INVENTARIZACE VÝSKYTŮ HISTORICKÝCH ŽELEZÁŘSKÝCH STRUSEK V OBLASTI CHŘIBŮ

Transkript

1 Univerzita Palackého v Olomouci Přírodovědecká fakulta Katedra geologie INVENTARIZACE VÝSKYTŮ HISTORICKÝCH ŽELEZÁŘSKÝCH STRUSEK V OBLASTI CHŘIBŮ Bakalářská práce Jaroslav Křivánek Studijní program: Biologie Studijní obor: Biologie, geologie a ochrana životního prostředí Forma studia: Prezenční Olomouc 2009 Vedoucí práce: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D.

2 Čestně prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně, a že všechna použitá literatura je řádně citována. Rád bych poděkoval všem, kteří nějakým způsobem přispěli k řešení této práce. Nejvíce děkuji RNDr. Zdeňku Dolníčkovi, Ph.D. za pečlivé vedení, konzultace a pomoc při laboratorním a terénním výzkumu. Dále bych rád poděkoval Mgr. Miroslavu Vaškových, Ph.D. za konzultace ve věcech archeologických a Slováckému Muzeu v Uherském Hradišti za poskytnutí vzorků. Za další cenné rady stran archeologie a historie železářství bych rád poděkoval PhDr. Luďkovi Galuškovi, CSc. a Mgr. Heleně Chybové. 2

3 Bibliografická identifikace: Jméno a příjmení autora: Jaroslav Křivánek Název práce: Inventarizace výskytů historických železářských strusek v oblasti Chřibů Typ práce: Bakalářská práce Pracoviště: Katedra geologie Vedoucí práce: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D. Rok obhajoby práce: 2009 Abstrakt: Cílem bakalářské práce je zpracování problematiky železářských strusek a železářských surovin v oblasti Chřibů a blízkém okolí. Práce je zaměřena na vyhledání lokalit výskytu železářských strusek a možných surovin pro železářskou výrobu. Hlavní záměr práce je zpracování existujících literárních pramenů a výzkum strusek zaměřený především na jejich fázové a chemické složení. Klíčová slova: železářství, železářská struska, ruda, Chřiby Počet stran: 57 Počet příloh: 2 Jazyk: Český jazyk 3

4 Bibliographical identification: Autor s first name and surname: Jaroslav Křivánek Title: The survey of the historical iron slags' occurrences in the Chřiby Mountains Type of thesis: bachelor Department: Department of Geology Supervisor: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D. The year of presentation: 2009 Abstract: The aim of the thesis is the processing of the iron slags and other ironmongery materials from the Chřiby Mountains region. The thesis is focused on searching of both the iron slags' occurence and the possible ironmongery materials. The main scope of the thesis is 1) the summarization of the available literary data and 2) the research of the slags focused on their phase and chemical compositions. Key words: ironmongery, iron slag, iron ore, The Chřiby Mountains Number of pages: 57 Number of appendices: 2 Language: Czech 4

5 Obsah 1. ÚVOD GEOMORFOLOGICKÁ CHARAKTERISTIKA ÚZEMÍ GEOLOGICKÁ CHARAKTERISTIKA ÚZEMÍ VNĚJŠÍ ZÁPADNÍ KARPATY Flyšové pásmo Flyšové pásmo v Chřibech TĚŽBA NEROSTŮ V CHŘIBECH MOŽNÉ RUDNÍ ZDROJE DALŠÍ NEROSTNÉ ZDROJE STRUČNÁ HISTORIE VÝROBY ŽELEZA TECHNOLOGIE VÝROBY ŽELEZA PŘÍMÁ VÝROBA ŽELEZA Úprava rudy Palivo Redukční pochod Zpracování železné houby NEPŘÍMÁ VÝROBA ŽELEZA METODIKA PRÁCE TERÉNNÍ ETAPA BUCHLOVICE HOLÝ KOPEC CHABANĚ MODRÁ POLEŠOVICE STARÉ MĚSTO SUŠICE SV. KLIMENT ZDOUNKY LABORATORNÍ ČÁST MAKROSKOPICKÝ POPIS DALŠÍ CHARAKTERISTIKY CELKOVÉ CHEMICKÉ SLOŽENÍ Výpočet modulu bazicity FÁZOVÉ SLOŽENÍ Slitky kovu z lokality Holý kopec Struska z lokality Chabaně Struska z lokality Modrá Struska z lokality Polešovice Struska z lokality Staré Město DISKUSE ZÁVĚR LITERATURA: PŘÍLOHY 5

6 1. Úvod Pro toto téma své bakalářské práce jsem se rozhodl především pro svůj zájem nejen o geologii, ale také o archeologii. Za zájmové území byly vybrány Chřiby a jejich blízké okolí, jelikož je to terén mně důvěrně známý a leží v blízkosti mého bydliště. Také mě oslovil fakt, že řešenou problematiku prozatím v dané oblasti nikdo nezkoumal. Cílem bakalářské práce je zpracování problematiky historických železářských strusek a možných surovin pro železářskou výrobu v oblasti Chřibů, a to studiem literatury, spoluprací s muzei a vlastním výzkumem. Rešeršní část práce byla zaměřena na geologickou charakteristiku zájmové oblasti se zvláštním zřetelem na možné zdroje surovin pro železářskou výrobu a také teoretický úvod do přímé a nepřímé výroby železa. Terénní etapa byla zaměřena na vyhledání lokalit s výskytem železářských strusek a odběr vzorků pro laboratorní zpracování. Nedílnou součástí této práce bylo také získání vzorků ze sbírek Slováckého muzea v Uherském Hradišti a jejich zpracování. To z důvodu problematického získávání přímo v terénu. 6

