ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДОЛЬМЕНОВ?

Из чего же сделаны дольмены? Где брали дольменостроители каменный глыбы?

В работах В.И. Марковина и у ряда других авторов упоминается, что в зависимости от зон простирания тех или иных горных пород меняется и породы, из которого сделаны дольмены. Упоминаются породы из которых сделаны дольмены это известняки, песчаники, сланцы и даже из гранитоида. Результаты непосредственных исследований пород дольменов в литературе отсутствуют.

Проведя исследования более чем 700 дольменов (по черноморскому побережью от Новороссийска до Сочи, Абинский район, Адыгея) мы не встретили ни одного дольмена из известняка или гранитоида. Встречаются плиты и дольмены изготовленные из мелкозернистого песчаника и из крупнозернистого песчаника. Песчаник отличался различным цветом от темно-коричневого и бежево-розового до серого и темно-серого. Но все это был песчаник.

Мы решили провести химическое и петрографическое исследования печаников трех различных групп:

- первая группа: это образцы песчаника взятые из дольменов (гора Нэксис, район поселка Пшада, и дольмена Шапсугский).

- вторая группа: это песчаник взятый в горах из пастов песчаника в тех же районах.

- третья группа: это песчаник взятый из бесформеных песчаных глыб в непосредвственной близости от дольменов.

Таким образом сравнивая образцы мы могли бы ответить на вопрос из каких природных песчаников (пластовых или глыбовых) были изготовлены дольмены.

Для начала мы исследовали и сравнили образцы дольменов и образцы из песчаных пластов горных пород.

При исследовании образцов были использованы методы оптической микроскопии с помощью металлографического микроскопа "Neophot 30" и оптического микроскопа "Nikon"; метод сканирующей растровой электронной микроскопии (СЭМ "EVO 40 XVP"), метод рентгенофазового анализа ("ДРОН-2") и рентгеноспектрального микроанализа ("Quantax").

Для исследования мы взяли образец плиты дольмена ("восьмидольменье" п. Пшада). Образец имеет светло беживый цвет. Цементирующая фаза пористая, образована скоплением частиц чешуйчатой и неопределенной морфологии. В ней наблюдается присутствие аморфной составляющей или фазы переходного состава. Встречаются места со связующей фазой, образованной только кристаллическими частицами. Рентгеноспектральный микроанализ показал, что основными соединениями цементирующей фазы в обоих случаях являются: SiO2 (~23 -35%), Al2O3 (~19-27%), FeO (~6-28%). В меньших количествах присутствуют: MgO, K2O, MnO, CaO. Наличие этих составляющих и морфологическое строение зерен, говорит о том, что цементирующая фаза представляет собой гидрослюдисто-глинисто-гидрооксидножелезистый цемент.

Мы исследовали образец поверхностного слоя передней плиты дольмена из района "восьмидольменья". Микроструктура образца неоднородная по размеру зёрен и неравномерная по их распределению (фото 1 - а). Зерна имеют угловатую и полуокатанную форму. Разброс зерен по размеру от ~100 до 800 мкм, это крупнозернистый песчаник. На поверхности зерен и в межзеренном пространстве наблюдается цементирующая фаза, которая представляет собой скопления таблитчатых кристаллов размером 2-4 мкм и мелких агрегатов округлой формы, размером менее 1 мкм, состоящие из наноразмерных частиц. По данным микроанализа связующая фаза содержит большое количество оксида железа, на уровне ~20-60% В меньшем количестве присутствуют элементы: SiO2 (~16-43 %), Al2O3 (~14-19%), MgO (~2-3%). Связующая фаза, скорее всего, представляет собой железисто-гидрослюдисто-глинистый цемент

