Ustohal 2000, Hošek 2003).

77

Obr. 32: Lupínkovitá litina ze sklovité strusky z Dřevohostic v odraženém světle: a) lamelární perlit s feritem a grafitem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm); b) lamelární perlit s lupínkovitým grafitem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm); c) základní matrice tvořená převažujícím lamelárním perlitem nad feritem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,7 mm; d) síť fosfidického eutektika ve feritické matrici, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,25 mm).

7.6.2 Podeutektoidní ocel z Dřevohostic – nehomogenní struska Ve výbrusu strusky z Dřevohostic byla naleptána jedna drobná částice oceli. Ocel se vyznačuje přítomností velkého množství vměstků nepravidelného tvaru, v menší míře pak malých až středně protáhlých vměstků s wüstitem. Struktura je převážně feritická, vzniklá z původního austenitu s velikostí zrn mezi stupněm 3 až 5 (podle ČSN) (obr. 33a). V některých místech je možné pozorovat cementit vyloučený po hranicích některých zrn (obr. 33b). Podle nalezených struktur by měla ocel pravděpodobně obsahovat okolo 0,01% C (Hošek 2003, Merta, Stránský 2004, Pacal, Doležal 2006).

78

Obr. 33: Podeutektoidní ocel nehomogenní strusky z Dřevohostic: a) feritická struktura, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm); b) feritická struktura s vyloučeným cemetitem po hranicích zrn, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,25 mm).

7.6.3 Litina z Rajnochovic U strusky z Rajnochovic byly hodnoceny dva výbrusy: 1) Litina s nedokonale zrnitým grafitem o velikosti 60–120 µm, grafit se vyskytuje ve výbrusu rovnoměrně rozložený. Matrici tvoří zhruba ze 70% zrnitý perlit (ferit s globulárním cementitem); z 20% ferit a z 10% transformovaný ledeburit (obr. 30 a, b, c). 2) Litina s lupínkovitým grafitem o velikosti 60–120 µm, grafit je ve výbrusu rovnoměrně rozložený. Matrici tvoří zhruba ze 70% lamelární perlit, z 20% ferit a z 10 transformovaný ledeburit (obr. 34 d, e, f). Jedná se o přechodovu litinu (eutektická reakce proběhla zčásti dle stabilní a z části dle metastabilní reakce). Ledeburit je eutektikem v metastabilní soustavě Fe-Fe3C. Je tvořen

79

austenitem a ledeburitickým cementitem. Při eutektoidní teplotě se austenit transformuje na perlit a vzniká tzv. transformovaný ledeburit (Podrábský, Pospíšilová 2006). Litina z Rajnochovic obsahuje ve své struktuře zvýšené obsahy manganu, fosforu a křemíku. Hodnoty těchto prvků jsou však v rozmezí hodnot srovnatelnými s litinami.

Obr. 34: Litina ze strusky z Rajnochovic: 1) litina s nedokonale zrnitým grafitem (a, b, c); 2) litina s lupínkovitým grafitem (c, d, e). a) nedokonale zrnitý grafit, neleptáno, (sp, hrana 0,5 mm), b) perlit s feritem a transformovaným ledeburitem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm) c) perlit s feritem v základní matrici spolu s jehličkami neidentifikované fáze, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,6 mm), d) lupínkovitý grafit, neleptáno, (sp. hrana 0,5 mm), e) lamelární perlit s feritem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,4 mm) f) ferit s transformovaným ledeburitem a lamelárním perlitem, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,25 mm).

80

7.6.4 Podeutektoidní ocel z Komárna Nábrus č. 1: Ocel z Komárna je velmi málo prostoupena vměstky. Kumulují se převážně na okrajích. Jsou převážně globulárního tvaru, méně pak nitkovité a středně velké. Téměř vždy je zde patrná zřetelná vnitřní stavba. V kovu bylo zjištěno pět strukturních oblastí. V oblasti I je feritická struktura, místy s nezřetelnými hranicemi zrn (obr. 35a).

