Mineraloška i geokemijska korelacija između željezne rude i arheoloških predmeta

Poslijediplomski studij

Autor: Tomislav Brenko, mag.geol.

Zahvaljujući dugogodišnjim sustavnim terenskim pregledima zaljubljenika u starine Ivana i Zlatka Zvijerca iz Torčeca, Josipa Cugovčana iz Podravskih Sesveta, Miralema Alečkovića iz Hlebina, Ranka Pavleša iz Starigrada te zaposlenika Muzeja Grada Koprivnice, posljednjih je tridesetak godina na prostoru Podravine pronađen veliki broj arheoloških lokaliteta iz razdoblja antike i srednjeg vijeka. Brojni pronađeni ulomci željezne zgure upućivali su na postojanje kovačkih i talioničkih radionica tijekom antike i ranog srednjeg vijeka u nizinskom području srednjeg toka rijeke Drave (Sekelj Ivančan i Marković, 2017; Valent i sur., 2017). Jedini problem leži u činjenici što u Podravini do sada nisu prepoznata i pronađena ležišta željezne rude koja bi mogla opravdati postojanje jedne takve željezne kulture na tom području. Pretpostavlja se da je za taljenje željezne rude i proizvodnju željeznih predmeta korištena lokalna sirovina, u vjerojatno u obliku močvarne željezne rude.

Močvarna željezna ruda predstavlja sedimentacijske nakupine željezovitih oksida i oksihidroksida unutar tla, močvara, jezera ili uz manje potoke (Landuydt, 1990). Dijeli se u tri glavna makromorfološka tipa, koji se ujedno mogu smatrati i razvojnim stadijima močvarne željezne rude; može se pojavljivati u obliku mekanih, zemljanih nakupina željeza u tlu spužvaste teksture, tvrđih konkrecijskih i nodularnih formi ili u obliku masivnijih uslojenih horizonata (Slika 1). Močvarna ruda se najčešće nalazi u zaravnjenim, glacijalnim ravnicama kroz koje protječu manji potoci ili sporije rijeke (Stoops, 1983; De Geyter, 1985; Kaczorek i Sommer, 2003; Thelemann i dr., 2017). Vrlo su rasprostranjene pojave ovog tipa rude u središnjoj Europi unutar aluvijalnih naslaga, pješčanih i glinovitih tala, često u istim horizontima sa povećanom organskom aktivnošću (Kaczorek i sur., 2009). Glavne komponente rude su željezni ili manganski oksihidroksidi. Manganski oksihidroksidi su karakterizirani tamnosivom-crnom bojom, dok su željezovite pojave karakterizirane smeđe-crvenim nijansama. Općenito je prihvaćeno da se većina močvarnih željeznih ruda nalazi u područjima sa plitkom razinom podzemne vode i unutar tla bez vidljive vanjske strukture. U središnjoj Europi primijećeno je da se željezne pojave vežu uz aluvijalne pijeske, prahovita i glinovita tla, često u sloju bogatim organskom tvari (Landuydt, 1990; Kaczorek i sur., 2004), te se javljaju i u rubnim, pjeskovitim dijelovima močvarnih nizina.

20201006 1

Slika 1 Izgled močvarne željezne rude na području Podravine

Područje Podravine nije do sada prepoznato kao područje gdje bi dolazilo do formiranja močvarne željezne rude. Iz tog razloga bio je potrebno napraviti detaljna mineraloška i geokemijska istraživanja geoloških, ali i arheoloških uzoraka. Prvotno su napravljene analize glavnih tipova tala u Podravini kako bi se ustanovila prisutnost željeznih minerala, te sama mogućnost formiranja močvarne rude. U tu svrhu napravljene su analize na šest profila tla, raspoređenih duž cijele Podravine. Unutar profila uočeni su jasni tragovi željezovitih pojava što je u kombinaciji sa praćenjem razina podzemne vode upućivalo na mogućnost formiranja močvarne željezne rude.

U okviru istraživanja analizirani su i brojni uzorci močvarne željezne rude, pržene željezne rude te željezne zgure (troske). Detaljne analize korištenjem skenirajućeg elektronskog mikroskopa (SEM-EDS) jasno ukazuju na laminiranost strukture kod uzoraka močvarne željezne rude što je posljedica sezonskih promjena podzemne vode prilikom formiranja same rude (Slika 2).