7 2. Geomorfologická charakteristika území Chřiby jsou horské pásmo se střední výškou 346,6 m a tvoří nejvyšší a zároveň nejčlenitější část Středomoravských Karpat. Leží téměř ve středu Moravy a oddělují tak jižní okraj Hané od severního okraje Slovácka. Plošně Chřiby zaujímají 335 km 2. Od Ždánického lesa je odděluje průlomové údolí říčky Stupavy. Na jihozápadě začínají u Bohuslavic (okres Hodonín) a na severovýchodě končí v údolí řeky Moravy u Otrokovic. V západní části je tvoří dva hřbety nestejné délky, které se spojují v jediný hřbet východní (Kocman 1982). Západní hřbety jsou od sebe odděleny údolím říčky Kyjovky. Povrch severozápadního hřbetu je mírně vyklenut a v jeho nejvyšším bodě se nachází Brdo (587 m.n.m.). Chřiby spadají geomorfologicky do provincie Vnější Západní Karpaty, podsoustavy Středomoravské Karpaty, jako celek Chřiby. Chřiby jako nejzápadnější výběžek Karpat vznikly vyvrásněním výplně karpatského sedimentačního prostoru. Tyto sedimenty byly vysouvány severozápadním směrem přes okraj Českého masivu za vzniku příkrovové stavby. Příkrovy mají flyšovou stavbu. Je zde strukturně a tektonicky podmíněný mladý erozní reliéf na intenzivně zvrásněných paleogenních pískovcích, jílovcích a slepencích magurského flyše ( U rozvodí se často vyskytují úzké, někdy skalnaté, hřbety. V nižších částech zejména na jihovýchodě pak nalezneme široce zaoblené rozvodní hřbety a erozní plošiny. Ve vrcholových partiích můžeme najít výchozy horniny i menší skalní stěny, na kterých se vyskytují četné mikrotvary zvětrávání jako dutiny, výklenky a skalní mísy. Vodní toky formují svá údolí do typického tvaru V a jsou hluboce zařezaná (i přes 100 m). Vzhledem k podloží jsou zde četné sesuvy. Na úpatí se vyskytují náplavové kužely. 7

8 3. Geologická charakteristika území Českou republiku můžeme po stránce geologické rozlišit na dva velké celky s odlišnou geologickou stavbou. Větším je Český masiv, který zaujímá území Čech, většinu Moravy a Slezska. Menším jsou pak Západní Karpaty, které se rozkládají ve východní části Moravy a Slezska. Chřiby spadají do flyšového pásma vnější části Západních Karpat vzniklých při alpinské orogenezi (obr. 1). Od Českého masivu je odděluje karpatská předhlubeň. 3.1 Vnější Západní Karpaty Vnější Západní Karpaty jsou tvořeny sedimenty mezozoického a terciérního stáří (tzv. flyšové Karpaty) a můžeme je rozdělit na flyšové pásmo, karpatskou předhlubeň a vídeňskou pánev (Chlupáč et al. 2002). Flyšové pásmo tvoří tektonicky definované příkrovové jednotky s typickou převahou flyšové sedimentace. Karpatská předhlubeň je podélná deprese ležící diskordantně na Českém masivu v předpolí karpatského horstva. Je vyplněna mořskými miocenními sedimenty a pliocenními sladkovodními sedimenty. Vídeňská pánev je vnitrohorská pánev vyplněná neogenními sedimenty mořského i sladkovodního původu a její mocnost místy dosahuje i několika tisíc metrů (Chlupáč et al. 2002). Na našem území leží jen její část, a to úsek od Břeclavi k Uherskému Hradišti Flyšové pásmo Flyšové pásmo tvoří charakteristickou stavbu mnoha příkrovů, která je typická flyšovou sedimentací, což je rytmické střídání vrstev písčitých a jílovitých sedimentů. K této sedimentaci docházelo v mezozoiku a terciéru. Příkrovy zde byly nasunovány od centra pohoří k periferii, tedy u nás hlavně od JV k SZ, a to ve velmi plochých strukturách Magurská skupina příkrovů Magurská skupina příkrovů je tvořena račanskou jednotkou s faciálně pestrými uloženinami spodní křídy až spodního oligocénu, bystrickou jednotkou paleocenního až eocenního stáří a bělokarpatskou jednotkou stáří svrchní křídy až eocénu (Chlupáč et al. 2002). Do magurské skupiny spadají z velké části Chřiby a dále Hostýnsko-vsetínská vrchovina, Bílé Karpaty a Javorníky (Chlupáč et al. 2002). 8