Obr. 35: Podeutektoidní ocel z Komárna: a) oblast I, feritická struktura, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm), b) velká feritická zrna s vyloučenými percipitáty, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,3 mm), c) oblast IV pozvolna přechází do struktury feriticko–perlitické s hrubšími zrny feritu, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm), d) oblast V je zde patrná struktura perliticko– feritická s hrubými zrny perlitu s feritickým síťovým a jehlicovitým feritem zasahujícím do těchto zrn, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,4 mm, e) Widmannstättenova struktura, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,35 mm) f) oblast II má feritickou strukturu s ostrůvky perlitu, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,25 mm). 81

Struktura feritická má rozdílné velikosti zrn od 3 do 6 (podle ČSN). Uvnitř velkých feritických zrn je velké množství malých krystalků tzv. precipitátů (obr. 35b). V oblasti II je feritická struktura s ostrůvky perlitu (obr. 35f). V oblasti III je feriticko-perlitická struktura s feritickým síťovím někdy pojeným jehlicovitým feritem. Oblast IV pozvolna přechází do struktury feriticko–perlitické s hrubšími zrny feritu (obr. 35c). V oblasti V je patrná struktura perliticko–feritická s hrubými zrny perlitu s feritickým síťovým a jehlicovitým feritem zasahujícím do těchto zrn (obr. 35d). V některých partiích nabývají až charakteru Widmannstättenovy struktury (obr. 35e) (Hošek 2003). Nábrus č. 2: Ocel z Komárna je velmi prostoupena vměstky, jejichž kumulace se projevuje v jednotlivých oblastech nábrusu různě. Na spodní straně nábrusu se nachází oblast s velmi vysokou hustotou vměstků nepravidelných tvarů. Jedná se o hustý výskyt strusky se zřetelnou dendritickou stavbou. Většinou jsou protáhlé a orientované v jednom směru. Tento pás vměstků se táhne po okrajích nábrusu až k hornímu okraji. Středem nábrusu prochází další pás vměstků, které mají převážně globulární tvar. Jejich velikost značně kolísá. Převažuje však střední velikost. Vměstky zasahují do okolní feritické struktury. V kovu byly vyčleněny dva typy struktur. Oblast I je tvořena feritickou strukturou. V oblasti II se vyskytuje také feritická struktura, zrna jsou hrubší a uvnitř jsou místy vyloučené precipitáty.

82

Obr. 36: Podeutektoidní ocel z Komárna: a) oblast I, feritická struktura, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,5 mm), b) oblast I, feritická zrna obklopena vměstky, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,4 mm), c) oblast II, hrubší zrna feritu s vyloučenými precipitátů, (sp. hrana 0,25 mm), d) detail precipitátů ve feritickém zrnu, leptáno nitalem, (sp. hrana 0,25 mm).

83

8. Diskuze Už při prvním pohledu na jednotlivé strusková hmoty je patrné, že se od sebe navzájem liší a vznikaly tedy různým způsobem. 1) Chemické složení strusky z Rajnochovic je srovnatelné s hodnotami redukčních strusek pocházejících z dřevouhelných pecí (tab. 17) z Českomoravské vrchoviny (Stránský, Šenberger, Buchal 2000, Stránský et al. 2003). Fázové složení strusky z Rajnochovic je tvořeno devitrifikovaným a nedevitrifikovaným sklem, pyroxeny, litinou s jemným lupínkovitým grafitem a alabandinem. Při redukci železa v peci docházelo k redistribuci jednotlivých prvků tvořících původní vsázku pece (ruda + struskotvorná přísada + palivo) mezi vznikající kovovou fázi a strusku. Zatímco železo a částečně i fosfor přecházejí do kovové fáze, ostatní prvky (Si, Al, Ti, Mn, Ca, Mg, S) se koncentrují ve strusce (Pleiner 1958). Reprezentativní analýza pelosideritu (železné rudy) ze Slavkova pod Hostýnem je uvedena v tab. 15. Na základě porovnání obsahů Al, Ca, Mg, Ti a alkálií v rajnochovické strusce a místní rudě (pelosideritu) lze konstatovat značnou podobnost. Primárním zdrojem rudy pro místní železářskou výrobu tedy pravděpodobně mohl být místní pelosiderit. Jako palivo se používalo dřevěné uhlí - nasvědčuje tomu nízký obsah síry (0,2 hm. %). Zajímavý je také relativně vysoký obsah Ba, jehož zdroj lze s největší pravděpodobností hledat v místní rudě (pelosideritu). Obsah Ba je u čerstvého nezvětralého pelosideritu kolem 100 ppm, zatímco u zvětralé rudy může obsah Ba dosahovat až 3800 ppm (Zmeškalová 2008, Kropáč 2005). Nízký obsah oxidu fosforečného (0,03 hm. %) vypovídá o tom, že jde o strusku redukční povahy, vzniklé při nepřímé výrobě železa (Stránský et al. 2003). Vysoký obsah oxidu vápenatého může být způsoben tím, že se vápenec používal jako struskotvorná přísada. V širším okolí existují drobná ložiska (např. Hostýn; Kolbinger 2006), odkud mohl být vápenec získáván a dovážen. Z fyzikálních vlastností nízká hustota i magnetická susceptibilita strusky odpovídá chemickému složení strusky (málo Fe). Metalografie i chemické složení kovové fáze je v souladu s představou nepřímé výroby. Z dostupných údajů můžeme tedy usoudit, že se v Rajnochovicích jedná o železářské strusky, které pocházejí z nepřímé výroby železa z místní železné rudy v dřevouhelných pecích. 2) Chemické složení strusky z Komárna je srovnatelné s hodnotami strusek pocházejících z kujnících výhní (Stránský et al. 2003) (tab. 17). Fázové složení strusky z Komárna je tvořeno sklem, olivínem, wüstitem, apatitem a částicemi kovu. Fázové složení odpovídá železářským struskám (srov. Gregerová 1996). Strusky z Komárna tedy pocházejí z největší pravděpodobností z kujnící výhně, která pracovala oxidačním procesem. Palivem 84

