Dalsze badania metaloznawcze starożytnych przedmiotów żelaznych z ziemi kieleckiej

(1)

Jerzy Piaskowski

Dalsze badania metaloznawcze

starożytnych przedmiotów żelaznych

z ziemi kieleckiej

Rocznik Muzeum Świętokrzyskiego 5, 151-198

(2)

JERZY PIASKOW SKI

DALSZE BADANIA METALOZNAWCZE

STAROŻYTNYCH PRZEDMIOTÓW ŻELAZNYCH

Z ZIEMI KIELECKIEJ

Ziem ia kielecka zajm uje szczególną pozycję w h isto rii m etalu rg ii żelaza na ziem iach Polski, a zwłaszcza w starożytności, kiedy ośrodek h u tn ictw a św ię tokrzyskiego był jednym z najw iększych w E uropie i najw iększym na w schód od Noricum . Znaczenie tego ośrodka dla archeologii ziem Polski nie zostało jeszcze w pełni docenione i uw zględnione. W praw dzie okres, kiedy na te re n ie G ór Ś w iętokrzyskich w idziano jedynie puszczę, dostarczającą pro d u k tó w leś nych 1, m in ął już zdecydow anie, jed n ak obecnie archeologow ie uw zględniają jed ynie fa k t istn ien ia pro d u k cji hutniczej w rejo nie G ór Św iętokrzyskich, nie doceniając wszakże jej w ielkości ani poziom u i znaczenia ludu, k tó ry był główmym dostaw cą w yrobów żelaznych dla ludności zam ieszkującej ziem ie pom iędzy O drą i W isłą (a może i dalsze tereny).

B adania m etaloznaw cze staro ży tn y ch przedm iotów żelaznych znalezionych n a ziem iach Polski, a szczególnie n a tere n ie Kielecczyzny, dostarczają d o d at kow ych danych o h u tn ictw ie św ięto k rz y sk im 2 i u łatw iają ocenę znaczenia tego ośrodka dla ziem P olski w starożytności.

Z anim jed n ak przedstaw ione zostana kolejne w yniki dalszych bad ań s ta ro żytnych przedm iotów żelaznych z ziem i kieleckiej, przedstaw iono w zarysie rozwój zastosow ania m etod m etaloznaw czych w bad aniach w yrobów żelaznych w archeologii, a n astęp n ie opisano tzw. koncepcję starożytnego żelaza św ięto- , krzyskiego.

1 Tak p isa ł o ziem i k ie le c k ie j K. T y m ien ieck i (Z ie m ie P o l s k i w s t a r o ż y t ności, P ozn ań 1951, s. 56).

2 O g ó ln ie zn an e p race a rch eo lo g iczn e nad o d sło n ięciem h u tn ictw a ś w ię t o  k rzy sk ieg o p ro w a d zili K. B ie le n in z M uzeum A rch eo lo g iczn eg o w K ra k o  w ie i M. R ad w an , p rzew o d n iczą cy Z esp ołu H istorii P o lsk iej T ech n ik i H u t n iczej i O d lew n iczej P A N , autorzy w ie lu p u b lik a cji d otyczących tego t e  m atu . O sta tn ie p o d su m o w a n ie badań zaw iera praca: M. R ad w an M é t h o d e s a p p l i q u é e s en P o lo g n e dan s les r e c h e r c h e s su r la si d é r u r g i e a n c ie n n e d e s

(3)

1. ZARYS HISTORII ZASTOSOWANIA METALOZNAWCZYCH BADAN DAWNYCH PRZEDMIOTÓW ŻELAZNYCH

Początki m etaloznaw czych b adań daw n ych przedm iotów żelaznych sięgają końca ubiegłego stulecia, kiedy to H a llb au er po ddał badaniom klam rę żelazną z m urów św iąty n i A rtem id y w M a g n e z ji3. Od tego czasu w różnych k ra ja c h zbadano pew ną ilość przedm iotów żelaznych, b y ły to jed nak ilości zw ykle ograniczone (np. H. B ell zbadał jed en przedm iot, a R. H adfield — trzy 4) i d la tego niew iele m ożna było stw ierdzić n a podstaw ie tego rodzaju badań.

Nieco większe ilości zbadanych m ateriałó w za w ierają prace H. H a n n em an - n a o w yrobach celtyckich z m iejscowości S te in s b u rg 5, b ad an ia A. R ietha przedm iotów z okresu h a lszta ck ieg o 6 (niestety n ie dość dokładnie opisane i udokum entow ane) oraz książka E. S alina o cyw ilizacji (i technice) M erow in- gów 7. Je d n a k n aw et i te prace nie m ogły stanow ić jeszcze p odstaw do ogól niejszych wniosków.

Nowe perspektyw y odsłoniła dopiero opub lik ow ana w 1953 ro k u praca B. A. Kołczina, obejm ująca w y n ik i b ad ań m etaloznaw czych 286 przedm iotów żelaznych z 32 stanow isk w czesnośredniow iecznej R usi (IX—X III w .) 8. B. A. K ołczin przeprow adził obserw acje m etalograficzne, pozw alające określić spo sób w ykonania przedm iotu oraz — w n iek tó ry ch przyp adk ach — pom iary m ikrotw ardości i tw ardości, a także — dla 54 przedm iotów — półilościow ą a n a lizę chemiczną.

A naliza półilościową niew iele w nosiła do b adań, n atom iast b ra k ilościowej analizy chem icznej uniem ożliw ił B. A. Kołczinow i bliższe poznanie daw nego żelaza. Sądził on, na p rzykład, że podwyższona o 30—50 kG /m m 2 tw ardość fe rry tu , jaką stw ierdzono w n iek tó ry ch okazach, b y ła w ynikiem procesu s ta rzenia 9, natom iast, jak w iem y obecnie, przyczyną tego jest podw yższona za w artość fosforu w żelazie dym arskim , co stw ierdzono dzięki zastosow aniu ilościowej analizy chem icznej 10.

P rac a B. A. K ołczina w yw ołała duże zainteresow an ie b ad an iam i m etalo

8 H allb au er Ein S t ü c k h is to r i s c h e n Eisen s, „ S ta h l und E ise n ” 1894, t. 14, z. 21, s. 983.

4 H. B e ll N o te s on a b lo o m of r o m a n iron f o u n d a t C a r s t o p i t u m (C o r b r id g e ) , „Journal of th e Iron and S te e l In s titu te ” 1912, t. 85, z. 1, s. 118; R. H a d field S in h a l e s e iron a n d s t e e l of a n c ie n t origin , „Jou rn al of th e Iron and S te e l I n s titu te ” 1912, t. 85, z. 1, s. 134.

5 H. H an n em an n M e t a ll o g r a p h is c h e U n te r s u c h u n g ein iger a l t k e l t i s c h e r und a n t i k e r E ise n f u n d e , „ In tern a tio n a le Z e its c h r ift fü r M eta llo g ra p h isch e U n tersu ch u n g ein ig er a ltk e ltisc h e r E isen fu n d e v o n S tein b u rg, P r a e h isto - r isch e Z e itsc h r ift”, 1921— 22, t. 13— 14, s. 94.

6 A. R ieth D ie E is e n t e c h n ik d e r H a l l s t a t t z e i t , M annus B ü h erei 1942, t. 70, s. 148.

7 E. S a lin La c i v i li s a t io n m é r o v i n g i e n n e , P a ris 1957, s. 5.

8 B. A . K o łczin C z o r n a j a m i e t a l l u r g i j a i m i e t a ł l o o b r a b o t k a w d r i e w n i e j Rusi, „M atieriały i Issle d o w a n ija po A rch ieo ło g ii S S S R ” 1953, t. 32, s. 5.

9 T am że, s. 48.

10 J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania w c z e s n o ś r e d n i o w i e c z n y c h w y r o b ó w ż e l a z n y c h na p r z y k ł a d z i e z a b y t k ó w a r c h e o l o g ic z n y c h z Ł ę c z y c y , C z e r c h o - w a i B u c z k a , „S tu d ia z D ziejó w G ó rn ictw a i H u tn ic tw a ”, 1959, t. 3, s. 59.

(4)

Dalsze badania m eta lo zn a w c ze 153

znaw czym i d aw nych w yrobów żelaznych, także i w Polsce. Zresztą już ró w n o cześnie z tą pracą ukazały się w ynik i b adań kęsa z W itowa, pow. K azim ierza W ielka u , przeprow adzonych przez A. K rupkow skiego i T. R eym ana, trzech przedm iotów żelaznych z B iskupina, pow. Ż n i n 12, przeprow adzonych przez K. K ap itańczyka — ilości zbadanych okazów były jed n ak niew ielkie. Ju ż pod w pływ em pracy B. A. K ołczina b ad a n ia k ilku daw nych przedm iotów o p u b li kow ał A. Z b ie rs k i13.

