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Prähistorischer Bergbau und Metallurgie in Usbekistan

Die im Rahmen des Projekts untersuchten Kupfervorkommen sind auf acht verschiedene Bergbauzentren verteilt.

  • Laufzeit: 01.08.2016 - 31.07.2020
  • Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
  • Partner: Geologisches Museum Usbekistan und Deutsches Archäologisches Institut

Die frühesten Metallfunde in Zentralasien datieren den Beginn der Metallverarbeitung in das 6./5. Jahrtausend v. Chr. Als Rohstoffquellen werden immer wieder die zentralasiatischen Kupfererzlagerstätten und im speziellen jene in Usbekistan genannt, ohne dies jedoch mit nachprüfbaren Daten zu belegen. Untersuchungen zum vor- und frühgeschichtlichen Bergbau in Usbekistan und den angrenzenden Ländern fanden zudem hauptsächlich während Explorations-Maßnahmen der Sowjetunion in der ersten Hälfte des 20. Jh. statt, wobei allerdings die Kartierung der Erzlagerstätten für eine mögliche industrielle Ausbeutung im Vordergrund stand.

Beteiligte Personen: PD Dr. N. Boroffka (DAI); A. Sh. Ahmedshaev, H. Saipov (Geological Museum Tashkent); Dr. Sh. R. Pidaev, Dr. L. M. Sverchkov (Academy of Sciences of Uzbekistan)

Die Aufnahme und Beschreibung der dabei entdeckten alten Gruben erfolgte überwiegend durch Geologen und nur gelegentlich durch Archäologen. Gezielte systematische Ausgrabungen in den Bergbaurevieren fanden kaum statt, und wenn, dann meist nur mittelalterlichen Fundstellen, die bereits durch schriftliche Quellen belegt sind. Der prähistorische Bergbau spielte bei den bisherigen (russischen/sowjetischen) Forschungen nur eine untergeordnete Rolle, weshalb in der Literatur nur eine grobe Darstellung über den Umfang der zentralasiatischen Erzlagerstätten und deren Bedeutung in der Prähistorie zu finden ist und daher auch über den Beginn der Ausbeutung kupferführender Lagerstätten kaum etwas bekannt ist.

Andererseits sind die Spuren des prähistorischen Bergbaus in Usbekistan meist durch die mittelalterliche und neuzeitliche Nutzung stark überprägt, weshalb die prähistorische Nutzung der Lagerstätten nur mehr über den analytischen Weg nachgewiesen werden kann. Während für die Kupfererzlagerstätten des Iranischen Hochlands oder des Kaukasus bereits eine Vielzahl an Daten zur Verfügung steht, gibt es praktisch keine geochemische Analyse der Kupfervorkommen in Usbekistan. Erst seit Mitte der 1990er Jahre wird in Zentralasien und den angrenzenden Regionen wieder verstärkt der Frage nach der Herkunft von Rohstoffen und deren Verbreitung nachgegangen, doch beziehen sich die Forschungen überwiegend auf die Herkunft von Zinn und Gold, während die Herkunft des zentralasiatischen Kupfers noch immer äußerst hypothetisch erscheint.

Das Primärziel des Projektes „PMU: Prähistorischer Bergbau und Metallurgie in Usbekistan“ (gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, KR 4876/1-1) ist daher die Schaffung einer Datengrundlage durch gezielte Probennahmen und Surveys vor Ort, um das lagerstättenkundliche Potential der usbekischen Kupfervorkommen im Hinblick auf deren prähistorische Ausbeutung zu untersuchen.

Dafür werden am CEZA Kupfererze aus verschiedenen Vorkommen in Usbekistan hinsichtlich ihrer geochemischen und bleiisotopischen Zusammensetzung analysiert. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes ist die Analyse von archäologischen Metallfunden. Anhand der zeitlichen Einordnung der Objekte vom Chalkolithikum bis in die Frühe Eisenzeit und in Verbindung mit den Erzanalysen zur detaillierten Charakterisierung der Lagerstätten sind neue Erkenntnisse bezüglich der prähistorischen Ressourcennutzung und –verteilung während der einzelnen Zeitstufen zu erwarten und die Bedeutung der Kupfervorkommen Usbekistans als Rohstofflieferant in einem breiteren Zusammenhang darstellen.