vzhledem k množství síry bylo pravděpodobně dřevěné uhlí. Koncentrace fosforu ve struskách z kujnících výhní je statisticky významně vyšší než průměrná koncentrace fosforu ve struskách z redukčních pecí pro přímou výrobu železa (Souchopová 1995). Zvýšený obsah fosforu se odrazil i v minerálním složení strusky, v níž je hlavním nositelem tohoto prvku železem bohatý apatit. Vstup železa do struktury apatitu mohl být zapříčiněn nedostatečným množstvím vápníku v tavenině. Strusky z kujnících výhní mají řádově vyšší koncentraci oxidů železa než strusky z dřevouhelných železářských pecí. Strusky z Komárna se také vyznačují poměrně vysokou hustotu ve srovnání s ostatními struskami a vysokou magnetickou susceptibilitou, která je srovnatelná s jinými oxidačními struskami. Metalografická charakteristika železa je v souladu s předchozími výsledky. Předpokládám, že u Komárna se jednalo o hamry se zabudovanými kujnícími výhněmi (Zmeškalová et al. 2010), které zkujňovaly surové železo vyrobené nepřímou metodou. 3) Chemické složení „strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem neodpovídá složení strusek pocházejících z oxidačních ani redukčních pochodů. Vzorky ze Slavkova mají velmi nízký obsah oxidů železa a naopak velmi vysoký obsah oxidu hlinitého. Pokud by „strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem pocházely z místní železné rudy (pelosideritu), musely by obsahy oxidů (Si, Al, Ti, Mn, Ca, Mg, S), nabývat přibližně srovnatelných hodnot. Silikátová analýza však ukázala, (tab. 16) že tomu tak není, proto musely „strusky“ vzniknout jiným způsobem. Rovněž fázové složení „strusek“ (sklo, křemen, Al–Cr–Mg–Fe spinelid, mullit, železo, sulfid železa) neodpovídá železářským struskám vznikajících v železářských pecích jak při přímé tak i nepřímé výrobě železa z rud (srov. Gregerová 1996). Zatímco křemen a starší jádra spinelidů lze považovat za relikty původních minerálů, které se dochovaly díky nedostatečnému protavení, mullit a mladší nárůsty na spinelidech jsou zjevně novotvořené fáze, vznikající krystalizací z taveniny. „Strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem pravděpodobně nejsou železářskými struskami. Chemické složení „strusky“ je však dobře srovnatelné s chemismem místního červeného jílu (tab. 17). Nabízí se tedy interpretace geneze slavkovských „strusek“ jako přetaveného místního jílu. Červená barva jílů, vznikajících zvětráváním jílovců podmenilitového souvrství, evokuje představu o určitém (vyšším) obsahu železa – starší hutníci se proto mohli pokusit vyrobit železo i z tohoto jílu v domnění, že se jedná rovněž o železnou rudu. Že to byl pokus neúspěšný, přesvědčivě ukazují obsahy železa v jílu i ve „strusce“ (Zmeškalová, Dolníček 2009). 4) „Struska“ z Jančí je svým makroskopickým vzhledem a fázovým složením velmi podobná „strusce“ ze Slavkova pod Hostýnem. Vzhledem k tomu, že daný vzorek je tvořen prakticky jen skelnou fází, chemismus celkového vzorku se prakticky neliší od 85