B ad an ia m etaloznaw cze daw nych przedm iotów żelaznych zostały p o d jęte przez a u to ra w 1955 roku w ram ach prac Zespołu H istorii P olskiej T echniki H utniczej i O dlew niczej Z akładu H istorii N auki i T echniki PA N (kierow n i kiem zespołu był doc. M. R a d w a n )14. O bjęły one przede w szystkim m a te ria ły od czasów n ajdaw niejszych (tj. około V III w ieku p. n. e.) do XIV w., przy czym przyjęto, że b ad an ia m uszą być kom pleksow e, tj. uw zględniające w szyst kie p o trzeb n e m etody m etaloznaw cze, k tó re mogą znaleźć zastosow anie w b a d an iac h dużej ilości okazów; m etodyka b ad ań w szystkich przedm iotów o raz sposób opracow ania i zestaw iania m ateriałó w m iały być jednolite, ta k ab y zapew nić całkow itą porów nyw alność w yników i ułatw ić dow olne w y ko rzy sta n ie dany ch przez czytelnika.

Oprócz obserw acji m etalograficznych (wraz z oceną wielkości ziarn a i k la syfikacją s tru k tu ry w trą ceń żużla) prow adzono badania m ikro tw ardości sk ład n ik ów stru k tu ra ln y c h m etalu, b ad a n ia jego tw ardości oraz jakościow ą (spek- trograficzną) i ilościową analizę chem iczną.

D okładniejsze dane o tych m etodach zostaną podane w dalszej części n in ie j szego opracow ania, tu należy jed y n ie w spom nieć, że zakres b adań był szerszy aniżeli zakres stosow any przez innych autorów , także i przez B. A. K ołczina.

Zw iększająca się z ro k u n a rok ilość zbadanych przedm iotów żelaznych

11 A. K ru p k ow sk i, T. R eym an B a d a n ia m e t a l o z n a w c z e n ad p r z e k u t y m p ó ł f a b r y k a t e m ż e l a z a z W i t o w a , p o w . P i ń c z ó w , i ż u ż l e m d y m a r k o i o y m z I g o  łom i, p o w . P r o s z o w i c e , „ S p raw ozd an ia P a ń stw o w e g o M uzeum A r c h e o lo  giczn eg o w W a rsza w ie” 1953, t. 5, z. 1—2, s. 48.

12 K. K a p itań czyk W s p r a w i e h u t n i c t w a w c z e s n o ś r e d n i o w i e c z n e g o w B i s k u p in i e (dane a n a l i t y c z n e i te ch n ologicz n e), „Studia W czesn o śred n io w ieczn e”, 1953, t. 2, s. 127.

13 A. Z b iersk i W c z e s n o ś r e d n i o w i e c z n e g ó r n i c t w o i h u t n i c t w o w ś w i e t l e m a te r i a ł ó w z g r o d z is k a łę c z y c k ie g o , „Studia W czesn o śred n io w ieczn e” 1955, t. 3, s. 298.

14 O prócz autora n iek tó rzy in n i cz ło n k o w ie zesp ołu p rzep ro w a d zili i o p u b li k o w a li bad an ia n ie w ie lk ie j ilo śc i p rzed m io tó w żela zn y ch (por. W. R óżań sk i B a d a n ia p r z e d m i o t ó w m e t a l o w y c h , p o c h o d z ą c y c h z g r o b ó w c ia ł o p a ln y c h w O p a t o w i e C z ę s t o c h o w s k i m , „Studia z D ziejó w G órn ictw a i H u tn ic tw a ” 1958, t. 2, s. 99; te n ż e Bad a n ia m e t a l o z n a w c z e f r a g m e n t ó w ż e l a z n y c h p o c h o  d z ą c y c h ze s t a n o w i s k a 4 w J e l e n i o w i e , „ K w a rta ln ik H isto rii K u ltu ry M a te r ia ln e j” 1960, t. 8, z. 4, s. 565). O statn io p o d jęli b ad an ia A . M azur z A k a  d em ii G ó rn iczo -H u tn iczej w K ra k o w ie i E. N o sek z M uzeum A r c h e o lo  g iczn eg o w K rak ow ie. P u b lik a c je in n y ch a u to ró w w y m ie n io n o w p racy: J. P ia sk o w sk i S p r a w o z d a n i e z m e t a l o z n a w c z y c h b a d a ń d a w n i e j s z y c h p r z e d  m i o t ó w ż e l a z n y c h w latach 1955— 1962, „K w a rta ln ik H istorii N au k i i T e c h  n ik i”, t. 8, z. 1, s. 77.

(5)

w Zespole H istorii P olskiej T echniki H utniczej i Odlewniczej po jed en astu latach badań przekroczyła 1 100 okazów z ponad 210 stanow isk archeologicz nych i miejscowości.

R ów nocześnie rozw inęły się b ad an ia i w in n y ch krajach. W 1959 roku N. A. Kołczin opublikow ał d rug ą pracę, zaw ierającą w yniki b ad ań 276 przed m iotów żelaznych z N ow ogrodu (X—XVI w .) 15. Poza tym dużą ilość przed m iotów żelaznych — w tym także i sprzed ok resu wczesnego średniow iecza z teren ó w Łotw y i in nych k ra jó w n adbałtyckich zbadał B. A. A n tein s 16, w y niki badań przedm iotów scytyjskich opublikow ali B. A. Szram ko, Ł. A. Sołncew i Ł. D. Fom in 17. A utorzy ci stosow ali tak i sam za k res badań, jak B. A. Kołczin.

Na m niejszą skalę prow adzone były b adania w in nych k rajach. R. P le in er w swej książce o w czesnohistorycznym k o w alstw ie w E uropie podał w yniki badań 62 przedm iotów żelaznych z 28 stano w isk archeologicznych z tere n u C zechosłow acji18, a R. F. Tylecote zebrał rozproszone w yniki podobnych b a dań m ateriałów z W ielkiej B r y ta n ii19. B adania niew ielkiej ilości przedm iotów żelaznych opublikow ano w Niem ieckiej R epublice F e d e r a ln e j20, we Wło szech 21 i in.

KONCEPCJA STAROŻYTNEGO ŻELAZA „ŚW IĘTOKRZYSKIEGO” W ynikiem opracow ania liczebnych danych anality czny ch m ateria łó w że laznych z ziem P olski była w ysun ięta przez a u to ra koncepcja starożytnego żelaza „św iętokrzyskiego” . G eneza tej koncepcji w ym aga pew nego w y jaśn ie nia, była bowiem przedstaw iona w pub lik acji w sposób nieścisły 22.

Otóż już w pierw szej fazie badań au to r m iał okazję zwrócić uw agę n a duże różnice w cechach daw nych w yrobów żelaznych, i to różnice m ające n a jw i

15 B. A. K ołczin Żelezoobrabotywajuszczije riemieslo Nowgoroda Wielikogo,

„M atieriały i Is sle a o w a n ija po A rch ieo ło g ii S S S R ” 1959, t. 65, s. 7.

18 A. A n tein s o p u b lik o w a ł k ilk a prac, zajm u jąc się szczeg ó ln ie w c z e sn o śr e d  n io w ieczn y m i „ d ziw ero w a n y m i” grotam i w łó czn i. S z c z e g ó ln ie d użą ilość w y n ik ó w badań (260 p rzed m io tó w z 32 sta n o w isk ) za w iera p raca A. A n  tein s D ze ls un te r a u a a i z s t r a d a j u m u s t r u k t u r a s , ip a s ib a s un o z g a t a v o s a n a s te h n o lo g ija se n a j a L a t v i j a (lidz. 13 gs.), „A rh eologija un E tn o g r a fija ” 1960, t. 2, s. 3.

17 B. A. Szram ko, Ł. A . S o łn cew , Ł. D. F o m in T ie c h n ik a o b r a b o t k i żeleza w l e s o s te p n o j i s t e p n o j S k tf ii , „ S o w ietsk a ja A rch eo ło g ija ” 1963, z. 3, s. 36.

18 R. P lein er S t a r e e v r o p s k e k o w a r s t v i , P raha 1962, s. 9.

19 R. F. T y leco te M e t a l l u r g y in A r c h a e o lo g y , L ondon 1962, s. 175.

20 O b szern iejsze m a teria ły , ob ejm u ją ce w y n ik i badań 27 p rzed m io tó w ż e la z  nych, o p u b lik o w a ł O. S ch aab er B e it r a g e z u r Fra ge d e s N o r is c h e n Eisens,

C arinthia 1963, t. 1, s. 129.

21 M ożna tu w y m ie n ić p rzed e w sz y stk im p race C. P a n serieg o , np. C. P an seri, M. L eon i E sa m e m e t a ll o g r a f i c o di alu n e la m e d i s p a d e g a llic h e d e l II sec. A. C., „M etallu rgia Ita lia n a ” 1959, t. 51, z. 1, s. 5.

22 R. P le in e r P r z y c z y n e k do p r o b l e m u m e t a l u r g i i w c z e s n o h i s t o r y c z n e j i z a g a d n ien ia ta k z w a n e g o m e t a l u ś w i ę t o k r z y s k i e g o , „ K w a rta ln ik H isto rii N auki

(6)

doczniej ch a ra k te r system atyczny, a nie przypadkow y. Zauw ażono m ianowicie, że p raw ie w szystkie przedm ioty zelazne z Jado w n ik M okrych (pow. Dąbrowa T arn ow ska) w yko nane były z żelaza o niskiej zaw artości fosforu (0,03— — 0,17%> P) i o różnym , niekiedy n aw et bardzo silnym n aw ęgleniu p ierw o tny m (a więc była to raczej stal), podczas gdy wśród m ateriałów z Nowej H uty-W y- ciąży i Igołom i (pow. Proszowice) w y stąp iła gru pa przedm iotów z żelaza o w y sokiej zaw artości fosforu (0,32—0,46°/» P); należące do tej gru p y narzędzia były

poddan e w tó rn em u naw ęgleniu 23 w celu utw ardzen ia. P rzeprow adzone a n a lizy żużla z obu ostatn ich stanow isk w ykazały, że przetapiano tam ru d ę żelaza o dość dużej zaw artości zw iązków fosforu.