9 Vnější skupina příkrovů Převažuje stále flyšová sedimentace, ale objevují se zde i horniny rázu neflyšového, například vápence a silicity. Z jednotek sem spadajících je to předmagurská, která je reprezentována útržky před čelem magurskýho příkrovu, slezská stáří jurského až oligocenního v Beskydech a Podbeskydské pahorkatině, zdounecká spodně křídového až oligocenního stáří, která tvoří útržky v čele magurského příkrovu ve Chřibech, podslezská s faciálně pestrými sedimenty křídy až eocénu, ždánická, ve které se vyskytují sedimenty křídové až transgresivního spodního miocénu tvořící například SZ svahy Chřibů a pouzdřanská jako nejdál k SV vysunutá a silně tektonicky postižená struktura eocenních až spodnomiocenních hornin (Chlupáč et al. 2002) Flyšové pásmo v Chřibech Flyšové pásmo v Chřibech Magurská skupina příkrovů Račanská jednotka (faciálně pestré uloženiny spodní křídy až spodního oligocénu) Vnější skupina příkrovů Zdounecká jednotka (útržky, spodní křída až oligocén) Ždánická jednotka (SZ svahy, svrchní křída až spodní miocén) 9

10 Obr. 1: Regionální geologické dělení Západních Karpat na našem území (podle usnesení České statigrafické komise 1994, 1995). 1 - Český masív, 2 spodní miocén karpatské předhlubně (eggenburg karpat), 3 střední miocén (baden), 4 svrchní miocén (sarmat pannon), 5 pliocén, 6 pouzdřanská jednotka, 7 ždánická a podslezská jednotka, 8 zdounecká jednotka, 9 - slezská jednotka, 10 předmagurská jednotka, 11 račanská jednotka magurské skupiny příkrovů, 12 bystrická jednotka magurské skupiny příkrovů, 13 bělokarpatská jednotka magurské skupiny příkrovů, 14 příkrovy a přesmyky, 15 zlomy, 16 okraj transgrese, 17 linie geologických řezů, 18 vrty. Převzato z Chlupáče et al. (2002) 10

11 4. Těžba nerostů v Chřibech Těžba nerostů je neodmyslitelně spjata z historií lidstva jako takového. Stejně je tomu také v Chřibech. Od samotného osídlování této oblasti zde byly v různé míře využívány i nerostné suroviny. Zdroje literatury jsou však v této oblasti dosti neúplné. V minulosti byly místně těženy pískovce a slepence pro stavební účely. Dle Hubáčka (1955) jsou pískovce měkké a zvětralé, spodní vrstvy jsou pak tvrdší. Autor zdejší pískovce označil za nekvalitní a málo pevné. Lomy v nich byly založeny například na Salaši, v Polešovicích, Buchlovicích, Boršicích a na mnoha dalších místech jako lokální zdroje. Na rozdíl od stavebního kamene je zde dostatek spraší, které jsou vhodné jako cihlářská surovina. V minulosti zde fungovalo mnoho cihelen, dnes už po nich většinou zbyly jen místní názvy míst, kde stávaly. Zásoby štěrků jsou vázány na oblast vídeňské pánve v podhůří Chřibů. Starých pískovišť je zde velké množství. Písek se těžil spíše lokálně např. u Jalubí. Stejné je to u jílů jako lokálního zdroje pro keramickou výrobu tzv. tupeské keramiky. 1955). Vápenec se lámal na Salaši a u Jankovic, kde fungovala v 18. století vápenka (Hubáček 4.1 Možné rudní zdroje Někteří autoři soudí, že na pokrytí spotřeby starověkých a raně středověkých hutníků u nás postačily jen lehce dostupné povrchové limonitové rudy, které byly snadno tavitelné a jejich dostupnost byla velká (např. Kořan 1955). To vedlo k jejich postupnému spotřebování a hledání nových zdrojů. Proto je někdy obtížné identifikovat zdroj rudy pro danou oblast. Často se také v této souvislosti hovoří o bahenních rudách, které se vyskytovaly jako lokální zdroje na mnoha místech. První a jedinou zmínku o těžbě v době historické mám z 1. srpna 1238, kdy věnoval markrabí moravský Přemysl Otakar železnorudné doly u Záblacan klášteru na Velehradě. Záblacany jsou zaniklá obec na katastru obce Polešovice. Vyskytuje se zde limonit ve formě tzv. bahenní rudy, která zde byla těžena a zpracovávána. Obsah Fe 2 O 3 se pohybuje mezi % (Čoupek et al. 1995). S lokalizací dalších výskytů železných rud přímo v Chřibech jsou problémy. Jediný využitelný zdroj popsal např. Buday (1967) jako jílovcové vložky s pelosiderity, bohužel bez dalších podrobností. Podobně stručně situaci ve Chřibech popisuje i Hubáček (1955), který líčí nálezy sferosideritů v jílovitých horninách v podobě velkých konkrecí a čoček silně 11