Для сравнения мы исследовали образец песчаника, взятого из горных пластов в районе "восьмидольменья" на берегу реки Пшада (фото 1 - б). Микроструктура образца достаточно однородная по размеру зерен и равномерная по их распределению . Преобладающий размер зерен составляет ~50-100 мкм характеризует материал как мелкозернистый песчаник. Форма зерен разнообразная: окатанная, полуокатанная, угловатая и обломочная. Между зернами и на их поверхности наблюдается пористая связующая фаза, представляющая собой коралловидные образования и чешуйчатые частицы. По данным микроанализа основными компонентами этой фазы являются: SiO2 (~22-48%), Al2O3 (~15-20%), FeO (~6-30%), Na2O (~4%), K2O (~2-7%) и MgO (~2-3,5%). Можно сказать, что состав этой фазы отвечает гидро-слюдисто-глинисто-гидрооксидножелезистому цементу.

фото 1. Микроструктура материалов дольмена и природного песчаника, оптический микроскоп, увеличение 130Х:
а). - дольмен долины реки Пшада; б). - песчаник гор долины реки Пшада.

Как видим из приведнных данных*, два образца песчаника различающиеся между собой размером зерен и некоторыми различиями в процентном соотношении компонентов цемента. Такие образцы могут происходить из разных горизонтов одной стратиграфической толщи.

 

На основании полученных данных можно было бы предположить, что исследуемые дольмены могли быть сделаны из пластов песчаника окружающих гор, но дальнейшие исследования образцов методом сканирующей растровой электронной микроскопии (СЭМ «EVO 40 XVP»), опровергли это предположение. Это исследование позволило выявить очень интересные различия в образцах песчаника буквально не видимых “не вооруженным глазом”.

Детальный микроструктурный анализ срезов материала дольмена не выявил следов морских (океанических) микроорганизмов, а это один из важных признаков осадочных пород образовавшихся на дне водоема (Фото 2).

фото 2. Микроструктура материалов дольменов, электронный микроскоп:
(photo 1017) - дольмен долины реки Пшада;
(photo 979) - дольмен горы Нексис.

Совсем другую картину мы получили исследуя материал, взятый из пластов песчаника на территории фермерского хозяйства"Дольмен” возле р. Догуа и в долине реки Пшада. Эти образцы имели ярко выраженную структуру осадочной породы, образованной десятки миллионов лет назад на дне древнего водоема. В микроструктуре хорошо видны кремниевые оболочки простейших микроводорослей диатомей и радиолярий, что подтверждает морское осадочное происхождение песчаника (фото 3). Его цементная связка действительно состоит из CaCO3, SiO2 и Al2O3.

 

фото. 3. В микроструктуре горных пород хорошо видны кремниевые оболочки простейших микроводорослей диатомей и радиолярий (photo 997) - из долины реки Пшада; (photo 1006) - из долины реки Догуаб.

Одноклеточные диатомовые водоросли - самые распространенные и жизненно важные растения на земле. Диатомеи в процессе фотосинтеза продуцируют основное количество кислорода, содержащегося в атмосфере, поддерживают океанскую пищевую цепь (фото 4). Эти водоросли процветают повсюду, где есть свет, вода, углекислый газ и необходимые питательные вещества: в холодных горных ручьях, термальных источниках, грязных лужах и придорожных канавах. Один литр простой морской воды может содержать более 10 млн. этих одноклеточных растений, размер которых колеблется в пределах от 0,75 микронов до 1 миллиметра. Клетки диатомей имеют твёрдый кремневый панцирь, что определяет их прекрасную сохранность в осадочных породах в течение миллионов лет. Все это делает диатомеи своего рода индикатором того, что осадочная порода образована в водных условиях. В исследованных образцах дольменов диатомеи не были обнаружены.

Фото 4. Разнообразие панцирей диатомей (из работы Эрнста Геккеля Kunstformen der Natur , 1904)

Песчаник из которого сделаны дольмены образовался в иных, отличных от классического осадконакопления условиях. Условия (описанные нами ранее), происходившие в толщах осадочных пород могли привести к растворению панцирей микроводорослей и к образованию такого “безжизненного” песчаника.