W ysunięto wówczas przypuszczenie, że przedm ioty z wysokofosforowego żelaza z Nowej H uty-W yciąży i Igołomi są w yrobam i m iejscowym i, natom iast przedm ioty z żelaza niskofosforow ego o niekiedy n aw et dość silnym naw ęgle n iu p ierw o tnym z Jad o w n ik M okrych pochodziły z jakiegoś dużego ośrodka, gdzie przetap ian o niskofosforow ą rudę żelaza, a m ianow icie z ośrodka w re jo

nie G ór Ś w iętokrzyskich 24.

Taki był początek tzw. koncepcji żelaza św iętokrzyskiego, jak a została w y sunięta, gdy dalsze b ad an ia dużej ilości przedm iotów żelaznych potw ierdziły o bserw ację o zróżnicow aniu cech przedm iotów żelaznych w ystępujących w róż

nych częściach P o ls k i25. Ilość zbadanych przez au to ra przedm iotów żelaznych zw iększała się z każdym rokiem , dostarczając dalszych danych o system atycz

nych różnicach cech w yrobów żelaznych w różnych częściach k ra ju i w róż n ych okresach czasu.

Zw iększający się m ateria ł dośw iadczalny pozw alał na coraz szersze stoso w a n ie różnych m etod ra ch u n k u statystycznego i teo rii praw dopodobieństw a. P ierw sze zestaw ienie cech starożytnego żelaza św iętokrzyskiego podano w pracy au to ra oraz T. R óży ck iej26, a n astępnie na sesji Zespołu H istorii P o l skiej T echniki H utniczej i Odlew niczej w dniu 25 stycznia 1961 przedstaw iono re fe ra t zaw ierający podstaw y m etody i zestaw ienie m ateriałów , k tó re pozwo liły na w yodrębnienie w yrobów św iętokrzyskich jako zespołu w ykazującego pew ien określony zespół cech; zamieszczone w ieloboki rozkładu ch a rak tery zo w ały krzyw e praw dopodobieństw a dla poszczególnych cech 27.

23 C hodzi tu o n a w ę g le n ie , k tórem u pod d aw ano n arzęd zie w y k u te z żelaza; n a w ę g le n ie p ie r w o tn e n a stęp u je przy w y to p ie m eta lu z rudy i d aje w r e  zu lta cie sta l.

24 J. P ia sk o w sk i M e t a lu r g i a ż e l a z a w o k r e s ie la t e ń s k i m i r z y m s k i m w d o rz e c zu g ó rn e j W i s ł y w ś w i e t l e b a d a ń m e t a l o z n a w c z y c h [w:] Z d z i e j ó w s t a r o ż y t n e j m e t a l u r g i i na z i e m i a c h P o l s k i p o ł u d n i o w e j , K ra k ó w — N ow a H uta, 1956, s. 52.

25 Por. J. P ia sk o w sk i D y s k u s j a nad k o n c e p c ją s t a r o ż y t n e g o że l a z a ś w i ę t o k r z y s k i e g o ( w o d p o w i e d z i d r o w i R. P le i n e r o w i) , „K w artaln ik H istorii

N auki i T ech n ik i”, 1965, t. 10, z. 3, s. 350.

26 J. P ia sk o w sk i, T. R óżycka B a d a n ia tech n o lo g ii w y r o b ó w ż e l a z n y c h na zi e m i a c h P o l s k i w o k r e s ie h a l s z t a c k i m i w c z e s n o l a t e ń s k i m , „K w artaln ik H isto rii K u ltu ry M a te r ia ln e j” 1959, t. 7, z. 3, s. 391.

27 T ek st ob szern ego refera tu ogłoszon o w pracy: J. P ia sk o w sk i C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e w y r o b ó w ż e l a z n y c h p r o d u k o w a n y c h p r z e z s t a r o ż y t n y c h h u t n i  k ó w w G órach Ś w i ę t o k r z y s k i c h w o k r e s ie w p ł y w ó w r z y m s k i c h (I— IV w.n.e.), „S tu d ia z D ziejó w G órn ictw a i H u tn ic tw a ” 1963, t. 6, s. 9.

(7)

W pracy tej przedstaw iono także m etodę w ery fik acji cech oraz w yniki badań fragm entów łupek żelaza z piecow isk św iętokrzyskich 2S; łu p k i te w y kazały te sam e cechy, co w yodrębnione uprzednio w yroby „św iętokrzyskie”. K oncepcja starożytnego żelaza „św iętokrzyskiego” op ierała się n a stw ier dzeniu, że żelazo dym arskie w zależności od ro dzaju ru d y , a w pew nym stop niu także w zależności od stosow anych zabiegów (np. sposobu doprow adzenia dm uchu) posiada pew ne określone cechy składu chem icznego, s tru k tu ry itp.

W ielkość każdej cechy m iała być określona przez krzyw ą praw dopodobień stw a (wielobok rozkładu) w skazującą częstotliwość w y stęp ow ania poszczegól nych w artości każdej cechy. Te krzyw e praw dopodobieństw a (wieloboki roz kładu) należało wyznaczyć dla poszczególnych cech w yrobów żelaznych z d a nego ośrodka hutniczego i isto tn ie wieloboki tak ie w yznaczono dla ośrodka hutniczego w rejonie Gór Ś w iętokrzyskich.

Dla w yznaczenia tych w ieloboków w ykorzystano b ad a n ia przedm iotów żelaznych z okresu w pływ ów rzym skich, znalezionych w p ro m ien iu ok. 100 km od G ór Ś w iętokrzyskich. R egu larny kształt w ieloboków w skazyw ał, że rozpa try w a n e przedm ioty tw orzą — ogólnie biorąc — jeden zbiór, k tó ry uznano za w yroby „św iętokrzyskie” 29; ogrom na pro d u k cja żelaza w tym czasie w ośrod ku św iętokrzyskim pozw alała n a przyjęcie tak iej iden ty fik acji. Takie w ielo boki rozkładu cech żelaza św iętokrzyskiego, uzupełnione now ym i m ateriałam i, przedstaw iono w dalszej części niniejszej pracy.

K oncepcja starożytnych w yrobów „św iętokrzyskich” sp otk ała się z pew nym i sp rz eciw a m i30. Sprzeciw y te były częściowo w ynikiem fa k tu , iż w nioski, do jak ich koncepcja prow adziła, nie były archeologicznie potw ierdzone, a częś ciowo pochodziły z niezrozum ienia statystycznych podstaw koncepcji. D ysku ta n c i ro zp atry w ali bow iem każdą cechę w yrobów „św iętokrzyskich” oddziel nie i dochodzili do niew ątpliw ie słusznego w niosku, że dan a cecha nie je st specyficzna dla ośrodka św iętokrzyskiego.

Tym czasem w przedstaw ionej koncepcji specyficznym jest cały zespół określonych cech, a n aw et — ściśle biorąc — zespół określonych krzyw ych praw dopodobieństw a rozkładu poszczególnych cech.

Z uw agi na pow ażne konsekw encje koncepcji staro ży tn y ch w yrobów „św ię tok rzysk ich” — niezależnie od w ypow iedzi w dyskusjach — podjęto szereg prac uzupełniających, podtrzym ujących podstaw ow e tezy koncepcji.

P rzede w szystkim n a podstaw ie m ateriałów analitycznych i w oparciu o daw ne źródła pisane w ykazano, że istn ieje korelacja pom iędzy zaw artością fosforu w żelazie dym arskim i w rudzie użytej do w ytopu lub w żużlu Sl. O

zna-28 P e łn e w y n ik i a n a liz łu p ek św ię to k r z y sk ic h zn a lezio n y ch przez K. B ie le - nina opisano w pracy: J. P ia sk o w sk i S p r a w o z d a n i e z b a d a ń r u d y , żu ż la i f r a g m e n t ó w łu p e k z P o d c h e lm ia , p o w . K ie l c e , G a r d z i e n ia , p o w . L i p s k o , o r a z J e le n i o w a i S t a r e j S łu p i, p o w . O p a t ó w , „K w a rta ln ik H isto rii K u l tu ry M a teria ln ej” 1960, t. 8, z. 4, s. 573.

29 Por. J. P ia sk o w sk i C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e w y r o b ó w że laznych..., s. 36.

30 D y s k u s j a , „Studia z D z ie jó w G órn ictw a i H u tn ic tw a ” 1963, t. 6, s. 86, Por. także: R. P lein er P r z y c z y n e k do p r o b l e m u m e t a l u r g i i w c z e s n o h i s t o r y c z n e j ..., s. 19.

31 J. P ia sk o w sk i C o rre la tio n b e t w e e n th e p h o s p h o r u s c o n t e n t in iron o r e or slag a n d t h a t in b l o o m e r y iron, „A rch aeologia P o lo n ia ” 1965, t. 8, s. 83. T akże J. P ia sk o w sk i C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e w y r o b ó w że lazn ych ..., s. 33.