12 znečištěných jílovou příměsí. Tyto nálezy byly uskutečněny při trasování plánované dálnice přes Chřiby prováděném před druhou světovou válkou (viz obr. 2). Dá se tedy jen uvažovat o možném využití pelosideritů (sferosideritů) vyvětralých či přímo těžených z jílů či jílovců, které mohly být lokálně dobře dostupnou surovinou prvních hutníků, popřípadě využití jejich sekundárních akumulací. O jejich těžbě však nehovoří žádné prameny. V blízkém okolí Chřibů je popisováno několik lokalit, na kterých se vyskytují použitelné zdroje železných rud. První lokalitou jsou Mařatice, kde je popisován výskyt limonitů a pelosideritů (Kruťa 1966). Ty byly v minulosti těženy a vozily se na tavení do Bojkovic i přesto, že jejich kovnatost byla jen 7% (Hubáček 1955). U Kroměříže se vyskytuje v konkrecích limonit (Kruťa 1966). U Kyjova pak limonit a siderit (Kruťa 1966). Obr. 2: Plánovaná trasa dálnice přes Chřiby, při jejímž trasování byly nalezeny sferosiderity. ( 4.2 Další nerostné zdroje Opomíjenou součástí nerostných zdrojů nutných pro železářskou výrobu je dostupnost stavebních materiálů pro stavbu železářských pecí, ale i dalších součástí pecí vystavených vysokým teplotám (např. dyzny). Jako stavební materiál byla užívaná směs jílu a písku v určitém poměru. Alternativou mohl být také kámen jako stavební prvek pecí (Souchopová 1995). U těchto surovin je v Chřibech poměrně dobrá dostupnost téměř po celé jejich ploše, a tudíž nebyl problém s jejich vyhledáním a těžbou. 12

13 5. Stručná historie výroby železa Prvním železem, které bylo využíváno bylo železo meteoritického původu. Tehdejší řemeslnící ho dokázali zpracovat, ale nedokázali železo ještě vyrobit z rud. Jednalo se proto o velmi drahou komoditu vyhrazenou pouze pro nejvyšší vrstvy. Vznik technologie pro přímou výrobu železa z rud má přímou souvislost s výrobou mědi a olova v severní Asii, kde se jako struskotvorná přísada používaly rudy železa. Tamější hutníci náhodně vyredukovaný kov identifikovali a kolem roku 1500 př. n. l. jej byli schopni účinně hutnit. Na tehdejší dobu bylo železo luxusem vyhrazeným jen vládcům a z výrobní oblasti jej putovalo ven jen velmi omezené množství. Byly z něj vyráběny drobné předměty často symbolického významu, jaké se nalézají v královských hrobech (Pleiner et al. 1984). S tímto souvisí nález železné rukojeti dýčky ze Slovenských Granovců, který je datován do doby 15. století př. n. l., a svědčí o cestách železa a jeho šíření (Pleiner et al. 1984). Výroba železa se postupně zdokonalovala a v Řecku začala existovat od 8. století př. n. l. železná civilizace. V této době docházelo k pozvolné expanzi železných výrobků do Evropy. V archeologických nálezech se začínají objevovat i železné předměty z našeho území. Za nejstarší můžeme považovat bronzový ingot se zatavenou železnou tyčí ze Suchdola u Prahy, který spadá do období 12. století př. n. l., následují například o dvě století mladší depoty z Jenišovic a Maškovic obsahující drobné železné předměty (Pleiner et al. 1984). Od této doby se množství předmětů v nálezech zvyšuje, ale stále se jedná o vzácné importované železo. První těžba a zpracování železné rudy u nás se klade do období 7. až 6. století př. n. l., tedy do doby halštatské (Tab. 1). Jeden z příkladů pozdně halštatského zpracování rudy máme z obce Králová na Litovelsku, kde byl nalezen objekt, v jehož výplni byly nalezeny kusy strusky, dřevěného uhlí a také ještě neredukovaného kvalitního krevele (Pleiner et al. 1984). Počátkem mladšího laténu (2. polovina 2. století př. n. l.) se na našem území již vyskytovaly specializované železářské hutě spojené i s kovárnami, které zpracovávaly místní suroviny (Mšec a Mšecké Žebrovice) (Pleiner et al. 1984). Římské období na našem území přineslo řadu změn. S nástupem germánského etnika se dříve velmi vyspělé keltské kovářství, které již bylo specializováno ve výrobních celcích, rozpadlo. Některé postupy byly asimilovány, ale velká část jich byla zapomenuta. V metalurgii tomu bylo jinak. Vývoj železářství byl prakticky kontinuální a docházelo k jeho dalšímu rozvoji. Pleiner et al. (1984) dokonce vyslovil myšlenku, že keltští hutníci nadále vyráběli železo a nově přistěhovalým kmenům předávali své znalosti v této oblasti. 13

