ÚVOD DO STŘEDOVĚKÉ MONTÁNNÍ ARCHEOLOGIE 1. Historická úloha rud a drahých kovů a zejména stříbra a zlata ve středověku 2. Charakteristika a cíle montánní archeologie 3. Základní pojmy ložiskové geologie a mineralogie a procesů hydrothermální rudní mineralizace 4. Zlato a rudy hydrothermálních struktur Českomoravské vrchoviny 5. Povrchové projevy hydrothermálních struktur a důlních děl 6. Základní geochemická charakteristika zlata 7. Základní geochemická charakteristika stříbra v polymetalických sulfidických rudách 8. Základní principy, pojmy a technologie: těžba, úprava rud, hutnictví, shánění a přepalování stříbra 9. Ikonografické prameny v montánní archeologii
1. Historická úloha rud a drahých kovů a zejména stříbra a zlata ve středověku Vedle jiného využití sloužilo hlavně jako
mincovní kov Do 40. let 13. stol. neznáme v přemyslovských zemích doklady těžby rud a výroby stříbra z přímých zdrojů způsoby nabytí Ag: dary, berně, pokuty, cla, půjčky, méně výboj nejstarší mincovny a osoby (úředníky) figurující v ražbě mince (magister monetae, notarius monetae) nalezneme proto převážně ve starých hradských centrech RS státu Teprve od 40. let 13. stol. v pramenech tyto funkce v Jihlavě (1249 moneta Giglavie; 1257 magistri monetae), Humpolci (1253 magister monetae), HavlBrod (1259 magister monetae)
3. Základní pojmy ložiskové geologie a mineralogie a procesů hydrothermální rudní mineralizace (jak rudní žíly vznikají?) V labilních zónách zemské kůry dochází v několikakilometrových hloubkách ke vzniku horninových tavenin - MAGMA Zde jsou přítomné těžké kovy (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sb, Sn, Ba, Se, Si, Mo, Co, Fe, Ni a další) Z povrchových vrstev proniká do těchto hloubek voda z moří. V případě nynějších žil se jednalo o vodu z prvohorních moří. Díky svému chemismu v sobě tyto kovy a jejich sloučeniny rozpouští. Ve styku s magmatem a díky obrovským tlakům se tato hmota ohřívá na teploty o několika stech stupňů C. Mluvíme o hydrothermálních roztocích Díky tlakům a zčásti též snad slapovým silám se tyto roztoky dostávají přirozenými tektonickými poruchami v matečné hornině k povrchu Zde pronikají někdy až nad povrch nebo do vrstev těsně pod něj, chladnou a kovy, nebo jejich sloučeniny (rudní mïnerály) se vylučují spolu s dalšími žilními minerály (sulfidy, oxydy, karbonáty. Mluvíme o rudních hydrothermálních tělesech. Tato tělesa, pokud mají charakter žilníků, se nazývají hydrothermální rudní žíly. Pokud jsou tato tělesa báňsky ověřena a zhodnocena, mluvíme o hydrothermálních rudních ložiscích Hydrothermální rudní žíly na Českomoravské vrchovině jsou většinou variského stáří, avšak více generací až po mladovariské období (devon/karbon) V mnoha oblastech střední Evropy metalogenetické procesy stále probíhají (thermální prameny s vysokými obsahy těžkých minerálů např. ve Schwarzwaldu, na Karlovarsku, nebo na záp. a stř. Slovensku)
Příklad metalogeneze na oblasti Schwarzwaldu (JZ Německo)
Goslar – Rammelsberg: Dvě hlavní ložiska: Altes Lager a Neues Lager. Obě vznikla synsedimentárně exhalativními podmořskými procesy, během kterých hydrothermální roztoky pronikly k vrstvám na dně devonského moře. Původně horizontálně se tak v usazeninách devonského mořského dna vyloučila dvě čočkovitá tělesa, která se vrásněním v karbonu spolu s okolními horninami dostala do nynější posice. Svrchní část ložiska erozně obnažena a vystavena povětrnostním vlivům (oxidace a eroze do svahovin).