(8)

Dalsze badania m e taloznaw c ze 157

•cza to p rakty czn ie, że niezależnie od pew nego rozrzutu, u w a ru nk ow anego rozłożeniem fosforu w i'udzie i przebiegiem w ytopu, z ru d y niskofosforow ej uzyskuje się żelazo (lub stal) o niew ielkiej zaw artości fosforu, a z ru d y zaw ie rającej dużą ilość tej dom ieszki — m etal wysokofosforowy. S tąd każda g ru p a przedm iotów z żelaza dym arskiego znaleziona na ziem iach P olski i w ykazująca niew ielką ilość fosforu, n a przykład poniżej 0,15% P, o ile nie była im portem , pochodziła p ra k ty c z n ie 22 z ośrodka św iętokrzyskiego lub ze znacznie m n ie j szego ośrodka hutniczego na Ś ląsku Opolskim, gdzie rów nież eksploatow ano

ru d ę żelaza o niskiej zaw artości fosforu 3S.

W swej podstaw ow ej pracy poświęconej istn ie n iu korelacji pom iędzy za w artością fosforu w rud zie (lub żużlu) i ilością tej dom ieszki au to r 34 n a p o d staw ie analiz u stalił następ u jący wzór o kreślający tę zależność:

P z = (0,12 - 0,35) (P20 5)s (1)

lub

P z = (0 ,2 6 -0 ,8 0 ) P s (2)

gdzie P 2 — zaw artość fosforu w żelazie (°/o) P s — zaw artość fosforu w żużlu (°/o) (P20 5)s — zaw artość P 20 5 w żużlu (°/o)

W przybliżeniu w zór ten odpow iada statystycznej zależności pom iędzy za w artością fosforu w żelazie dym arskim i w rudzie żelaznej, użytej do w ytopu, gdyż kon cen tracja fosforu w rudzie i w żużlu dym arskim jest zbliżona.

T w ierdzenie o istn ie n iu korelacji pom iędzy zaw artością fosforu w żelazie dym arskim i rudzie użytej do w ytopu, w ysu nięte po raz pierw szy przez a u to ra w form ie przypuszczenia w 1956 roku 35, było postaw ione ju ż w y ra źn ie w pracy o pu blikow anej z T. Różycką w trzy lata p ó ź n ie j33; w tym też czasie na takiej tezie o p arł sw ą pracę O. A rrh en iu s 37 stw ierdzając na podstaw ie za w artości fosforu określonej w daw nych przedm iotach żelaznych, znalezionych

na tere n ie Szwecji, rodzaj ru d użytych do w ytopu żelaza, różniących się w łaśnie zaw artością fosforu.

Także R. F. Tylecote w sw ej książce o m etalu rg ii w archeologii nie tylko przy jm u je tezę o istn ie n iu korelacji pom iędzy zaw artością fosforu w żelazie dym arskim i w rudzie żelaznej, lecz n aw et podaje form ułę m atem atyczną przedstaw iającą zależność pom iędzy zaw artością fosforu w żelazie i w żużlu

82 P o m in ięto tu n iezn a czn e ilo śc i p rzed m io tó w u z y sk iw a n e w n ie lic z n y c h ośrodkach o ogran iczon ej p rod u k cji, np. na ziem ia ch P o lsk i p o łu d n io w e j, g d zie p rzy p u szcza ln ie ek sp lo a to w a n o n ie w ie lk ie złoża ru d y żelaza o n isk iej za w a rto ści fo sfo ru oraz n a tra fien ie — w sk u te k seg reg a cji — na n isk ą za  w a rto ść fo sfo ru w m eta lu w y to p io n y m z rudy w y so k o fo sfo r o w e j.

33 J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania w y r o b ó w ż e l a z n y c h i p r ó b e k ż u ż l a z e Ś lą s k a O p o ls k i e g o z o k r e s u w p ł y w ó w r z y m s k i c h , „P rzegląd A r c h eo lo g ic zn y ” 1963, t. 15, s. 134.

34 J. P ia sk o w sk i C o r r e l a ti o n b e t w e e n th e p h o s p h o r u s content..., s. 91.

35 J._P iask ow sk i M e t a lu r g i a że la z a w o k r e s ie l a t e ń s k i m i r z y m s k i m ..., s. 51.

86 J. P ia sk o w sk i, T. R óżyck a, op. cit., s. 389.

37 O. A rrh en iu s D ie G r u n d la g e n u n se r e r ä l t e r e r E is e n h e r s te llu n g , S to ck h o lm 1959, s. 29.

(9)

dym arskim 38, o partą w szakże na bardzo m ałej ilości analiz (2). Istn ien ie ko re lacji pom iędzy zaw artością fosforu w ru dzie i w żelazie dym arskim p rzyjm ują już i in n i autorzy, jak J. R. M a ré c h a ls#. N aw et R. P lein er, w y stępując przeciw koncepcji starożytnego żelaza św iętokrzyskiego, zauw ażył, że

...w każdym razie, zdaje się, można liczyć się tutaj z pewną korelacją. Tak więc z rudy o dużej zawartości fosforu z największym prawdopodobieństwem także i w prymitywnej dymarce otrzymano metal ze znaczną zawartością tego pierwias tka. Natomiast z większości rud niskofosforowych [...] było wytapiane żelazo, jak wolno się spodziewać, o szczególnie małej zawartości fosforu 40

P om ijając daw niejsze prace 11 żaden z au to rów pu blikacji zagranicznych nie kw estion uje istn ie n ia tej korelacji.

N atom iast w k ra ju tw ierdzenie o istn ie n iu k orelacji pomiędzy zaw artością fosforu w żelazie dym arskim i w rudzie spotkało się początkowo z k ry ty k ą pew nych m etalurgów , którzy tw ierd zili, że w procesie w ytopu żelaza w piecu dym arskim fosfor nie przechodzi do ż e la z a 42, później jed n ak M. R adw an przyznał, że zjaw isko to rzeczywiście zachodzi, nie zajm ując wszakże stan o w iska odnośnie istn ien ia k o re la c ji43.

N astępnie w podsum ow aniu dyskusji nad szczegółowym re fera tem pośw ię conym koncepcji starożytnego żelaza św ięto k rzy sk ieg o 44 M. R adw an uznał tw ierdzen ie au tora, że „niska zaw artość fosforu w rudzie w yznaczała niską zaw artość tego p ierw iastk a w m etalu ” za „dopuszczalne uproszczenie, w y starczające dla pierw szego przybliżenia, ale nie w ystarczające, jeśli się uw zględni w agę tego składnika w «koncepcji» m etalu «świętokrzyskiego»” 45r nie w yjaśniając wszakże, w czym tw ierdzenie au to ra nie jest w ystarczająco udokum entow ane.

Tym czasem z prób odtw orzenia procesu dym arskiego, prow adzonych przez M. R adw ana, w ynika, że zależność pom iędzy zaw artością fosforu w ru d zie i w żelazie dym arskim istn ie je nie tylko w sensie jakościow ym , lecz tak że i w sensie ilościowym. Nie w nik ając naw et, w danym m om encie, w ścisłość

38 R. F. T ylecote, op. cit., s. 253.

39 J. R. M aréchal La p r é s e n c e d ’a z o t e d a n s les a n cien s s o b j e t s en f e r , „M ém oires S c ie n tifiq u e s d e la R ev u e de M éta llu rg ie” 1963, t. 60, z. 2. s. 138.

40 R. P lein er P r z y c z y n e k d o p r o b l e m u m e t a l u r g i i w c z e s n o h i s t o r y c z n e j ..., s. 32.

41 O. O lsh au sen E is e n g e w i n n u n g in v o r g e s c h ic h tl ic h e r Z e it , „ Z eitsch rift fü r E th n o lo g ie” 1909, t. 41, s. 65; P. W eiersh a u sen D ie B a u e r r e n f e u e r d e s W e s t e r w a l d — u n d D ill g e b ie t e s , „M annus” 1941, t. 33, s. 190.

42 S. H o lew iń sk i, M. R ad w an , W. R óżań sk i Z b a d a ń n a d d y m a r k ą ś w i ę t o k r z y s ką , „A rchiw um H u tn ic tw a ” 1960, t. 5, z. 3, s. 276.

43 M. R ad w an Ś w i a d e k w i a r y g o d n y [w :] W. R o źd zień sk i O fficin a fe r r a r i a âbo h u tâ i w â r s t â t z k u ź n i a m i s z la c h e tn e g o d z i e ła że l a z n e g o w y d . R. P o lla k , M. R adw an, S. R ospond, W rocław 1962, s. L X IX . T akże: M. R a d w a n D o  t y c h c z a s o w e p r ó b y o d t w o r z e n i a p r o c e s u m e t a l u r g i c z n e g o w d y m a r k a c h t y p u ś w i ę t o k r z y s k i e g o , „A rch eologia P o ls k i” 1962, t. 7, z. 2, s. 255.

44 J. P ia sk o w sk i C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e w y r o b ó w ż elazn ych ..., s. 9.

45 M. R ad w an P o d s u m o w a n i e d y s k u s j i , „Studia z D ziejó w G ó rn ictw a i H u tn ic tw a ” 1963, t. 6, s. 150.