14 Zvrat v technologii zpracování železa nastal s příchodem Slovanů na naše území v polovině 1. tisíciletí našeho letopočtu. Archeologické nálezy z tohoto období prozatím chybí. Pozdější nálezy datované do 8. století nám ukazují velmi vyspělou formu železářství ve specializovaných okrscích s jediným typem pece společným pro západní Slovany (Souchopová 1995). Trend dalšího rozvoje přímé výroby železa z rud dále pokračoval i v období Velké Moravy a dále se zdokonaloval výrobní postup i samotný výsledný produkt. Tento trend pokračoval až do nástupu nepřímé výroby železa. Nejvýznamnější zlom novodobého železářství nastal v 16. století, kdy začalo zavádění vysokých pecí a nepřímé výroby železa. První vysoká dřevouhelná pec u nás byla uvedena do provozu v roce 1595 v Králově Dvoře, a to slévačem Kašparem ze Sartu (Pleiner et al. 1984). Tato výroba prakticky vytlačila tradiční přímou výrobu a je užívána dodnes. Doba bronzová př. n. l. starší př. n. l. únětická kultura, věteřovská kultura střední př. n. l. středodunajská mohylová kultura mladší př. n. l. kultura lužických popelnicových polí, velatická fáze pozdní př. n. l. podolská fáze Doba železná 750 př. n. l. - 0 n. l. halštatská př. n. l. horákovská kultura, plátěnická kultura laténská 400 př. n. l. - 0 n. l. Keltové Doba římská n. l. starší n. l. Germáni (Markomani, Kvádové?) mladší n. l. Germáni (Svébové?) stěhování národů n. l. Germáni (Herulové, Langobardi) Slované n. l. předhradištní n. l. keramika pražského typu starohradištní n. l. předvelkomoravské období středohradištní n. l. Velká Morava mladohradištní n. l. břetislavská hradiska pozdně hradištní n. l. počátek velké kolonizace Tab. 1: Chronologická tabulka pravěkých a raně středověkých kultur. 14

15 6. Technologie výroby železa Technologie výroby železa v historii je možné rozdělit do dvou odlišných etap. První etapou, pokud nepočítáme využívání meteoritického železa, je přímá výroba železa z rud. Tato technologie je vytlačena až stavbou prvních vysokých pecí. Tím se začíná psát etapa nepřímé výroby železa, která pozvolna vytlačuje výrobu přímou. Nepřímá výroba železa se využívá dodnes. Naopak přímá výroba se komerčně využívá jen velmi vzácně, a to pouze pro speciální účely. V literatuře jsou často užívány pojmy, které je nutné na úvod objasnit. Jsou to pojmy železo, ocel a svářkový kov. Železem dnes rozumíme historický název pro oceli, u kterých není možné zušlechťováním dosáhnout zvýšené pevnosti (Hošek 2003). Ocel užíváme jako označení pro oceli s obsahem uhlíku od 0,25 až 0,30 %, které je možné zušlechťovat a dosahovaná pevnost roste s obsahem uhlíku (Hošek 2003). Svářkový kov vzniká při závěrečné fázi přímé výroby železa z rud, kdy je nutné porézní železnou houbu kovářsky svařit a vyčistit. 6.1 Přímá výroba železa Přímá výroba železa představuje časově nejdelší období výroby železa v historii. Její rozpětí je od konce pravěku až do začátku 17. století (Stránský et al. 2000). Pece pro přímou výrobu železa spojuje povětšinou jejich vnitřní tvar, který odpovídal komolému kuželu šachtě. Nadzemní pece pak tento tvar měly i celkově (obr. 3). Šachta se směrem vzhůru postupně zužovala až k hornímu okraji pece kychtě. Kychtou se do pece sypala vsázka (dřevěné uhlí a ruda), která pak volně klesala přes celou výšku pece. Ve spodní části pece se nacházela mírně zahloubená nístěj (dno pece). Nad nístějí byla umístěna dyzna (trubice), přes kterou byl do pece vháněn vzduch z měchů. Jako zdroj stálého přísunu vzduchu do pece se až do 13. století využívala lidská síla. Později se začalo využívat také vodního kola jako zdroje energie pro měchy. Technologický postup přímé výroby železa se dá shrnout do několika kroků. Dle Hoška (2003) jsou to tyto: 1. těžba, drcení, třídění, propírání, někdy pražení nebo zvětrávání 2. předehřátí pece na dřevěném uhlí a následné prosýpání vrstvami drcené rudy a dřevěného uhlí v daných poměrech 3. několikahodinová redukce a postupný vznik železné houby zpravidla v nístěji pece 4. vyjmutí železné houby a následné kovářské svařování a zušlechťování 15

16 Obr. 3: Nadzemní šachtová pec z období Velké Moravy. Archeoskanzen Modrá. Foto autor Úprava rudy Jako první bylo nutné z vytěžené rudy odstranit co největší množství hlušiny. Ruda se roztloukala kladivy na kousky o velikosti vlašského ořechu nebo i menší. Na sklonku středověku se k drcení využívalo stoup poháněných vodní silou (Hošek 2003). Nadrcená ruda se pak přebírala a přečišťovala. Často bylo také využíváno proudící vody k jejímu praní. Bohužel první písemně doložené využití praní rudy máme až ze 16. století, kdy ho velmi podrobně zachytil G. Agricola (Agricola 1556 in Hošek 2003). Dalším krokem bylo pražení rudy, které zajistilo vyšší porozitu. Ruda také téměř úplně ztratila vlhkost a došlo i ke snížení obsahu oxidu uhličitého a síry (Pleiner et al. 1984) Palivo Jako palivo pro přímou výrobu železa sloužilo dřevěné uhlí, ve středoevropských zemích často borové (Pleiner et al. 1984). Toto dřevěné uhlí se získávalo klasickou suchou destilací dřeva v milířích. Vzhledem ke značné spotřebě bylo i kvalitní dřevěné uhlí jednou z důležitých surovin pro výrobu železa. Jeho redukční schopnost je výborná. Dřevěné uhlí obsahuje % uhlíku, 7 14 % kyslíku, 0,6 1,8 % vodíku a 0,5 3 % popele (Pleiner 2000). 16