Report

Das Arbeitsgebiet

Abbildung 1: Die im Projekt untersuchten Bergbauzentren in Usbekistan: (1) Wüste Kyzylkum, (2) Nuratau-Gebirge, (3) Zirabulak/Ziyadin-Gebirge, (4) Kugitangtau-Gebirge, (5) Kyzyldaryatal, (6) Ferganatal, (7) Karamazar/Kuraminsk-Gebirge, (8) Chatkal-Gebirge (Karte: S. Kraus)

Die im Rahmen des Projekts untersuchten Kupfervorkommen sind auf acht verschiedene Bergbauzentren verteilt (Abbildung 1): die Kyzylkum-Wüste, das Nuratau-Gebirge, das Zirabulak/Ziyadin-Gebirge, das Kugitangtau-Gebirge, das Kyzyldarya-Tal, das Fergana-Tal sowie das Karamazar/Kuraminsk-Gebirge und das Chatkal-Gebirge. Während ein Teil der untersuchten Erze bei gezielten Surveys gesammelt wurden, wurden die übrigen Proben vom Geologischen Museum Taschkent des Staatlichen Komitees der Republik Usbekistan für Geologie und Bodenschätze bereitgestellt. Insgesamt wurden ca. 140 Proben von mehr als 50 verschiedenen Kupfererzvorkommen aus allen oben genannten Bergbauzentren in Usbekistan für die Untersuchungen ausgewählt. Leider konnten nicht von allen zu untersuchenden Lagerstätten repräsentative Probemengen entnommen werden, jedoch tragen auch deren Analyseergebnisse dazu bei, eine erste Vorstellung über die mögliche Verwendung jener Vorkommen in der Prähistorie zu erhalten.

Vorläufige Ergebnisse

Die naturwissenschaftliche Untersuchung der Erzproben umfasst die Bestimmung der mineralogischen Zusammensetzung mittels licht- und rasterelektronenmikroskopischer Methoden und ihrer chemischen Zusammensetzung mit wellenlängendispersiver Röntgenfluoreszenzanalyse (WD-RFA) sowie die Bestimmung ihrer Bleiisotopenverhältnisse mit einem Multikollektor-Masspektrometer mit induktiv gekoppeltem Plasma (MC-ICP-MS). Einige ausgewählte Erzproben der wichtigsten Vorkommen wurden zudem mittels Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) hinsichtlich ihrer Spurenelementgehalte untersucht.

Basierend auf den mineralogischen Untersuchungen enthalten die meisten Erze sowohl typische oxidische als auch sulfidische Kupfererzminerale. Die häufigsten oxidischen Erzminerale sind Malachit (oft in Verbindung mit Cuprit), Azurit, Brochantit und Atacamit. Unter den Sulfiden dominieren Chalkopyrit, Bornit und Chalkosin. In einigen Lagerstätten kommt zudem gediegen Kupfer vor, wie beispielsweise in Dal’nee (Karamazar/Kuraminsk) und Naukat (Fergana).

Die Ergebnisse der geochemischen Analysen zeigen, dass die Zusammensetzung oftmals vom Nebengestein geprägt ist. In Abhängigkeit von (Erz-)Mineralbestand, Vererzungstyp und -grad weisen die Proben mehr oder weniger signifikant verschiedene Spurenelementmuster auf. Die Mehrheit der untersuchten Proben besitzen allerdings Elementgehalte, die mittels WD-RFA nicht mehr erfasst werden konnten. Einige Proben können zudem aufgrund ihres relativ geringen Kupfergehalts nicht direkt als potenzielle Erze betrachtet werden. Diese charakterisieren die jeweiligen Lagerstätten jedoch durch ihre Bleiisotopenverhältnisse.

Abbildung 2: Vorläufige Ergebnisse der Bleiisotopenanalysen der usbekischen Kupfererze im Vergleich mit zentralasiatischen kupferbasierenden Metallartefakten (Graphik: S. Kraus, Daten der Metallartefakte: Kraus et al. in prep.).