RUDY ŽELEZA, MĚDI A CÍNU VE FORMĚ OXIDŮ
Hematit Kuprit Kasiterit
Fe2O3 Cu2O SnO2
MĚDĚNÉ RUDY VE FORMĚ VODNATÝCH UHLIČITANŮ
Malachit Azurit
CuCO3 . Cu(OH)2 2CuCO3 . Cu(OH)2
SULFIDICKÉ STŘÍBRNÉ RUDY
Akantit Tetraedrit Pyrargyrit
Ag2S Ag8Sb2S7 Ag3SbS3
RUDY CHUDÉ NA STŘÍBRO Galenit PbS Sfalerit ZnS Chalkopyrit CuFeS2
redukční tavba v peci – odstranění O (dřevěné uhlí)
pražení (odstranění vazby OH – oxidační proces) redukční tavba (dřevěné uhlí) zolovňování, tzn. rozpouštění Ag rudy v olovu (oxidační proces, vzniká slitina Pb+Ag a oxidy síry) Po té se ze slitiny Pb+Ag olovo „shání“ prudkou oxidací až zbude hutní Ag pražení (oxidační proces, přeměna sulfidů na oxidy) redukční tavba (dřevěné uhlí) u rud s obsahem Cu ještě tavba tzv. „kamínku“
JIHLAVSKÝ RUDNÍ REVÍR Oblast s výskytem polymetalických rud obsahujících drahé kovy, zejména stříbro Jihlavský rudní revír představuje ve své širší variantě oblast o rozloze 280 km2
Nejdůležitější místa těžby vrch Rudný(Schatzberg) •Staré Hory •Pístov •Rančířov
Nejdůležitější rudní minerály: •sfalerit •galenit •pyrit •tetraedrit •pyrargyrit
Hydrothermální struktury mají charakter žil, nebo žilně impregnačních pásem různé délky, mocnosti a vydatnosti K nejdelším patří tzv. Starohorský couk (Altenberger Zug) více než 8 km
TYPY MINERALIZACE V JIHLAVSKÉM RUDNÍM OBVODU: 1) mineralizace černý sfalerit (kyzová polymetalická). Zastoupen sfalerit s obsahem Fe, galenit a pyrit. V žílovině křemen, někdy i karbonáty (siderit, ankerit, kalcit). Vznik minerálů za teplot mezi 370-410°C. 2) mineralizace světle až tmavě hnědý sfalerit, baryt, karbonáty. Z rudních minerálů převládá galenit a sfalerit. Vznik minerálů za teplot 280-340°C. 3) mineralizace tmavě hnědý sfalerit + baryt + fluorit se objevuje pouze na lokalitě jihovýchodně od Ježené (U sv. Antonína). Z rudních minerálů přítomen zejména galenit, chalkopyrit, méně pyrit a arzenopyrit. Vznik minerálů za teplot 250°C. 4) mineralizace světlý sfalerit, baryt: byla v minulosti nejvýznamnější; odpovídá asociaci nekyzové polymetalické. V hlušině křemen, baryt a karbonáty (kalcit, ankerit). Z rud galenit, chalkopyrit a tetraedrit. Výskyt jen v části starohorské a rančířovské zóny. Teplota vzniku 230-260°C 5) mineralizace křemen, pyrit, velmi chudá. 6) mineralizace psilomelan, chalcedon.
Havlíčkobrodský rudní revír Doklady průzkumu a těžby v první polovině 13. století Nejdůležitější oblasti revíru: •Stříbrné Hory-Utín •Česká Bělá-Počátky •Suchá – Vysoká – Sv. Kříž
Na několika málo lokalitách se nacházejí sekundární ložiska zlata ve fluviálních sedimentech, která mohla být rýžovnicky exploatována: Sv. Kříž, Česká Bělá Možnost rýžování Au též na základě toponym: Zlatý potok (přítok Šlapanky)
Dobrá (HB)
Utín (HB)
Sázava pod Buchbergem. Kumulace hutnických strusek indikují středověký zpracovatelský areál
kumulace hutnické strusky, indikující pozdně středověkou stříbrnou huť
Koječín (HB). haldy odpadu po mletí rud a kámen s jamkami
Termesivy (HB). Dochované haldy odpadu po hutnění Pb-Ag rud. Kámen s jamkami (pravděpod. podložka při roztloukání rudy.