mikrosondových analýz skelné fáze. Svým fázovým složením je velmi chudá, vedle skla je tvořena jen drobnými opakními kapkami kovu. Z fyzikálních vlastností vykazuje „struska“ vyšší obsahy radioaktovních prvků na rozdíl od železářských strusek, naopak má nízké hodnoty magnetické susceptibility a hustoty. Složení skelné fáze je srovnatelné se „struskou“ ze Slavkova pod Hostýnem a s místním červeným jílem (tab. 17). „Strusky“ z Jančí tedy nejsou železářskými struskami, ale mohou být rovněž produktem přetavení místního jílu. Tab. 17: Srovnání chemismu jednotlivých struskových hmot. R – Rajnochovice; DP – z dřevouhelných pecí (převzato ze Stránského et al. 2000); KV – z kujnících výhní (Stránský et al. 2003); K - Komárno; S – Slavkov pod Hostýnem; J – Na Jančích.

R

DP

KV

K

S

červený jíl

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3

0,03 56,67 0,44 9,74 0,00

0,00 63,90 0,33 7,95 0,12

2,50 25,90 0,16 3,86 0,10

1,02 7,21 0,03 0,44 0,02

0,23 57,31 0,96 23,59 0,02

0,07 56,96 0,81 17,74 0,02

0,20 56,30 0,80 21,50 0,00

Fe2O3tot MnO MgO CaO Na2O K2O

1,41 2,92 6,83 19,13 0,44 2,21

3,46 0,86 7,18 12,34 0,00 3,75

59,08 1,15 0,45 4,47 2,01 0,50

86,78 0,75 0,24 2,39 0,03 0,28

8,92 0,12 2,57 2,90 0,76 3,06

8,02 0,06 1,71 0,38 0,57 3,60

7,80 0,20 2,50 3,00 0,60 3,10

J

5) Chemické složení nehomogenní strusky z Dřevohostic z lokality č. 1 je srovnatelné s chemismem strusek vzniklých při kovářském zpracování železa (tab. 18, Malý, Zapletalová 2006). Fázové složení nehomogenní strusky z Dřevohostic z lokality č. 1 je tvořeno sklem, olivínem, wüstitem, zrny křemene, hercynity a zapečenými uhlíky. Zastoupení jednotlivých fází je srovnatelné s kovářskými struskami (Malý, Zapletalová 2006). Magnetická susceptibilita je u naprosté většiny vzorků zvýšená. Zároveň je ale typické, že hodnota magnetické susceptibility značně kolísá jak v rámci jednoho vzorku, tak i v rámci souboru strusek z jednoho kontextu (srov. Malý, Zapletalová 2006). Vysoké obsahy Fe ve struskách a jejich magnetické vlastnosti potvrzují, že se jedná o produkty metalurgických procesů. Odrazem přítomnosti vyššího množství železa ve strusce je také její vyšší hustota. Z metalografického hlediska vykazuje kovová fáze ve strusce poměrně velkou vměstkovitost