Die Diagramme in Abbildung 2 geben einen ersten Eindruck von den Ergebnissen der Bleiisotopenanalyse. Anhand des Vergleichs mit Daten von Metallartefakten, unterschiedlicher Zeitstellung, wird deutlich, dass eine Verwendung von Kupfererzen aus der zentralen Kyzylkum ihres hohen Gehaltes an radiogenem Blei eher unwahrscheinlich ist. Andererseits waren einige Proben aufgrund ihres zu geringen Bleigehalts für Isotopenanalysen nicht geeignet. Dies betrifft vor allem die Proben aus dem Bukantau-Gebirge, wo bereits zahlreiche Spuren von altem Bergbau auf eine prähistorische Ausbeutung der Lagerstätten hinweisen.

Die Analysen zeigen aber auch, dass der Beginn der Ausbeutung der zentralasiatischen Lagerstätten bereits im Chalkolithikum, spätestens aber in der mittleren Bronzezeit angenommen werden kann. Insbesondere die Kupfervorkommen des Karamazar/Kuraminsk und des Chatkal-Gebirges scheinen über einen langen Zeitraum (bis in das Mittelalter) von großer Bedeutung gewesen zu sein, auch wenn im weiteren Verlauf der Bronzezeit auch andere Rohstoffvorkommen ausgebeutet wurden. Und obwohl es noch nicht möglich war, einzelne Lagerstätten als Rohstofflieferanten für bestimmte Fundorte zu identifizieren, ist das Potential der zentralasiatischen Lagerstätten mindestens seit der Mittelbronzezeit bekannt und war in der Spätbronzezeit von größerer Bedeutung.

Zusammenfassung und Perspektiven

Mit den hier nur auszugsweise dargestellten Ergebnisse des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts „PMU: Prähistorischer Bergbau und Metallurgie in Usbekistan“ steht erstmals eine umfangrreiche Datengrundlage für geoarchäologische Provenienzuntersuchungen zur Verfügung auch über den Rahmen des Projektes hinaus. Es konnte gezeigt werden, dass die zentralasiatischen Kupfererzvorkommen wahrscheinlich schon während des Chalkolithikums, spätestens aber seit Beginn der Bronzezeit abgebaut wurden. Andererseits zeigte sich auch, dass die Datenbasis für eine direkte Identifizierung von Kupfervorkommen als Rohstofflieferant für bestimmte archäologische Stätten noch nicht ausreichend ist und weitere Analysen notwendig sind. Dafür ist geplant, die bislang nicht repräsentativ beprobten Lagerstätten weitere Proben zu entnehmen und zu analysieren, um die bestehende Datengrungdlage zu erweitern. In diesem Zusammenhang werden auch weitere chemische und Isotopenanalysen an archäologischen Metallobjekten aus dem Chalkolithikum bis in die frühe Eisenzeit durchgeführt, um ein besseres Verständnis der Nutzung der Lagerstätten in den verschiedenen Perioden zu erhalten.

Literatur

Kraus, S., 2018, Prähistorischer Bergbau und Metallurgie in Usbekistan – Erste Ergebnisse, in: Glaser, L. (Hrsg.), Archäometrie und Denkmalpflege 2018, DESY-PROC, Verlag Deutsches Elektronen-Synchrotron, Hamburg, 79-82.

Kraus, S., 2020, Prehistoric Mining and Metallurgy in Uzbekistan: An Introduction, in: Otto, A.; Herles, M.; Kaniuth, K.; Korn, L. & Heidenreich, A. (eds.), Proceedings of the 11th International Congress on the Archaeology of the Ancient Near East 03-07 April 2018, Munich. Volume 2: Field Reports, Islamic Archaeology, Harrassowitz Verlag, Wiesbaden, 197-206.

Kraus, S.; Schifer, T. & Pernicka, E., in preparation, The Archaeometallurgical Studies of the ROXIANA-Project, in: Boroffka, N. & Francfort, H.-P. (eds.), The ROXIANA-Project (working title)