Мы отобрали 26 образцов песчаника от нескольких дольменов и из выходов песчаных глыб возле этих дольменов в районе станицы Шапсугской, горы Нэксис, поселка Пшада. Для проведения петрографического исследования мы обратились к научному сотруднику Музея землеведения МГУ О.С. Березнер. Исследование проведено с помощью поляризационного микроскопа "Axioplan 2" фирмы Carl Zeiss. Объем нашей публикации не позволяет полностью привести описание шлифов, но общий вывод мы приведем полностью.

“В постройках использованы однотипные горные породы природного происхождения – песчаники. Некоторые из них совершенно подобны, другие в деталях различаются, но эти различия не настолько существенны, чтобы предполагать, что породы образовались в различных условиях и относятся к разновозрастным частям разреза.

Общие черты всех песчаников. Все они относятся к семейству аркозов. Состав обломочного материала в целом сходен. Количественно преобладают зёрна минералов (кристаллокластика): это кварц, причём высвобожденный как из магматических (гранитоиды), так и из осадочных (песчаники с регенерационным кварцевым цементом) пород, и полевые шпаты (соотношение кварц : полевой шпат ~ 3 : 1); присутствуют обломочные слюды – во всех образцах мусковит, в некоторых – также и биотит (гидратированный, механически деформированный – «гофрированный»). Литокластическая составляющая (обломки пород) составляет 10-15% обломочного материала. Это встречающиеся во всех песчаниках фрагменты гранитоидов (кварц-полевошпатовые сростки, мирмекитизированный олигоклаз) и микрозернистых агрегатов, напоминающих фельзитовидные вулканиты кислого состава; обломки осадочных пород (алевролитов и аргиллитов); обломки метаморфических пород: глинистых сланцев, тонкозернистых кварцитов; сростки кварца либо плагиоклаза со слюдами, которые в равной степени могут происходить и из тех же магматических (гранитоиды), и из метаморфических (гнейсы и плагиогнейсы) пород. По набору минералов тяжёлой фракции песчаники не различаются: систематически присутствующие минералы (циркон, турмалин, сфен, рудный минерал) встречаются в разных песчаниках в разных сочетаниях; более экзотичные акцессории (зелёная роговая обманка в шл.2, бесцветный амфибол в шл.5, эпидот и апатит в шл.12, гранат в шл.7) встречены каждый только в одном шлифе в виде одного знака на шлиф, что не позволяет судить, насколько характерны они для заключающих их песчаников.

Цемент плёночный и плёночно-сгустковый, занимает 10-15% горной породы, глинистый, с большей или меньшей примесью гидроокислов железа, окрашивающей его в бурый или ржаво-бурый цвет.”

На основании этих выводом можно говорить об идентичности песчаников, из которых сделаны дольмены и скальных глыбовых выходов возле дольменов. Дольмены делали не из пластов песчаника встречающегося в горах среди пластов мергелей и аргеллитов, а из того же материала, из которого состоят бесформенные не слоистые глыбы песчаника встречающиеся возле дольменов.

Скол песчаника. Гора возле поселока Пшада. Фрагмент ветки дерева и угольки вмурованы в песчаник.

Исследуя выходы песчаников в различных районах мы часто находили замурованные в песчанике кусочки угля, мергеля и фрагменты расстений. Угольки сохраняли запах и ими можно было писать. Фрагмент веки дерева который вы видите на фотографии 66 мы обнаружили на скальном выходе возле поселка Пшада. Она очень хорошо сохранилась, видны отслаивающиеся элемены коры, сохранился цвет. Древесина не обуглена, хотя вокруг нее видны вмурованные угольки. Видимо ветка и угольки были залиты ПГЦМ. Температура ПГЦМ не могла быть выше 200 градусов, т.к. иначе бы ветка обуглилась. В ближайшее время мы планируем провести радиоуглеродное исследование данных органических включений. Полученные результаты датут дату, когда эти угольки попали в песчаную массу.