86

s typickými strukturami pro kovářské strusky. S největší pravděpodobností se tedy jedná o strusky vzniklé při kovářském zpracování železa. 6) Sklovitá struska z Dřevohostic z lokality č. 1 byla nalezena spolu s nehomogenní struskou a sklovitou struskou s přepáleným jílem. Vyznačuje se dominantním obsahem oxidu křemičitého (52 hm. %) a vysokým obsahem oxidu hlinitého (17 hm. %) a dále pak nízkým obsahem oxidů železa (okolo 11 hm. %). Chemismus sklovité strusky neodpovídá oxidačním ani redukčním struskám. O oxidační strusku nemůže jít vzhledem k malému množství oxidů železa a přítomnosti kapek litiny. Od redukčních strusek se liší vyšším množstvím oxidů železa. Sklovité strusky nereagují na permanentní magnet a hodnoty magnetické suceptibility jsou na rozdíl od kovářských strusek nižší. Fázové složení sklovité strusky z Dřevohostic však poukazuje na její železářský původ: je tvořena sklem, wüstitem, olivínem, spinelidy a produkty oxidace. Wüstit je ve vzorku zastoupen 26 hm.%. Pravděpodobně se také nejedná o strusky ze současné průmyslové produkce, protože fázové složení by bylo odlišné (hlavní složky melilit, pyroxeny). Kapky litiny přítomné ve strusce vylučují její původ v kovářském zpracování železa. Litina obsahovala velké množství P, díky níž je velmi křehká a tudíž dále neupotřebitelná. Chybí zde atributy typické pro kovářské zpracování. Sklovitá struska z Dřevohostic je svým chemismem na pomezí mezi struskou redukční a přepáleným jílem. Makroskopický vzhled strusky, její homogenita a zastoupení velkého množství pórů (v podobě okrouhlých bublin) poukazuje spíše na redukční původ. Zvýšené množství oxidu hlinitého může být způsobeno kontaminací z vyzdívky pece, případně může jít o výsledek tavby pelosideritu s příliš nízkým obsahem železa. 7) „Struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 je tvořena prakticky jen skelnou fází, proto se celkový chemismus prakticky neliší od mikrosondové analýzy skla. „Struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 se vyznačuje dominantním obsahem oxidu křemičitého (48 hm. %) a zvýšeným obsahem oxidu hlinitého a vápenatého (okolo 15 hm. %), dále pak nízkým obsahem oxidů železa (10 hm. %). Celkový chemismus nedopovídá oxidačním ani redukčním železářským struskám (srov. Gregerová 1996). Rovněž fázové složení „strusky z Dřevohostic z lokality č. 2 (sklo, křemen, „kovové“ kapky, magnetit a mullit) neodpovídá železářským struskám. Křemen je relikt původních fází, které se dochovaly díky nedostatečnému protavení, zatímco mullit je novotvořená fáze, vznikající krystalizací z taveniny. „Strusky“ z Dřevohostic se makroskopicky jeví silně pórovité, často až pěnovité narozdíl od „strusek“ z Jančí a ze Slavkova pod Hostýnem. „Strusky“ také obsahují velmi vysoké hodnoty radioaktivních prvků a to zejména thoria. Chemismus „strusek“ je srovnatelný s chemismem

87

škvárových hmot, vznikajících spalováním uhlí (srov. Gregerová). Vzhledem k tomu, že tyto „strusky“ byly na lokalitě nalezeny spolu s koksem, jedná se pravděpodobně o škváru. 8) Na lokalitě Roštění byly nalezeny 3 základní typy strusek. První typ představují na povrchu černé až mastně lesklé strusky, často s hladkým nebo sklovitým povrchem. Běžný je u nich plochý tvar. U plochých kusů jsou velmi časté textury dokládající tečení taveniny. Ve fázovém složení dominuje sklo, olivíny, pyroxeny a wüstit. Druhý typem jsou „miskovité“ (plankonvexní) strusky. Jejich celkový chemismus se vyznačuje zvýšeným obsahem oxidu křemičitého a oxidů železa. Zvýšený obsah oxidu křemičitého může být způsoben neúmyslnou kontaminací, ale i záměrným použitím křemenného písku v technologii výroby. Křemenný písek je dodnes jedním z prostředků, které kováři využívají k usnadnění kování svářkového železa (Malý, Zapletalová 2006) (tab. 18). Vzorek se také vyznačuje zvýšenou magnetickou susceptibilitou, která značně kolísá. Fázové složení strusky je velmi nehomogenní je tvořena sklem, olivínem, wüstitem, zrny křemene, leucitem a pyroxeny. Jedná se pravděpodobně o kovářskou strusku. Svědčí pro to všechny zjištěné atributy, tj. miskovitý (plankonvexní) tvar strusek, který vzniká shromažďováním struskové hmoty v nístěji kovářské výhně; typická velikost miskovitých strusek; vyšší magnetická susceptibilita; fázové složení, struktura strusek a chemické složení se zvýšenými obsahy oxidů železa. Třetí typ strusek je na vzorcích obvykle provázen červenou přepálenou hlínou. Materiál vznikl pravděpodobně na kontaktu struskové taveniny se stěnou tavicí pece nebo kovářské výhně. Na základě výše uvedených nálezů a jejich analýz lze předpokládat, že na lokalitě Roštění docházelo k hutnění železa v pecích a následnému kovářskému zpracování vyrobeného kovu. 9) Chemické složení nehomogenní strusky z Rymic je srovnatelné s chemismem strusek vzniklých při kovářském zpracování železa na konkrétní výrobky (tab. 18), srov. Malý, Zapletalová 2006). Fázové složení nehomogenní strusky z Rymic je tvořeno sklem, olivínem a wüstitem. Zastoupení jednotlivých fází je srovnatelné s kovářskými struskami (Malý, Zapletalová 2006). Magnetická susceptibilita je u naprosté většiny vzorků zvýšená. Zároveň je ale typické, že hodnoty magnetické susceptibility kolísají (srov. Malý, Zapletalová 2006). S největší pravděpodobností se tedy také jedná o strusky vzniklé při kovářském zpracování železa. Svědčí pro to zvýšené hodnoty magnetické susceptibility, hustoty (které odráží zvýšený obsah Fe) a nízký obsah radioktivních prvků. Svým makroskopickým vzhledem jsou velmi podobné kovářským struskám z Roštění.