(10)

Dalsze badania m etaloznaw cze 159

w yk resu przedstaw ionego o statnio przez M. R a d w a n a 46, w y nik a z niego, że przy k o n ce n tracji żelaza m etalicznego (Femet) w żużlu powyżej 20% stosunek zaw artości fosforu w m asie m etalu do zaw artości fosforu w m asie żużla jest stały i p ra w ie rów ny 0,65.

T em atem dalszych studiów było rozłożenie fosforu w żelazie dym arskim ; już w jed n ej z pierw szych prac stw ierdzono segregację (nierów nom ierne roz łożenie) tej dom ieszki w żelazie w ysokofosforow ym % P rzeprow adzono więc liczne b ad a n ia , w ykonując k ilk ak ro tn ie oznaczenia zaw artości fosforu w je d nym przedm iocie z żelaza dym arskiego i określając n astęp n ie m atem atycznie zależność pom iędzy rozrzutem analiz (segregację), a średnią zaw artością fosforu 48.

Zależność tę przedstaw iono w nieco in n ej form ie n a ryc. 1, w skazującej w yraźnie, że rozrzu t zaw artości fosforu w żelazie dym arskim ma c h a ra k te r ściśle ograniczony, że je st on nieznaczny w żelazie niskofosforow ym , większy w m etalu zaw ierającym w iele tej szkodliw ej domieszki. P rzed staw io ny w ykres pozw ala ocenić możliwości tego rozrzutu.

O pracow ano także problem uzyskania — na drodze przypadkow ego roz rz u tu — niskiej zaw artości fosforu w żelazie wysokofosforowym . P rzy jm u jąc tego rodzaju możliwość, ro zpatryw an o przedm ioty żelazne, gdzie — jak można było przypuszczać — w ystępow ały w yłącznie (lub p raw ie wyłącznie) w yroby z żelaza w ytopionego z ru d y o podw yższonej zaw artości fosforu.

R ozpatrując tak 338 analiz żelaza i stali z 12 stanow isk archeologicznych (V—XI w.) ustalono 49, że średnie praw dopodobieństw o n a tra fie n ia n a w ynik poniżej 0,2% P w żelazie z ru d y wysokofosforow ej w ynosi 0,367, a praw d o podobieństw o n a tra fie n ia na w y n ik poniżej 0,1% P — 0,113. Jeśli jed n ak roz p atru je m y tylko przedm ioty z żelaza, w ted y praw dopodobieństw o uzyskania w yniku poniżej 0,2% P w ynosi tylko 0,117, a praw dopodobieństw o uzyskania poniżej 0,1% P — zaledw ie 0,044.

Dla poszczególnych ośrodków produkcyjnych , przede w szystkim w zależ ności od zaw artości fosforu w ru dzie żelaznej, wielkości te m ogą ulegać pew nym zm ianom , w każdym jed n ak razie pozostają one niew ielkie i rozp atru jąc

46 M. R ad w an D a lsz e p r ó b n e w y t o p y w p ie c y k a c h d y m a r s k i c h t y p u ś w i ę t o k r z y s k i e g o , „K w a rta ln ik H isto rii N a u k i i T ech n ik i” 1964, t. 9, z. 3— 4, s. 371. Por. także: M. R ad w an M é t h o d e s a p p l i q u é e s en Pologne..., s. 150. Do tej o sta tn iej pracy dołączon o jed n a k p o w ie lo n y tek st in n eg o jeszcze o b lic z e  nia, z k tórego w y n ik a , że P z = (1,37—2,61) P s. Oba w y w o d y M. R adw ana m ają ten n ied o sta tek , że p o szczeg ó ln e w ie lk o ś c i w y k a z u ją c e rozrzut sta  ty sty c z n y zostały p o tra k to w a n e jak o w ie lk o ś c i p o w ią za n e fu n k cjo n a ln ie. D la w ła śc iw e g o rozw iązan ia z a g a d n ien ia n a leża ło w y zn a czy ć — na p o d sta w ie od  p o w ied n io liczn y ch a n a liz — w a rto ści śred n ie p o szczeg ó ln y ch w ie lk o ś c i i w p r o w a d zen ie do za leżn o ści fu n k cjo n a ln y ch tych w ła śn ie śred n ich .

47 J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania z a b y t k ó w a rc h e o lo g ic zn y c h z W y c i ą ż a , I g o ło m i, J a d o w n i k M o k r y c h i P i e k a r , „Studia z D ziejó w G órn ictw a i H u t n ic tw a ”, 1958, t. 2, s. 66.

48 J. P ia sk o w sk i O p i e r w o t n y m sp o s o b ie o t r z y m y w a n i a s t a li p r z e z ś r ed n io w i e c z n y c h S ło w i a n , „ H u tn ik ” 1964, t. 31, z. 12, s. 381.

40 J. P ia sk o w sk i O k r e ś l a n ie p o c h o d z e n i a d a w n y c h p r z e d m i o t ó w na p o d s t a w i e a n a l i z y cech, „ K w a rta ln ik H isto rii N au k i i T ech n ik i” 1967, t. 12, z. 1 s. 61.

(11)

Ryc. 1. Zależność rozrzutu analiz zawartości fosforu od średniej zawartości fosforu w dawnych wyrobach z żelaza dymarskiego (na podstawie analiz)

(12)

analizy zespołu przedm iotów m ożna wyliczyć na podstaw ie w zoru z ra ch u n k u praw dopodobieństw a, czy przedm ioty pochodzą z żelaza uzyskanego z ru d y w ysokofosforow ej, czy tez z żelaza w ytopionego z ru d y o n iew ielkiej zaw artości zw iązków fosforu.

R ozpatryw ano także w pływ pierw otnego naw ęglania żelaza (podczas w y topu m etalu w piecu dym arskim ) na przechodzenie fosforu z ru d y do żelaza. Z rozw ażań teoretycznych E. S c h iirm a n n a 50 w y nik a, że w w a ru n k ach sil niejszego naw ęg lania do m etalu przechodzi m niej fosforu; tw ierd zen ie to zostało potw ierdzone także przez w yn iki bad ań a u t o r a 51, p rzem aw iają za tym rów nież podane wyżej w artości praw dopodobieństw a dla różnych zaw artości fosforu w zależności od stopnia naw ęglenia.

S tu d ia nad zaw artością fosforu w w yrobach stalow ych ze stanow isk a r cheologicznych, gdzie n a tra fia n o na ślady w ytopu ru d y w ysokofosforow ej, w ykazały, że zaw artość fosforu w stali (a więc w m etalu silnie naw ęglonym ) jest niższa niż w żelazie, jed n ak możliwości obniżenia zaw artości fosforu w w a ru n k ach silnego naw ęglenia są ograniczone i zaw artość fosforu w tak iej stali jest wyższa (0,08—0,40% P) aniżeli ilość tej dom ieszki w stali uzyskanej z ru d y niskofosforow ej 52. A więc i w w aru n k ach silnego naw ęglenia tw ie r dzenie o istn ie n iu korelacji pom iędzy zaw artością fosforu w rudzie i w u zys kanym z tej ru d y m etalu pozostaje aktualne.

W każdym razie jed n ak w ocenie ilości fosforu w m etalu pochodzenia dym arskiego należy uw zględniać rów nocześnie zaw artość w ęgla, na co zw ró cono zresztą uw agę już w pierw szej fazie opracow ania cech starożytnego że laza św iętokrzyskiego.

W ten sposób w yczerpująco przeanalizow ano zagadnienie fosforu w żela zie dym arskim jako podstaw ow ej dom ieszki w skazującej n a pochodzenie m etalu (obok oceny jego jakości), zwłaszcza jeśli chodzi o daw ne w yroby żelazne, w ystępujące na ziem iach Polski.

Rozpoczęto także studia n ad zróżnicow aniem składu chem icznego żużli dym arskich w ystępujących na ziem iach Polski, szczególnie z uw agi na m ożli wość w ystępow ania różnic w stru k tu rz e fazowej żużla, uzależnionej — p rz y n ajm n iej w pew nym stopniu — od tego składu 53. W oparciu o staty styczn ą analizę 141—190 w yników badań skład u chemicznego daw nych żużli d y m a r skich z 58 (dla zaw artości P 2Os z 78) stanow isk archeologicznych lub m iejsco wości zw rócono uw agę na różnice tego składu. P rzedstaw iono klasyfikację tych żużli w edług zaw artości P 2Og, A120 3 i MnO, a zróżnicow anie to potw ierdzono na drodze statystycznej analizy żużli z kilku ośrodków daw nego h u tn ictw a (Śląsk Opolski, Szeligi, pow. Płock, G dańsk, Tum pod Łęczycą). A naliza ta, o p arta na k ry teriu m t, w ykazała słuszność zaproponow anej klasyfikacji.

W ten sposób koncepcja starożytnego żelaza św iętokrzyskiego (będąca

50 E. S ch iirm an n D ie R e d u c ti o n d e s Eisens im R e n n j e u e r , „S tah l und E ise n ” 1968, t. 78, z. 19, s. 1297.

51 J. P ia sk o w sk i C e c h y c h a r a k t e r y s t y c z n e w y r o b ó w ż elazn ych ..., s. 41.

52 Por. J. P ia sk o w sk i O p i e r w o t n y m s p o s o b ie o t r z y m y w a n i a stali..., s. 381; ten że D u l w d a w n e j p o l s k i e j li t e r a t u r z e h u t n i c z e j i je g o i n t e r p r e t a c j a , „ K w a rta ln ik H istorii K u ltu ry M a teria ln ej” 1965, t. 13, z. 1, s. 61.