Stříbrné Hory (HB), Borovský potok. Fragmenty mlýnských kamenů v řečišti
Pelhřimovský rudní revír je zdokumentován a montanisticky prozkoumán ze všech nejméně (jednou z příčin je dlouhodobá neexistence regionálního archeologického pracoviště) Doklady průzkumu a těžby v druhé polovině 13. Století. Nejdůležitější oblasti revíru: 1) Křemešník, Branišov, Vyskytná, Sázava, Jankov 2) Dobrá Voda, Letny 3) Rohozná, Nový Rychnov 4) Dudín, Ústí, Zbilidy, Zachotín 5) Černov, Chrástov, Čejkov, Těšenov 6) Putimov, Nemojov, Proseč 7) Humpolec, Štůlny Pelhřimovsko je na rozdíl od Jihlavska a Havlíčkobrodska nejbohatší na historicky dobývaná sekundární i primární ložiska zlata
DOSAVADNÍ CHARAKTERISTIKA STAVU MONTÁNNÍHO VÝZKUMU: Jihlavsko: chybí systematický povrchový průzkum a zaměřování montánních památek, naproti tomu jejich archeologický výzkum je na mnohem vyšší úrovni než jinde. Na vysoké úrovni je rešerše mapových a písemných pramenů. Havlíčkobrodsko: dlouhodobá prospekce montánních a zpracovatelských areálů v Posázaví (hutniště), archeologické výzkumy spíše menšími sondážemi, v posledních letech plošné výzkumy, nebo paleoenvironmentální výzkum. Pelhřimovsko: Dobrá báňsko historická rešerše, geologický průzkum, zaměřování a prospekce povrchových tvarů již méně. V počátcích jsou archeologické výzkumy hornických lokalit a paleoenvironmentální výzkum. Jsou zmapovány hornické a rýžovnické lokality v oblasti výskytů zlata (Pacovsko, Humpolecko). Hory, Předín, Želetava, Opatov, Zákopy: Ukázkový zlatonosný revír, kde se řadu let provádí systematická dokumentace a prospekce rýžovnických a hornických lokalit, zlatomlýnů a přilehlých sídlišť, včetně geochemických analýz. Kutná Hora: řada fragmentárních výzkumů v intravilánu středověkého města, v posledních letech plošné výzkumy hornických areálů. Báňskohistorická dokumentace podzemí (např. Kaňk) Čáslavsko: dlouhodobý terénní výzkum, průzkum a dokumentace montánní krajiny jako celku, doprovázeno historickou rešerší pramenů.
5. Povrchové projevy hydrothermálních struktur a důlních děl 1) Terciérní písky nebo krystalické horniny jsou prostoupeny prokřemenělým materiálem 2) alterovanými horninami, tj. zasaženými chladnoucími hydrothermálními roztoky 3) Vložkami grafitických hlín nebo grafitickými rulami 4) V ideálním případě rudní minerály zlomkově vystupují až k povrchu
Vertikální objekty: průzkumné (kutací) jámy (zpravidla nevystrojené) průzkumné šachty Těžní, čerpací (vodotěžní) nebo větrací šachty Pinka: jáma či někdejší šachta druhotně propadlá V terénu (zalesněném) se dobře projevují, na kultivovaných plochách se mohou projevit porostovými příznaky a nebo odlišným materiálem z někdejšího obvalu či zásypu v jícnu
Povrchové dobývky: výrubem podél rudní žíly. Zde je mnohem snáze představitelné uplatnění techniky tzv. sázení ohně než v podzemí
Haldy: deponie vytěženého materiálu Haldovina: materiál na haldě Hlušina (jalovina): běžná hornina bez stop alterace, mineralizace či zrudnění Žílovina: hornicky vytěžený žilní materiál bez obsahu užitkových rud Rudnina: hornicky vytěžený materiál obsahující i užitkovou rudu Obval: vytěžený materiál okolo jámy (šachty) Odval: vytěžený materiál před štolou či podél liniového výkopu nebo povrchové dobývky
ŠTOLY Zpravidla horizontální, nebo mírně ukloněné Většinou jsou veřejnosti nepřístupné K jejich průzkumu je nutné technické a legislativní vybavení, značná zkušenost
Štola: odvodnění dolů, transport rudniny a hlušiny, v mladších obdobích i pro umístění horizontálního vodotěžního stroje (kunstštola) Štoly na dolech, ražené pracně více let a často i několik generací se nazývají štoly dědičné.