88

Tab.18: Srovnání chemického složení jednotlivých struskových hmot. D1 – nehomogenní struska z Dřevohostic; KS – kovářská struska ze Starého Brna (převzato z Malý, Zapletalová 2006); R1 – Roštění; R2 – Rymice.

P2O5 SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 Fe2O3tot

D1 0,38 18,25 0,28 7,61 0,01 68,02

KS 0,63 18,63 0,54 4,78 65,80

R1 0,58 36,76 0,76 8,04 0,01 39,61

R2 0,59 25,86 0,29 4,19 0,01 63,06

MnO MgO CaO Na2O K2O

0,10 0,87 2,73 0,20 1,29

0,26 0,67 4,29 0,47 1,56

1,64 1,70 9,84 0,33 1,50

0,30 0,83 4,81 0,25 1,36

89

9. Závěr Během řešení diplomové práce bylo získáno dostatečné množství informací k látkovému složení strusek z jednotlivých lokalit, ze kterých je možné usoudit či přispět k odhalení původu a geneze studovaných artefaktů. Byly použity následující laboratorní metody výzkumu: gamaspektrometrie, magnetická susceptibilita, reakce na permanentní magnet, hustota, klasická mikroskopie v procházejícím nebo odraženém polarizovaném světle, elektronová mikrosonda (WDX mikroanalýza), stanovení chemického složení (makroprvky, stopové prvky a prvky vzácných zemin) a metalografie železa. Z vlastního studia strusek vyplývá, že se jednotlivé strusky od sebe liší nejen makroskopicky, ale také svým chemickým a fázovým složením a fyzikálními vlastnostmi. Struska z Komárna je oxidační struska (odpadní produkt) z hamru s kujnící výhní (což jsou pece pracující oxidačním pochodem), palivem bylo dřevěné uhlí a hlavním produktem bylo kujné železo. Vznikla při nepřímé výrobě železa. Struska z Rajnochovic je sklovitá redukční kyselá struska (odpadní produkt) z dřevouhelných pecí, palivem bylo dřevěné uhlí a hlavní produkt bylo surové železo. Vznikla při nepřímé výrobě železa. „Strusky“ ze Slavkova pod Hostýnem a Na Jančích nejsou železářskými struskami pravděpodobně se v obou případech jedná o přetavený místní jíl. Nehomogenní struska z Dřevohostic je pravděpodobně kovářskou struskou, která vznikla při kovářském zpracování železa. Sklovité strusky z Dřevohostic neodpovídají struskám ze současné průmyslové produkce, zároveň se nejedná o strusky oxidační ani přetavený jíl. Strusky mají železářský původ, pravděpodobně představují redukční strusku silně kontaminovanou materiálem konstrukce pece. „Struska“ z Dřevohostic z lokality č. 2 není železářskou struskou. Pravděpodobně se jedná o zbytek po spalování pevných fosilních paliv - škváru. Nálezy strusek na lokalitě Roštění vypovídají o místním hutnění železa v pecích a následné kovářské činnosti. Pravděpodobně se jedná o kovářské strusky. Strusky z Rymic jsou odpadními produkty, které vznikly při kovářském zpracování železa.