58 J. P ia sk o w sk i K l a s y f i k a c j a d a w n y c h ż u ż li d y m a r s k i c h w y s t ę p u j ą c y c h na z i e m i a c h P o ls k i w ś w i e t l e s t a t y s t y c z n e j a n a l i z y ich s k ł a d u , „K w a rta ln ik H isto rii K u ltu ry M a teria ln ej” 1966, t. 14, z. 2, s. 335.

(13)

zresztą przypadkiem zastosow ania ogólnej m etody o kreślan ia pochodzenia daw nych przedm iotów żelaznych na podstaw ie badań m etaloznaw czych) zo stała p o parta dodatkow ym i studiam i. Ilość jed n ak m ateriałów , jak ie były podstaw ą do o k reślenia cech św iętokrzyskiego żelaza, pozostaw ała przez dłuższy czas ograniczona.

Dalsze bad ania dostarczyły dodatkow ych danych i do tego zagadnienia. W szczególności cenne są m ateriały , jak ie uzyskano ostatnio z M uzeum Ś w ię tokrzyskiego w K ielcach; w y n ik i tych b ad ań zostały opisane w dalszej części tego opracow ania. Z ostały one także w ykorzystane do ponow nego rozpa trze n ia cech starożytnego żelaza św iętokrzyskiego.

Za udostępnienie tych m ateriałó w a u to r składa na tym m iejscu podzię kow anie D yrekcji M uzeum , a za tru d w yboru okazów do b ad ań — m grow i Januszow i K uczyńskiem u, pracow nikow i tegoż Muzeum.

STAN BADAN I NOWE MATERIAŁY

P rzy pierw szym opracow aniu cech starożytnego żelaza św iętokrzyskiego w ykorzystano przede w szystkim zbadane przedm ioty znalezione w p ro m ien iu 100 km od P asm a Łysogórskiego. Były to m ateriały (38 okazów) ze S ta rac h o wic, W ąchocka, pow. Iłża, G ardzienic, pow. Lipsko 54, C hm ielow a Piaskow ego, pow. Opatów , Błonia, pow. Sandom ierz 55 i Jad o w n ik M okrych, pow. D ąbrow a T arnow ska 56.

Do g ru p y tej m ożna by je d n a k dołączyć zbadane m ateria ły z D ratow a, pow. P u ła w y (5 o k az ó w )57 i Iw anow ic, pow. M iechów 58, a także podd ane później badaniom przedm ioty z osady w Dalew icach, pow. Proszow ice 59, i Igo- łom ii,pow . Proszow ice (tylko część okazów datow anych n a okres w pływ ów rzym skich) 60. P onad to uzupełniono w yniki analiz trzech przedm iotów ze S ta rachow ic i W ąchocka, pow. Iłża. W ym ienione m ateriały uw zględniono w d a l szym opracow aniu cech starożytnego żelaza św iętokrzyskiego (por. dalej ryc. 42—44). 54 Por. J. P ia sk o w sk i T e c h n o lo g ia i p o c h o d z e n i e w y r o b ó w ż e l a z n y c h z p ó ł n o c n e j M a ł o p o ls k i i M a z o w s z a w o k r e s ie w p ł y w ó w r z y m s k i c h na p o d s t a w i e b a d a ń m e t a l o z n a w c z y c h , „Studia z D z ie jó w G órn ictw a i H u tn ic tw a ” 1962, t. 7, s. 127. 55 Por. J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania w y r o b ó w ż e l a z n y c h z c m e n t a r z y s k c ia ł o p a ln y c h w B ło niu, p o w . S andow Aerz i C h m i e l o w i e P i a s k o w y m , p o w . O p a t ó w , „S p raw ozd an ia A rch eo lo g ic zn e” 1964, t. 16, s. 395.

56 J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania z a b y t k ó w a r c h e o l o g ic z n y c h z W y - ciąża..., s. 32.

57 J. P ia sk o w sk i T e c h n o lo g ia i p o c h o d z e n i e w y r o b ó w ż e l a z n y c h z p ó łn o c n e j M ałopolski..., s . 155.

58 J. P ia sk o w sk i M e t a l o z n a w c z e b adania w y r o b ó w ż e l a z n y c h z o k r e s u h a l s z ta c k ie g o i l a t e ń s k i e g o p o c h o d z ą c y c h z M a ło p o lsk i, „M a teria ły A r c h e o lo  g ic z n e ” 1960, t. 2, s. 206.

59 J. P ia sk o w sk i S p r a w o z d a n i e z m e t a l o z n a w c z y c h b a d a ń s t a r o ż y t n y c h p r z e d m i o t ó w ż e l a z n y c h i ż u ż l a z osad w D a le w ic a c h , p o w . P r o s z o w i c e , i W ó l k i Ł a s ie c k i e j, p o w . Ł o w i c z , „S p raw ozd an ia A rch eo lo g ic zn e” 1966, t. 18, s. 356.

60 J. P ia sk o w sk i D a ls z e b a dan ia m e t a l o z n a w c z e p r z e d m i o t ó w ż e l a z n y c h z Igołom ii, p o w . P r o s z o w i c e „W iadom ości A rch eo lo g ic zn e” 1968, t. 32, z. 3— 4.

(14)

P rzede w szystkim je d n a k uw zględniono now e m ateria ły uzyskane z M u zeum ¡Świętokrzyskiego w Kielcach. Były to przedm ioty żelazne z wczesno- lateńskiego cm entarzyska w R adom iu-W ośnikach (kółko, k aw ałek d ru tu i b ransoleta), grot włóczni z późnolateńskiego cm en tarzysk a w G rójcu, pow. O patów , 7 przedm iotów z w czesnorzym skiego cm entarzysk a ciałopalnego w K o rytnicy, pow. Jędrzejów (nit, dw ie zapinki, dw a frag m en ty nieokreślo nego przeznaczenia, kluczyk i sprzączka), miecz z tegoż okresu z cm enta rzyska w Niegosław icach, pow. Jędrzejów , ostroga z cm entarzyska z Sto- czysk, pow. Włoszczowa (okres wczesnorzym ski), imacz z cm entarzyska w Sieciechowie, pow. Kozienice, nóż z późnorzym skiego grobu ciało palnego (?) w Pilicy, pow. Olkusz, nóż z W ąchocka, pow. Iłża, nóż ze S ta ra chow ic (oba o statn ie okazy z cm entarzysk późnej fazy okresu rzymskiego) i n it z grob u książęcego w Sandom ierzu 61.

W ym ienione przedm ioty były poddane opisanym dalej badaniom po u p rzed n im konserw ow aniu.

METODY BADAN I SPOSÓB ZESTAWIENIA WYNIKÓW M etody opisyw anych b ad ań w yrobów żelaznych nie różniły się od sposo bów stosow anych we w szystkich in n y ch podobnych pracach autora. Obejm o w a ły one ilościową i jakościow ą analizę chem iczną, obserw acje m etalo gra ficzne oraz pom iary m ikrotw ardości i tw ardości.

Ilościową analizę chem iczną przeprow adzano m etodam i klasycznym i, zgod nie z no rm am i obow iązującym i dla stopów żelaza. Ze w zględu na niew ielkie ilości m ateria łu , jakim dysponow ano, oznaczono przede w szystkim zaw artość fosforu w m etalu, podstaw ow ej dom ieszki w żelazie i stali pochodzenia d y m arskiego, stosując m etodę fotom etryczną. M etodę fotom etryczną stosow ano także przy oznaczaniu zaw artości n ik lu i miedzi, n ato m iast zaw artość m an g a n u określano m etodą m iareczkow ą.

Dla o k reślen ia zaw artości w ęgla w m etalu o p arto się n a przybliżonej oce nie na podstaw ie obserw acji m etalograficznych.

Jakościow ą analizę chem iczną przeprow adzano m etodą spektrograficzną przy użyciu sp ek tro g rafu ISP 22, w zbudzając łu k pom iędzy próbkam i tego sa mego m ateriału .

S tru k tu rę żelaza i stali określono pod m ikroskopem m etalograficznym przy pow iększeniu 100 i 500 razy; próbki traw ion o 4°/o roztw orem kw asu azoto wego w alkoholu m etylow ym (azotal). W raz z oceną s tru k tu ry określono w ielkość ziarn a m etalu, posługując się polską norm ą — PN-56/H-04507. Dzieli o na z ia rn a na klasy od 1 (najw iększe ziarno — 16 ziarn na pow ierzchni 1 m m 2) do 8 (najdrobniejsze ziarno — 2 048 ziarn na 1 m m 2).

Na zgładach m etalograficznych zbadano m ikrotw ardość poszczególnych składnikó w s tru k tu ry , posługując się ap a ratem H an n em an n a i stosując przy tym nacisk 50 G. K ażdy w ynik jest średnim z 5 pom iarów .

T w ardość określano sposobem V ickersa (polska norm a PN/H-04360) przy nacisku 10 kG, trw ający m 15 sek.