17 6.1.3 Redukční pochod V peci probíhá řada redukčních pochodů, v postupném sledu, jak vsázka prochází šachtou pece (obr. 4). Redukce stoupajícími plyny začíná, když vsázka rudy dosáhne teploty 500 až 600 C (Pleiner et al. 1984). Spalováním dřevěného uhlí se produkuje oxid uhličitý (CO 2 ), který je v peci po styku s uhlím ihned redukován na oxid uhelnatý (CO). Ten je pak hlavním redukčním činidlem. Na začátku redukuje oxidickou rudu na tzv. sekundární magnetit (Fe 3 O 4 ), ten dále na wüstit (FeO), a ten při teplotách do 900 C z části na železo (Fe) (Pleiner et al. 1984). Na povrchu kusů rudy je tedy vytvořena tenká vrstva metalického železa. Při dosažení teplotní zóny 1100 až 1200 C ještě nejsou všechny minerály železa redukovány. V rudě jsou neustále pohromadě především zrna wüstitu (FeO) a křemene (SiO 2 ), která se při teplotě 1175 C formují na fayalit a dochází ke tvorbě strusky (Hošek 2003). Ostatní složky hlušiny jsou v tomto pásmu teplot také převedeny do strusky, na což se spotřebuje více než polovina FeO (Hošek 2003). Struska v tekutém stavu pak vyplňuje jádra kusů rudy a následně vytéká skrz rozrušenou vrstvu na povrchu. Přímá redukce probíhá v nístějovém pásmu, zejména v místech přívodu vzduchu, v rozmezí teplot 700 až 1100 C, zvláště pak při teplotách nad 1000 C (Hošek 2003). Pleiner (2000) uvádí teploty v nístěji pece až přes 1400 C, Stránský et al. (2000) při experimentech naměřili u stěny pece v úrovni dyzen 1310 C. Probíhá zde reakce FeO s C za vzniku železa (Fe) a oxidu uhelnatého (CO). Redukční proces trvá zhruba 8 až 10 hodin. Jeho produktem je takzvaná železná houba, hrouda kujného železa připomínající mořskou houbu, která se tvoří v nístěji pece. Houbu je nutné dále zpracovat Zpracování železné houby Železná houba jako taková je velmi nehomogenní. Má porézní strukturu, je silně prostoupena struskou, nevyredukovanými oxidy manganu, křemíku a hliníku. Obsahuje také drobné úlomky rudy, dřevěné uhlí, materiál z výmazu pece a další materiál, který se mohl dostat do pece v podobě nečistot. Železná houba byla zřejmě z pece vylamována ještě za horka a ihned byla prokována. Tím se z ní odstraňovaly nečistoty a alespoň částečně se homogenizovala. Produktem byla železná lupa. Vylomení ještě za horka bylo do postupu zařazeno zřejmě z ekonomických důvodů. Pokud se pec nechala vychladnout úplně a houba se vylomila až poté, bylo nutné ji opět zahřát a provést prokování. To bylo provázeno značnými ztrátami (50 až 60 %) železa (Crew 1991 in Hošek 2003). 17

18 Lupy z přímé výroby železa jsou velmi nehomogenní. V některých částech se jedná o železo, v jiných o ocel s až 1 % uhlíku a v malém podílu mohl kov nabývat charakteru litiny s obsahem uhlíku až 3 % (Hošek 2003). Obr. 4: Schéma redukčního pochodu při přímé výrobě železa dle Pleinera (2000). 18

19 6.2 Nepřímá výroba železa Nepřímá výroba železa je technologicky náročnější, ale ekonomičtější a rychlejší oproti výrobě přímé. Jedná se také o redukční pochod nejčastěji prováděný ve vysokých pecích. Jako vsázka se zde používá směs paliva (dříve dřevěné uhlí, dnes koks), struskotvorné přísady (vápenec, dolomit) a železná ruda. Ta se dle potřeby může před samotnou výrobou ještě upravovat např. pražením. Tato vsázka putuje do vysoké pece, která je až na nutnou údržbu stále v provozu. Postupným propadáním se dostává ruda do styku z redukčními plyny. Při teplotách okolo 1000 C začínají zrna rudy měknout a tavit se. Působením struskotvorných přísad se vytváří primární struska velmi bohatá na FeO (Kaloč et al. 1986). Při dalším posunu suroviny do oblasti vyšších teplot vzrůstá obsah vápníku a hořčíku a naopak množství železa v ní klesá. Ze strusky se nakonec vyredukuje až 99,5 % železa (Kaloč et al. 1986). Teploty pro nepřímou výrobu železa jsou okolo 1900 C a železo i struska jsou v kapalném stavu. Hlavním produktem je surové železo s vysokým obsahem uhlíku. To se může odlévat do ingotů a pak dále zpracovávat nebo se z něj mohou být vyrobeny odlitky požadovaného tvaru. 19