20200616 3

Slika 2 SEM-EDS analiza na uzorcima močvarne željezne rude gdje se na nekim dijelovima jasno ističu laminirane teksture i kristalizacija Fe i Mn oksihidroksida

Detaljnim geokemijskim korelacijama i statističkim analizama nastoji se utvrditi veza između uzoraka močvarne željezne rude pronađenih na nekoliko lokaliteta i arheoloških uzoraka željezne zgure pronađene na brojnim lokalitetima u Podravini. Prije svega, promatra se ponašanje elemenata rijetkih zemalja (REE) koji se mogu prikazati u obliku tzv. Spider dijagrama gdje dobivamo njihov geokemijski otisak, specifičan za područje i uvjete u kojem promatrani uzorci nastaju (Slika 3). Praćenjem i usporedbom takvih geokemijskih otisaka može se jednoznačno povezati uzorke rude i arheološki pronađenih predmeta. S obzirom na navedeno, očekuje se da će se navedenim istraživanjem nedvojbeno odrediti izvorišni materijal za jednu, do sada zanemarenu željeznu kulturu u ovom dijelu Hrvatske, kao i usporediti močvarnu željeznu rudu sa prostora Podravine sa drugim tipovima rude u svijetu.

20201006 3

Slika 3 Dijagrami rijetkih zemalja za uzorke tala, nodula i fragmenata močvarne željezne rude te pržene željezne rude

Reference:

De Geyter, G., Vandengerghe, R.E., Verdonck, L., Stoops, G., 1985. Mineralogy of holocene bog-iron ore in northern Belgium. Neues Jahrb. für Mineral. Abh. 153, 1–17.

Kaczorek, D., Brummer, G.W., Sommer, M., 2009. Content and binding forms of heavy metals, aluminum and phosphoruis in bog iron ores from Poland. J. Environ. Qual. 38, 1109–1119.

Kaczorek, D., Sommer, M., 2003. Micromorphology, chemistry and mineralogy of bog iron ores from Poland. Catena 54, 393–402.

Kaczorek, D., Sommer, M., Andruschkewitsch, I., Oktaba, L., Czerwinski, Z., Stahr, K., 2004. A comparative micromorphological and chemical study of „Rasseneisenstein “(bog iron ore) and „Ortstein“. Geoderma 121, 83–94.

Landuydt, C.J. 1990. Micromoprhology of iron minerals from bog ores of the Belgian Campine area. Developments in Soil Science 19, 289–294.

Sekelj Ivančan, T., Valent, I. 2017, Ostaci talioničke radionice na lokalitetu Hlebine–Velike Hlebine, Annales Instituti Archaeologici 13, 73–76.

Stoops, G., 1983. SEM and light microscopic observations of minerals in bog-ores of the Belgian Campine. Geoderma 30, 179–186.

Thelemann, M., Bebermeier, W., Hoelzmann, P., Lehnhardt, E., 2017. Bog iron ore as a resource for prehistoric iron production in Central Europe – A case study of the Widawa catchment area in eastern Silesia, Poland. Catena 149, 474–490.

Valent, I., Zvijerac, I., Sekelj Ivančan, T., 2017. Topografija arheoloških lokaliteta s talioničkom djelatnošću na prostoru Podravine. Podravina 16/32, 5–25.

_________________________________________________________________________________

Tomislav Brenko, mag. geol. je doktorand na Zavodu za mineralogiju, petrologiju i mineralne sirovine na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Trenutno provodi doktorsko istraživanje pod nazivom Mineraloška i geokemijska poveznica između močvarnog tipa ležišta željezne rude i predindustrijske zgure u nizinskom slivu rijeke Drave.

E-portfolio https://moodle.srce.hr/eportfolio/user/view.php?id=5197

ResearchGate https://www.researchgate.net/profile/Tomislav_Brenko

Google Scholar https://scholar.google.com/citations?user=t7g7TPEAAAAJ&hl=en

CROSBI https://www.bib.irb.hr/pregled/znanstvenici/353890