U zyskane w yniki przedstaw iono w tablicach i zestaw ieniach ry su n k o wych. W yniki badań każdego okazu z n a jd u ją się w dwóch tablicach. Tablica

61 W szy stk ie dane arch eo lo g iczn e o tych m a teria ła ch za w d zięcza autor m grow i J. K u czy ń sk iem u z M uzeum Ś w ię to k r z y sk ie g o w K ielca ch .

(15)

pierw sza zaw iera dane dotyczące pochodzenia okazu oraz w yniki ilościowej i jakościowej analizy chem icznej. P rzy w ynikach analizy jakościow ej pom i nięto obecność w ęgla, krzem u, m an gan u, fosforu i siark i (a także żelaza), w ystępujących zawsze w żelazie i stali pochodzenia dym arskiego, oraz a lu m inium , m agnezu i w apnia, któ rych obecność stw ierdzono we w szystkich b a danych próbkach. W kolum nach zaw ierających w yniki analizy jakościowej znak „ + ” określa w yraźn ie stw ierdzoną obecność domieszki, natom iast znak ,,0” świadczy o obecności jedynie o statn ich (najtrw alszych) lin ii w idm a d a nego p ierw iastka.

W drugiej tablicy podano w yniki obserw acji m etalograficznych: zesta w ienie składników s tru k tu ra ln y c h , klasę wielkości ziarn a, w yn iki pom iarów m ikrotw ardości poszczególnych składników s tru k tu ra ln y c h oraz w yniki po m iarów tw ardości V ickersa.

P rzed staw iając w y n ik i badań w zestaw ieniach rysunkow ych, oparto się na sposobie użytym przez B. A. Kołczina 62. Na pierw szej ry cinie podano w y konan y w skali szkic badanego okazu w raz z określeniem m iejsca wycięcia próbki do badań m etalograficznych. Na d ru giej ry cin ie przedstaw iono „tec h nologię” badanego okazu, tj. um ow nie oznaczony rodzaj m etalu, użytego do w yrobu przedm iotu n a tle zgładu m etalograficznego. Ten szkic zgładu m eta lograficznego w ykonanego zawsze pod k ątem 90° do płaszczyzny pierw szego ry su n k u (szkic okazu) u zup ełnia go częściowo, pozw alając zorientow ać się w przestrzen nym kształcie badanego okazu.

M ateriał ilu stra c y jn y u zu p ełn iają nad to m ikrofotografie s tru k tu ry m etalu.

W Y N IK I B A D A N

P rzed opisem badań now ych m ateriałó w dostarczonych z M uzeum Ś w ięto krzyskiego w K ielcach przedstaw iono w yniki badań trzech przedm iotów z cm entarzysk w S tarachow icach i w W ąchocku, pow. Iłża, jak ie znalazły się w śród m ateriałó w uprzednio badanych, lecz zostały w tedy pom inięte w b a d aniach 63. Były to: gwóźdź tkw iący w okuciu ze S tarachow ic, gwóźdź z oku cia i n it z imacza z W ąchocka, pow. Iłża. Okazy te pochodzą z okresu w p ły wów rzym skich. Nie op ublikow ane dotychczas w yniki ilościowej i jakościow ej analizy chem icznej tych przedm iotów podano w tablicy I, a w yniki o b ser w acji m etalograficznych pom iarów wielkości ziarna oraz pom iarów m ik ro tw ardości i tw ardości — w tablicy II.

O bserw acje m etalograficzne w ykazały, że n it, w y jęty z okucia, jakie zn a leziono w cm entarzy sku w Starachow icach (gr. I n r 7), posiada s tru k tu rę m iękkiej stali, składającą się z fe rry tu i śladów p erlitu (ryc. 2).

Obok w trąceń żużla o jedno litym czarnym zabarw ieniu (typ A) w edług klasyfikacji au to ra 64 w ystępow ały w trą cen ia dw ufazow e ty p u B (zaw ierające nieliczne zaokrąglone jaśniejsze w ydzielenia na ciem nym tle).

62 B. A. K olczin C z o r n a j a m i e t a l ł u r g i j a i m i e t a ł l o o b r a b o t k a w drieiu n iej Rusi..., s. 73.

03 J. P ia sk o w sk i T ech n o lo g ia i p o c h o d z e n i e w y r o b ó w ż e l a z n y c h z p ó łn o c n e j Małopolski..., s. 131.

C4 J. P ia sk o w sk i D a ls z e b a dan ia te c h n o lo g ii w y r o b ó w ż e l a z n y c h na z ie m ia c h p o ls k ic h w o k r e s ie h a l s z t a c k i m i w c z e s n o l a t e ń s k i m , „ K w a rta ln ik H istorii K u ltu ry M a teria ln ej”, 1963, t. 11, z. 1, s. 3.

(16)

D alsze badania m eta lo zn a w c ze

Ryc. 2. S tru k tu ra nitu z ok u cia ze S tarach ow ic: ferry t, śla d y p erlitu i w trą cen ia żużla, tra w io n e a zotalem

(p o w ięk szen ie 100 razy)

R yc. 3. S tru k tu ra gw oźd zia z okucia z W ą chock a, pow . Iłża: ferry t, p erlit i w tr ą c e  n ie żużla, traw . a zotalem (p o w ięk szen ie

100 razy)

Ryc. 4. S tru k tu ra trzpienia n itu z im a - cza tarczy z W ąchocka: ferry t, p erlit i w trą cen ie żużla, tra w io n e azotalem

W gwoździu z okucia z cm entarzyska w W ąchocku, pow. Iłża (nr 16 791), w ystępow ała stru k tu ra fe rry ty czn o -p erlity czn a (odpow iadająca stali m iękkiej o zaw artości ok. 0,25°/o C) o niezbyt rów nom iernym naw ęgleniu (ryc. 3), w której widoczne były w trą cen ia żużla o jedn olitym czarnym zabarw ieniu (typ A).

Z nitu im acza tarczy z tegoż cm entarzyska w W ąchocku (nr 16 632) wycięto dw ie próbki — z trzp ien ia i blaszki. W ykazały one zresztą identyczną s tru k tu rę. S kładała się ona z fe rry tu i nieznacznych ilości p erlitu (ryc. 4). W trące nia żużla posiadały jed n o lite czarne zabarw ienie (typ A); obserw ow ano także niekiedy w trą cen ia dw ufazow e ty p u B (ryc. 5).

Zestaw ienie now ych zbadanych przedm iotów żelaznych z Ziem i K ieleckiej, udostępnionych przez M uzeum Ś w iętokrzyskie, przedstaw iono na ryc. 6,

R yc. 5. W trącen ia żużla w b laszce nitu z im acza ta rczy z W ąchocka, n ie tra 

(17)

R yc . 6. Z es ta wi en ie zb ad an y ch p rz ed m io tó w ż e la z n y c h : 1 — k ó łk o . 2 — fr a g m e n t d r u tu . 3 — b r a n s o le ta z R a d o m ia -W o ś n ik ó w . 4 — g r o t w łó c z n i z G r ó jc a , p o w . O p a tó w . 5 — n lt . 6 — f r a g m e n t nr 1. 7 — fr a g m e n t nr 2. 8 — z a p in k a . 9 — k lu c z y k . 10 — s p r z a .c z k a . 11 — z a p in k a nr 2 z K o r y t n ic y , p o w . J ę d r z e j ó w . 12 — m ię c z (f r a g m e n t) z N ie g o s ła w ic , p o w . J ę d r z e jó w . 13 — o s tr o g a ze S to c z y s k , p o w . W ło s z c z o w a . 14 — im a c z z S ie c ie c h o w a , p o w . K o z ie n ic e . 15 — n ó ż z P il ic y , p o w . O lk u s z . 16 — n ó ż z W ą c h o c k a , p o w . I łż a . 17 — nóż ze S ta r a c h o w ic . 18 — n it z S a n d o m ie r z a .

(18)

D alsze badania m eta lo zn a w c ze 167

Ryc. 7. Technologia zbadanych przedmiotów żelaznych:

1 — k ó ł k o . 2 — f r a g m e n t d r u t u . 3 — b r a n s o l e t a z R a d o m i a - W o ś n i k ó w . 4 — g r o t w ł ó c z n i z G r ó j c a , p o w . O p a t ó w . 5 — n i t . 6 — f r a g m e n t n r 1. 7 — f r a g m e n t n r 2. 8 — z a p i n k a . 9 — k l u c z y k . 10 — s p r z ą c z k a . 11 — z a p i n k a n r 2 z K o r y t n i c y , p o w . J ę d r z e j ó w . 12 — m i e c z ( f r a g m e n t ) z N i e g o s ł a w i c , p o w . J ę d r z e j ó w . 13 — o s t r o g a z e S t o c z y s k , p o w . W ło s z c z o w a . 14 — i m a c z z S i e c i e c h o w a , p o w . K o z i e n i c e . 15 — n ó ż z P i l i c y , p o w . O l k u s z . 16 — n ó ż z W ą  c h o c k a , p o w . I ł ż a . 17 — n ó ż z e S t a r a c h o w i c . 18 — n i t z S a n d o m i e r z a .

a technologię ich w ykonania — n a ryc. 7. Poza ty m w y n ik i ilościowej i ja kościow ej analizy chem icznej podano na tab licy III, a w y niki obserw acji m etalograficznych, pom iarów m ikrotw ardości i tw ardości V ickersa — na ta blicy IV.