Sledná chodba: sleduje průběh hydrothermální žíly, ale v jejím prostoru se nedobývá. Příčná chodba: je spojovací chodbou mezi několika paralelními žílami, otevřenými slednými chodbami či dobývkami. Dobývky: rozšiřují původní štolu tím, že se postupně zcela vytěží celé rudní těleso. Proto bylo nutné razit v několika patrech nad sebou, nebo vytvořit dřevěná lešení (sestupkování, Strossenbau)
Náhony a kanály: Byly součástí montánní krajiny a využití vodních zdrojů důlními, úpravnickými a hutnickými provozy. Zajišťovaly přívod vody na vodní kola, pohánějící vodotěžní stroje, rudní mlýny, stoupy nebo měchy pecí. Kanály odváděly vodu (resp. kal) ze šachet, štol či rýžovišť, popř. z prádel a hutí.
Dobývky: rozšiřují původní štolu tím, že se postupně zcela vytěží celé rudní těleso. Proto bylo nutné razit v několika patrech nad sebou, nebo vytvořit dřevěná lešení (sestupkování, Strossenbau)
Struskoviště: deponie hutnických strusek (po tavbě Pb Ag Zn rud) a indikátor tzv. hutniště (hutnického provozu, tavírny). Nacházejí se zpravidla u vodních toků či přímo v korytech. Důvod: pohon pecí v huti byl zajištěn vodním kolem. To bylo poháněno vodou v potoce, řece, či vodou z náhonu. Struskoviště jsou dnes převážně aplanována a pod vegetací.
6. Základní geochemická charakteristika zlata
Zlato (Au): v rudních žílách se vyskytuje téměř vždy v čisté podobě, tedy nesloučené s dalšími prvky. Někdy jako přirozená slitina se stříbrem (elektrum). Výjimečně je obsaženo ve sloučenině a tvoří minerály (amalgam Au2Hg3; aurostibit AuSb2, dále teluridy a selenidy Au) Vyskytuje se vtroušeno v několika asociacích: 1) Kyzová (Au-As) 2) Au-křemenná a Au-křemeno-sulfidická (galenit, pyrit, arsenopyrit, chalkopyrit) 3) Au, Ag a Au, Sb křemenná
4. Zlato a rudy hydrothermálních struktur Českomoravské vrchoviny
Těžba zlata ze sekundárních zdrojů rýžováním •Tzv. sejpy, tj. rýžovnický odpad. Jejich výška od 0,5 m až po 2-2,5 i více m. •Mohou být doprovázeny dalšími památkami: přívodními kanály, odkalovacími kanály, odklizy, úvozy stezek •Rýžovnické areály jsou nejcitlivějším typem archeologické nemovité památky a nejčastěji podléhají likvidaci (kultivace na lučiny nebo pole, lesní práce, časté záplavové jevy) •Na Českomoravské vrchovině jsou rýžovnické areály známy podle šlichové prospekce, jejich mapování je ale v počátcích. Nejlepší stav výzkumu je v oblasti Předín – Hory – Želetava (Vokáč - Houzar)
Dolní tok Petrovického potoka, k. ú. Kletečná a Petrovice, trať Valchy (při ústí do Želivky), dále trať Petrovický les a Dolní hradiště (v lese severně od řeky) a trať Rokosův mlýn
rýžovnické sejpy: Dolní tok bezejmenného přítoku Petrovického potoka, k.ú. Kletečná
povrchové dobývky: Skalnatý svah a návrší na západ od Rokosova mlýna, t.j. na pravém břehu dolního toku Petrovického potoka, k.ú. Petrovice
Humpolec, okolí hradu Orlík: poloha Štůlny (šachetní pásma, obvaly)
Opatovsko - svojkovický zlatonosný revír: oblast Hory – Předín - Želetava (výzkumy M. Vokáč, S. Houzar, P. Škrdla). Dokumentace a
průzkum areálů rýžovnictví, těžby, zaniklá sídliště a tvrziště, středověký rudní mlýn. Příklad komplexního studia středověké zemědělsko - montánní krajiny.
Opatov (TR) - Zlatomlýn na řece Brtnici osídlení od 2. pol. 13. do pol. 15. stol. a zpracování zlatonosné rudy.