20 7. Metodika práce Terénní etapa práce začala v roce 2007 a byla zaměřena na vyhledání lokalit s výskytem železářských strusek a možných zdrojů železářských surovin v Chřibech a jejich nejbližším okolí. Bohužel byly nalezeny jen dvě lokality možného výskytu a zbytek vzorků pro laboratorní zpracování byl získán se sbírek Slováckého muzea v Uherském Hradišti, kde prozatím nebyly podrobněji zkoumány. V laboratorní části byly popsány a zhodnoceny získané vzorky. Bylo provedeno jejich zhodnocení jak makroskopicky, tak dostupnými laboratorními metodami. Konkrétně následujícími: - mikroskopie v procházejícím i odraženém polarizovaném světle - měření magnetické susceptibility - elektronová mikrosonda (mikroanalýza WDX) - stanovení celkového chemismu (metodou XRF) Z vybraných vzorků byly zhotoveny leštěné výbrusy pro mikroskopii a mikroanalýzu. Z čistě kovových vzorků byly zhotoveny nábrusy nebo zrnový preparát. Magnetická susceptibilita byla změřena ručním kapametrem KT-6. Pro mikroskopii v procházejícím a odraženém polarizovaném světle byl použit badatelský mikroskop Olympus BX 50 doplněný fotoaparátem PixeLINK PL A 642 na dokumentační fotografie. Mikroanalýzy skla a jednotlivých minerálních fází byly prováděny na Ústavu geologických věd PřF MU v Brně na přístroji Cameca SX 100 ve vlnově disperzním modu (WDX). Analyzované leštěné výbrusy a zalévané vzorky byly potaženy grafitem.všechny provedené analýzy byly bodové. Pro pyroxeny a olivíny byly použity vlastnosti paprsku 15keV 10nA a standardy: benitoit pro Ba, hornblend pro Ti, andradit pro Ca a Fe, rodonit pro Mn, albit A pro Na, sanidin pro Si, Al a K, MgAl 2 O 4 pro Mg, vanadinit pro Cl, chromit pro Cr, fluorapatit pro P, Ni pro Ni. Pro spinelidy, wüstit a kovy 15keV 20nA a standardy: andradit pro Ca a Fe, Ni pro Ni, V pro V, rodonit pro Mn, TiO pro Ti, MgAl 2 O 4 pro Mg a Al, gahnit pro Zn, sanidin pro Si. Pro skla 15keV 10nA a standardy: baryt pro S, hornblend pro Ti, chromit pro Cr, benitoit pro Ba, andradit pro Ca a Fe, rhodonit pro Mn, albit A pro Na, sanidin pro Si, Al a K, olivín pro Mg, fluorapatit pro P, Ni pro Ni, gahnit pro Zn, topaz pro F. Pro leucity 15keV 10nA a standardy: andradit pro Ca a Fe, sanidin pro Si, Al a K, albit A pro Na, fluorapatit pro P, baryt pro Ba, rodonit pro Mn, SrSO 4 pro Sr. 20

21 Celkový chemismus byl stanoven vlnově disperzním rentgenovým spektrometrem XRF S4 Pioneer (Bruker AXS) v Centru pro výzkum nanomateriálů UP Olomouc. Vzorky pro tyto rozbory byly rozemlety v planetovém mlýnku kvůli co nejvyšší homogenizaci. Takto připravené vzorky byly slisovány do tablet, ve kterých se vkládaly do přístroje. Spektrometr je schopen rozlišovat prvky v rozmezí sodíku až uranu. Je vybaven rhodiovou rentgenkou o maximálním výkonu 4 kw a pracuje s rentgenovým paprskem o parametrech kv, ma (parametry se liší pro jednotlivé stanovované komponenty). Je vybaven analytickými krystaly LiF(220), LiF(200), Ge, PET, XS 55. Pro zpracování dat se využívá programů Spectra plus, GEO-QUANT. 21

22 8. Terénní etapa V terénní etapě byly vyhledány lokality s možným výskytem železářských strusek. Jednalo se o lokality Holý kopec a Chabaně. Další strusky byly získány ze Slováckého muzea v Uherském Hradišti z lokalit Polešovice, Sušice, Buchlovice, Staré Město a Modrá (viz tab. 2). Dále byly získány informace o dalších výskytech strusek z Moravského zemského muzea v Brně (lokality Modrá a Sv. Kliment) a Muzea Kroměřížska (Zdounky) - viz obr. 5. Obr. 5: Lokality výskytu možných železářských strusek (červeně) a zdrojů železných rud(modře). Upraveno z 22