B adania m etalograficzne w ykazały, że m ałe kółko z w czesno!ateńskiego cm en tarzysk a kloszowego w R adom iu-W ośnikach (nr inw . 3 188 a) posiadało fe rry ty cz n o -p erlity czn ą s tru k tu rę m iękkiej stali, zaw ierającej ok. 0,1% C (ryc. 8). W trącenia posiadały na ogół jednolite czarn e zab arw ienie (typ A), n atra fio n o jed n ak na k ilk a w trąceń jasnych (typ C), a w dwóch przypadkach n a w trą cen ia zaw ierające niezbyt liczne w ydzielenia jaśniejszej fazy na ciem nym tle (ryc. 9), zbliżone więc do ty p u Dl.

Id en tyczn ą ferry ty czn o -p erlity czn ą s tru k tu rę m iękkiej stali o zaw artości ok. 0,1% C obserw ow ano we fragm encie d ru tu (nr inw . 3 188 a) z tegoż s ta n ow iska (ryc. 10). Obok w trąceń żużla o jed n o lity m czarnym zabarw ien iu (typ A) w ystępow ały w trą cen ia jasn e z ciem nym brzegiem (typ C) (ryc. 11).

B ransoleta z R adom ia-W ośników (nr inw . 3 190 a) była w yk o n an a z cien kiej taśm y żelaznej o stru k tu rz e czysto ferry ty cz n ej. W stru k tu rz e w y stę pow ały w ydzielenia iglastej fazy A (przypuszczalnie zw iązek żelaza z azotem y — F e4N, tak bow iem o k reślili identyczne w ydzielenia: G. R. Booker,

(19)

R yc. 8. S tru k tu ra k ółk a z R ad om ia- W ośn ik ów : ferryt, p erlit i w trą cen ia żużla, tria w io n e a zotalem (p o w ięk szen ie

100 razy)

Ryc. 10. S tru k tu ra fra g m en tu drutu z R ad om ia-W ośn ik ów ; ferry t, p erlit i w trą cen ia żużla, tr a w io n e azotalem

J. Norbuiry i A. L. S u tt o n 65) o długości dochodzącej do 0,1 mm (ryc. 12). Pod większym pow iększeniem m ożna było zaobserw ow ać w ydzielenia bardzo drobnej fazy B (przypuszczalnie będącej zw iązkiem żelaza z azotem o" — F e 16N2 66) (ryc. 13). W trącenia żużla posiadały jedn olite czarne zabarw ienie (typ A).

G rot włóczni ze zniszczonego grobu z okresu późnolateńskiego w G rójcu, pow. Opatów, w ykonany był z żelaza o nierów nom iernym naw ęgleniu (ryc.

65 G. R. B ooker, J. N orb u ry, A. L. S u tto n Investigation of intride precipita tion in pure iron and mild steel, „Journal of th e Iron and S te e l I n s ti tu te ” 1957, t. 187, s. 208.

66 G. R. B ooker, J. N orbury, A. L. S u tton , op. cit., s. 211.

R yc. 9. W trącenia żużla w k ółk u z R a d o m ia -W o śn ik ó w , n ie traw ion e (po

w ię k sz e n ie 500 razy)

R yc. 11. W trącenia żu żla w e fra g m en  cie drutu z R ad om ia-W ośn ik ów , n ie

(20)

R yc. 12. S tru k tu ra b ra n so lety z R ado- m ia -W o śn ik ó w ; ferryt, w y d z ie le n ia fa z y A (}''— F e4N ?) i w tr ą c e n ia żużla, tr a w io n e a zo ta lem (p o w ięk szen ie 100

razy)

Ryc. 13. S tru k tu ra b ra n so lety z R ado- m ia -W o śn ik ó w pod w ię k sz y m p o w ię k  szen iem - ferry t, w y d z ie le n ie fa zy A (; — — F e 4N ?) i B (a"— F e lgN 9 ?), tra w io n e

a zo ta lem (p o w ięk szen ie 500 razy)

R yc. 14. M akrostru k tu ra na p op rzecznym przek roju grota w łó c z n i z G rójca, pow . O patów . C zęści siln ie j n a w ęg lo n e u le g ły za cie m n ien iu , tra w io n e a zotalem (p o w ięk szen ie 4,5

raza)

14). W części silniej naw ęglonej zaw artość w ęgla dochodziła do 0,7% C (ryc. 15), a w części słabiej naw ęglonej — do 0,1% C (ryc. 16).

Większość w trąceń żużla posiadała jasne zab arw ienie (typ C) lub jedn o lite czarne zabarw ienie (typ A), poza tym w n iew ielkich ilościach w ystępo w ały w trącen ia ty p u B (pojedyncze zaokrąglone w ydzielenia jaśniejszej fazy na ciem nym tle) i w trą cen ia ty p u D l (liczne zaokrąglone w ydzielenia ja śn ie j szej fazy na ciem nym tle) — ryc. 17.

A naliza zaw artości fosforu w d rug iej próbce, p obran ej z g ro ta włóczni, w ykonana w celu spraw dzen ia segregacji tej dom ieszki, w ykazała 0,01% P w m etalu.

P ró bk a w ycięta z trzp ie n ia n itu z w czesnorzym skiego cm entarzyska w K o ry tn icy , pow. Jędrzejów (grób n r 3), w ykazała ferry ty czn o -p erlity czn ą s tru k tu rę m iękkiej stali o zaw artości ok. 0,1% C (ryc. 18). Obok w trąceń żużla o jednolitym , czarnym (typ A) zab arw ien iu w ystępow ały w trącen ia o zab

(21)

ar-Ryc. 15. Struktura silniej nawęglonej części grota włóczni z Grójca: perlit, ferryt i wtrącenia żużla, trawione azo-

talem (powiększenie 100 razy)

Ryc. 16. Struktura słabiej nawęglonej części grota włóczni z Grójca: ferryt, perlit i wtrącenia żużla, trawione azo-

talem (powiększenie 100 razy)

R y c. 17. W trącen ia żużla w gro cie w łó c z n i z G rójca, n ie tra w io n e (p o w ię 

k sz e n ie 500 razy)

w ieniu jasnym (typ C) lub pojedyncze zaokrąglone w ydzielenia jaśniejszej fazy na ciem nym tle (typ B).

P rób ka w ycięta z głów ki n itu w ykazała czysto fe rry ty cz n ą s tru k tu rę i w trącen ia żużla identyczne ja k w próbce z trzpienia.

D robnoziarnista s tru k tu ra fe rry ty cz n ą ze śladam i w ęglików n a granicach .ziarn i z w ydzieleniam i drobnej fazy B ( a " — F e16N 2?) w y stąp iła we frag m en

cie żelaznym n r 1 z K orytnicy (grób n r 3) — ryc. 19. W m etalu w idoczne były w trą c e n ia żużla typu A. P o w tó rn a analiza zaw artości fosforu w ykazała 0,007% P.

Podobną s tru k tu rę m iękkiej stali o zaw artości ok. 0,1% C obserw ow ano w e fragm encie n r 2 z grobu n r 17 (?) z K orytnicy (ryc. 20). W idoczne były R yc. 18. S tru k tu ra n itu z K orytn icy, p ow . Jęd rzejów : ferryt, p e r lit i w tr ą  cen ia żużla, tra w io n e a z o ta lem (po

(22)

D alsze badania m eta lo zn a w c ze 171

R y c. 19. S tru k tu ra fra g m en tu nr 1 ■z K o ry tn icy : ferry t, śla d y p erlitu , w y  d z ie le n ia fa zy B (a" F e, ,.N„ ?) i w tr a - c e n ią żu żla, tra w io n e azotalem (po

w ię k sz e n ie 100 razy)

R yc. 20. S tru k tu ra fra g m en tu nr 2 z K ory tn icy : ferry t, p erlit, w y d z ie le n ia fa z y B (a"—F e 1fjN , ?) i w trą cen ia żużla, tra w io n e a zo ta lem (p o w ięk szen ie 100

razy)

R yc. 21. S tru k tu ra zap in k i z K orytn icy: ferry t, p e r lit i w trą cen ia żu żla, tr a w io 

n e a zo ta lem (p o w ięk szen ie 100 razy)

też w ydzielenia drobnej fazy B (a" — F e 16N 2 ?) oraz w trącen ia żużla o je d  nolitym czarnym zab arw ien iu (typ A).

Z naleziony w tym sam ym grobie n r 17 (7) frag m en t zapinki w ykazał s tru k tu rę m iękkiej stali o zaw artości 0,2—0,3% C, przy czym w trą cen ia żużla posiadały jed n o lite czarne zab arw ienie (typ A) (ryc. 21). W d rug iej próbce, p o b ran ej z zapinki, stw ierdzono zaw artość 0,004% P.

In teresu jącą s tru k tu rę zaobserw ow ano w kluczyku z grobu n r 23. P róbka, w ycięta z uszka, w ykazała dw ie w yraźn ie różne części: w jednej m etal był siln ie naw ęglony (tj. stal) praw dopodobnie p raw ie do 0,8% C, drugą część stanow iło żelazo (ryc. 22). Pom iędzy obu w arstw am i w ystępow ała strefa dyfuzji w ęgla z części silniej naw ęglonej do części słabiej naw ęglonej, szcze gólnie szeroka w środkow ej części p ró b k i (ryc. 23).