Zvětšené zlatinkové Au v přírodní podobě a postižené mletím
7. Základní geochemická charakteristika stříbra v polymetalických sulfidických rudách v rudních žílách se může výjimečně vyskytnout v čisté podobě (tzv. drátkové stříbro), zpravidla však jako sloučenina s dalšími prvky (rudní minerál) Rudních nerostných asociací je celá řada, nejčastěji se však na českomoravské vrchovině vyskytují nerosty Pb-Ag-Zn-Fe-Cu, někdy s nepatrným množstvím Au Je přítomno jak v žilní podobě, tak v žilně impregnačních pásmech hydrothermálních struktur Minerály s obsahem Ag jsou sirníky, oxydy nebo karbonáty. To je důležité pro hutnické postupy při jeho separaci
1. Prospekce Třídění
2. Těžba roztloukání, drcení, mletí
3. Úprava praní
7. ražba mince 4. Hutnění
pražení
8. Základní principy, pojmy a technologie: těžba, úprava rud, hutnictví, shánění a přepalování stříbra
5. shánění
6. přepalování
prvek
teplota tání
teplota varu
hustota
Au
1 064,18 °C
2 856 °C
19,30 g/cm-3
Ag
961,78 °C
2 162 °C
10,490 g.cm-3
Cu
1 084,62 °C
2 562 °C
8,960 g.cm-3
Pb
327,50 °C
1 749 °C
11,34 g/cm-3
Zn
419,53 °C
907 °C
7,14 g/cm-3
As
614,00 °C
817 °C
5,27 g/cm-3
Cd
321,07 °C
767 °C
8,65 g.cm-3
Ba
727,00 °C
1 897 °C
3,51 g.cm-3
V JAKÝCH AREÁLECH SE TĚŽBA A VÝROBA STŘÍBRA ODEHRÁVALA? DOLY
•pažení •těžní, úpravnická a čerpací zařízení
HUTĚ
•palivo a technologická keramika
JAKÉ SUROVINY POTŘEBOVALA?
JAKÉ AREÁLY HLEDAT?
STAVEBNÍ DŘEVO PALIVOVÉ DŘEVO DŘEVĚNÉ UHLÍ
dřevařské uhlířské a dehtářské areály
DEHET
SLÉVÁRNY MINCOVNA
PRUBÍŘSKÉ DÍLNY palivo a technologická keramika
KOVÁRNY
•opravy těžních zařízení •opravy a výroba nářadí
HRNČÍŘSKÉ DÍLNY •kahany •tyglíky •dyzny
KERAMICKÉ HLÍNY
STAVEBNÍ A NÁSTROJOVÝ KÁMEN
lomy a hliníky
PŮVOD A STÁŘÍ DŮLNÍCH A HUTNÍCH TECHNOLOGIÍ UŽÍVANÝCH VE STŘEDOVĚKU? PODÍL ZEMĚDĚLSKÉ VÝROBY V MIKROREGIONU?
Al-Gazari: vyobrazení vodního čerpacího kola s lopatkami a řetězcem věder, poháněné žentourem s volem (asi 1200) Konrad Kyeser (okolo 1402): skicy čerpadel vody ručními vrátky, nebo volskými žentoury Toledo de Taccola (20.-30. let 15. století): vodotěžní stroje Kutnohorský a Smíškovský graduál mistra Matouše (90. léta 15. století) Kutnohorský antifonář Valentina Noha ( 1471) Anonymus (1475): stoupy Graduál vyhotovený pro kolegiátní kostel v Saint-Dié, Vogézy polychromně malovaný oltář v kostele sv. Anny v saském městě Annaberg (asi 1526)
9. Ikonografické prameny v montánní archeologii
Buch der natürlichen Dingen (1348-1350): autor Konrad von Megenberg (1309-1394) Mars und Venus, Das mittelalterliche Hausbuch von Schloss Wolfegg, autor Christoph Graf zu Waldburg Wolfegg, (po 1480) Eyn wohlgerechnet nützlich Büchlein, wie man Bergwerk suchen und finden soll, autor Ulrich Rülein von Calv. De la pirotechnia, autor Vanoccio Biringuccio (1480-1539) Buch der Büchsenmacherei: vyobrazení pecí a dmychadel, autor Christof Seselschreiber 1527 Georg Bauer - Georgius Agricola (1494-1555): 1530 Bergmannus sive de re metallica. 1556 Georgii Agricolae De re metallica libri XII. Das kleine Probierbuch, autor Lazar Ercker von Schreckenfels (1556). Das Schwazer Bergbuch, autoři Ludwig Läßl (texty) a Jörg Kolber (iluminace), 1550. La Rouge Myne de Sainct Nicolas de la Croix. 25. Federzeichnungen aus dem Lothringer Bergbau, autor H. Gross 1550.