90

10. Literatura Anders E., Grevesse N. (1989): Abundances of the elements: Meteoritic and solar. Geochim. Cosmochim. Acta, 53, 197-214. Barák M., Stránský K., Merta J. (1996): Pokusné tavby v peci s tenkou hrudí. In: Sborník Muzea Dr. Bohuslava Horáka v Rokycanech, Tradice a současnost železářské výroby, Rokycany, 15-20. Barbořík J. (1996): Životní prostředí v Bystřici pod Hostýnem a okolí. - Zpravodaj města Bystřice pod Hostýnem, č.11, 8 - 9. Bystřice pod Hostýnem. Bialeková D. (1981): Dávne slovanské kovářství. Tatran. Bratislava. Dostál V. (1998): Dějiny hutnictví železa v Československu. 1. vydání. Academia.Praha Gregerová M. (1996): Petrografie technických hmot. Vydavatelství MU Brno Hošek J. (2003): Metalografie ve službách archeologie. Archeologický ústav AV ČR Praha a Technická Univerzita v Liberci. 252 s. Praha, Liberec. Chlupáč I., Brzobohatý R., Kovanda J., Stráník Z. (2002): Geologická minulost České republiky. Academia Praha. Josif Z. J. (1970): Nástin vývoje Československého. železářství v letech 1945 – 1955. Vysoká škola ekonomická v Praze. Publikace č. 27. Praha. Kolbinger D. (2003): Dávnověké osídlení Hostýnských vrchů III a. Pozůstatky pravěkého osídlení v povodí říčky Bystřičky (okolí Hostýna). Archeol. Mor. Slez., 3., 59–124. Hulín. Kolbinger D. (2004): Dávnověké osídlení Hostýnských vrchů IIIb. Pozůstatky pravěkého osídlení v povodí říčky Bystřičky (okolí Hostýna). Archeol. Mor. Slez., 4., 38–86. Hulín. Kolbinger D. (2006): Dávnověké osídlení Hostýnských vrchů IVa (pokračování). Archeol. Mor. Slez., 6., 16–93. Hulín Kolbinger D. (2007): Těžba železné rudy a její zpracování v povodí říčky Juhyně. – Zálhotský sborník, 19-20, 9–12. Obecní úřad Podhradní Lhota Kratochvíl F. (1944): Zlaté doly Hostýnské. – Veřejná služba 5. List veřejných zaměstnanců, série F, č 6, 8. Praha. Kreps M. (1968): Dýmačky v Českém a Moravském železářství. Rozpravy Národního technického muzea v Praze. Praha Kropáč K. (2005): Petroarcheologický výzkum stavebního kamene zříceniny hradu Obřany. MS, diplomová práce. Univerzita Palackého, Katedra geologie. Olomouc. 91

Lapáček J., Fišmistrová V.,Sedlářová H. (2008): Dřevohostice – historie městyse v datech. Dřevohostice. Liebus (1925): O výskytu manganové rudy v terciérním flyši severovýchodní Moravy. Věst. Stát. geol. úst. Čs. rep., 1, (15 - 23). Praha. Majerčák Š., Brož L. (1988): Výroba surového železa. In: Brož L.: Hutnictví železa. s. 62198. SNTL Praha. Malý K., Zapletalová D. (2006): Železářská kovovýroba v pravobřežní části Starého Brna. In Archeologia technica 18. (online), (cit. 2010 – 04 – 04). Dostupný na http://www.starahut.com/AT/at18/default.htm. Matušková B. (1976): Geologická stavba okolí Bystřice pod Hostýnem. Zprav. města Bystřice p. Host., 6, 34–35. Bystřice pod Hostýnem. Merta J., Stránský K. (2004): Tavba v železářské peci galořímského typu, experiment v replice pece typu Les Martys. Archeologia technica 16, (online), (cit. 2010 – 04 – 04). Dostupný na http://www.starahut.com/AT/at16/default.htm. Mísař Z., Dudek A., Havlena V., Weiss J. (1983): Regionální geologie ČSSR I, Český masiv. SPN. Praha. Monecke T., Kempe U., Monecke J., Sala M., Wolf D. (2002): Tetrad effect in rare earth element distribution patterns: A method of quantification with application to rock and minerál samples from granite-related rare metal deposits. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 7, 1185-1196. McLennan S.M. (1989): Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes. In: Lipin B.R., McKay, G.A. (eds.): Geochemistry and mineralogy of rare earth elements. Reviews in mineralogy, 21, 169-200. The Mineralogical Society of America. Washington D.C. Pacal B., Doležal P. (2006): Struktura a vlastnosti slitin metastabilní soustavy železo – karbid železa (Fe – Fe3C). Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Brno(online), (cit. 2010 – 04- 04). Dostupný na http://ime.fme.vutbr.cz. Papežíková E. (1977): Sbírka nerostů z Bystřicka. Zprav. města Bystřice p. Host., 4, 25. Bystřice pod Hostýnem. Pesl V. (1986): Litofacie paleogénu v magurské jednotce vnějších flyšových Karpat na území listu ČSSR a PLR. Sbor. geol. vied, Západ. Karpaty, 9, 71-117. Bratislava. Pleiner R. (1958): Základy slovanského železářského hutnictví v českých zemích. Česká akademie věd. Praha. Pleiner R. (1962): Staré evropské kovářství. Československá akademie věd. Praha. 92

Pleiner R. (1996): Problém počátků vysoké pece v Evropě. In: Sborník Muzea Dr. Bohuslava Horáka v Rokycanech, tradic a současnost železářské výroby. 7- 13. Rokycany. Pleiner R. (2000): Iron in Archeology: The European Bloomery Smelters. 400 s. Archeologický ústav AV ČR. Praha. Pleiner R., Kořan J., Kučera M., Vozár J. (1984): Dějiny hutnictví železa v Československu 1. Academia, Praha. Podrábský T., Pospíšilová S. (2006): Struktura a vlastnosti grafitických litin. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Brno (online), (cit . 2010 – 04- 04). Dostupný na http://ime.fme.vutbr.cz. Roth Z. (1962): Vysvětlivky k přehledné geologické mapě ČSSR 1:200.000: M-33-24 Olomouc. 226 s. Ústř. Úst. Geol. Praha Roth Z., Matějka A. (1953): Pelosiderity Moravskoslezských Beskyd, jejich historický význam, geologický výskyt, petrografická a chemická povaha. Geotechnica, 16, Nakladatelství Československé akademie věd. Souchopová V., Stránský K. (2008): Tajemství dávného železa. In: Archeologie objektivem mikroskopu. 15 -32.Technické muzeum v Brně. Brno. Souchopová V. (1995): Počátky západoslovanského hutnictví železa ve světle pramenů z Moravy. Studia Arch. Ústavu,,15, Akademie věd ČR v Brně, Brno. Spurný F. (1972): Severomoravské železářství do Bílé hory. Šumperk. Stráník Z., Menčík E., Eliáš M., Adámek J. (1993): Flyšové pásmo Západních Karpat, autochtonní mesozoikum a paleogén na Moravě a ve Slezsku. Geologie Moravy a Slezska, 31 – 65 .Moravské zemské muzeum a Sekce geol. věd PřF MU, Brno. Stránský K., Souchopová V., Merta J. (2000): Rekonstrukce pochodů přímé výroby železa z rud. Archeologia technica, 11, 12-21. Technické muzeum v Brně, Brno. Stránský K., Šenberger J., Buchal A. (2000): Příspěvek k historii železářského hutnictví na Jevišovicku. Archeologia technica, 12. (online), (cit. 2010 – 04 – 04). Dostupný na http://www.starahut.com/AT/at12/default.htm. Stránský K., Ustohal V., Rek A., Stránský L. (2003): Železné hamry a hutě Českomoravské a Drahanské vrchoviny. VUT, Fakulta strojního inženýrství, Úst. materiálového inženýrství Franiška Píška. Brno Svačina T. (1996): Geologie Hostýnských vrchů. Zprav. města Bystřice p. Host., 11, 4. Bystřice pod Hostýnem.

93

Ustohal V., Vít J., Ptáčková M. (2000): Řádkovitost struktury nálezových železných předmětů. Archeologia technica, 12, (online), (cit. 2010 – 04 – 04). Dostupný na http://www.starahut.com/AT/at12/default.htm. Zeman O. (1977): Regionální geologie ČSSR. ČVUT, Praha. Zmeškalová B. (2008): Geoarcheologické aspekty historického železářství v okolí Bystřice p. Hostýnem. MS, bakalářská práce, 52 s. Univerzita Palackého, Katedra geologie. Olomouc. Zmeškalová B., Dolníček Z. (2009): Nálezy artefaktů podobajících se struskám ze Slavkova pod Hostýnem. Geol. Výzk. Mor. Slez., 16, 143– 146. Masarykova univerzita Brno. Zmeškalová B., Dolníček Z., Kolbinger D. (2010): Nálezy artefaktů po železářské výrobě v Rajnochovicích a Komárně (Hostýnské vrchy). Archeologia technica 21, 31–42. Technické muzeum v Brně. Brno.

94

Přílohy Příloha 1: Statigrafické schéma neogénu karpatské předhlubně (jižní a střední část) (Brzobohatý in Chlupáč et al. 2002).

95

Příloha 2: Přehled jednotlivých lokalit na schématické geologické mapě.

96