23 8.1 Buchlovice Buchlovice leží asi 9 km západně od Uherského Hradiště na jihovýchodním okraji Chřibů. První písemné zmínky o Buchlovicích jsou známé z počátku 13. století. Od poloviny 16. století Buchlovice náležely k buchlovskému hradnímu panství. Ke studiu byl získán jeden blíže nelokalizovaný a nedatovaný vzorek strusky. 8.2 Holý kopec Tato lokalita je vzdálena asi 4 km severozápadním směrem od Buchlovic ve východní části Chřibů. Samotná plocha hradiska ve vrcholové části kopce má rozlohu asi 10 ha a je obehnána valem o výšce cca 2 metry (místy až 5 metrů). Na jihozápadě je val porušen těžbou kamene. Osídlení je zde datováno do pozdní doby bronzové a do doby halštatské (Čižmář 2004). Dnes je celý kopec zalesněn. Byly zde poblíž valu hradiště nalezeny dva slitky kovu. Lokalita byla již v minulosti mnohokrát zkoumána (např. Čižmář 2004). Pod hradištěm vede komunikace k bývalému lomu, která je tvořená zpevněnou železářskou struskou, ve které se vzácně vyskytují i slitky železa. Proto se nabízí otázka, zda jsou zkoumané slitky původem z místní výroby železa, nebo jestli byli k hradišti přineseny od této cesty jako nález některého ze sběračů kovů, či náhodných nálezců. 8.3 Chabaně Chabaně jsou osadou obce Břestek. Leží zhruba 9 km severozápadně od Uherského Hradiště. Strusky zde byly nalezeny v lese sv pod vrcholem Komínku (455 m n.m.). Je zde také zborcená kamenná pec, ze které zřejmě pochází (viz. příloha). Byly nalezeny dva kusy značně kompaktní strusky se skelnými náteky světlé barvy. Dále bylo v prameništi potůčku nalezeno několik kusů karbonátové horniny. To společně z konstrukcí zbytků pece nasvědčuje možné výrobě vápna, nikoli železa. Lokalita byla objevena nedávno P. Stýskalem a prozatím nebyla podrobněji archeologicky zkoumána. 23

24 8.4 Modrá Obec Modrá leží asi 4 km sz od Starého Města u Uherského Hradiště. Na jejím jižním okraji ( Na Díle ) bylo zaznamenáno osídlení od halštatu, první stopy po zpracování železa jsou z časného laténu. Byly zde nalezeny také stopy po železářství z období Velké Moravy (pece, strusky a další). Byl zde vystavěn kamenný kostelík (přelom 8. a 9. století), který je považován za jednu z nejstarších kamenných staveb v našem státě, což poukazuje na možný význam tohoto místa. Mezi 10. a 13. stoletím významnější osídlení na katastru obce končí a přesouvá se spíše na Velehrad, kde byl budován klášter. Až v poslední čtvrtině 18. století vzniká obec Neudorf, která je později přejmenován na Modrou. Ke studiu bylo získáno 5 vzorků strusek. 3 z nich časně laténské a 2 laténské. Velkomoravské vzorky nebyly prozatím získány k bližšímu prostudování. 8.5 Polešovice Obec ležící zhruba 6 km jižně od Buchlovic. Z této oblasti pochází jedna z nejstarších písemných zmínek o dolování želených rud na Moravě. 1. srpna 1238 věnoval markrabí moravský Přemysl Otakar železnorudné doly u Záblacan (Záblažan) klášteru na Velehradě. Záblacany jsou zaniká obec spadající do katastru obce Polešovice (dnešní trať Nivy). Železo se zde vyrábělo již na přelomu halštatu a laténu. Bylo nalezeno několik objektů s pozůstatky výroby železa jako jsou strusky, krusty redukčních pecí, zlomky dyzen a další. V jednom objektu bylo nalezeno přes 115 kusů strusek (Čoupek et al. 1995), což svědčí o intenzivním železářství. Osídlení zde bylo dále značně kontinuální až do 13. století, kdy zaniká ves Záblacany. Dnes se tyto lokality nachází v katastru Polešovic na Nivách a Torštotě. Po zániku Záblacan se osídlení přesouvá do prostoru zvaného Městečko, kde se udrželo dodnes. Z této lokality bylo k prostudování získáno 12 vzorků strusek. Dle archeologické datace jeden spadá do období přelomu halštatu a laténu, druhý je laténský a zbytek je z období mladohradištního (tedy rozkvětu Záblacan). 24

25 8.6 Staré Město Historie Starého Města je poměrně složitá a dlouhá. Její část spojená z výrobou železa začíná zřejmě příchodem prvních Slovanů. V 8. a 9. století zde vyrostlo jedno z center Velké Moravy - Veligrad. Během 9. století docházelo k rozvoji zemědělství a především řemesel. Centrem řemeslné výroby bylo samotné hradisko Na Valách, jehož důležitost dokládá velká řada archeologických nálezů. Následoval postupný rozvoj Veligradu. V roce 1257 došlo k přesunutí tržního práva do nově založeného královského města na ostrově v řece Moravě Nového Veligradu. Ten byl později přejmenován na Hradiště (dnešní Uherské Hradiště). Staré město ale mělo dále velký vliv v celé oblasti především díky církevní farnosti, která zde sídlila a také díky zemědělským statkům. Osídlení v této oblasti je až obdivuhodně kontinuální dodnes. Ke studiu bylo získáno 15 vzorků strusek. Dvě z nich jsou datován do středohradištního období, tedy největšího rozkvětu Veligradu jako jednoho z center Velké Moravy. Tři vzorky spadají do 12. až 13. století, osm vzorků spadá do 13. až 14. století a dva vzorky spadající do 14. až 15. století. 8.7 Sušice Obec leží 8 km severozápadně od Uherského Hradiště v podhůří Chřibů. Založení Sušic na místě staroslovanského hradiště lze datovat zhruba do 1. poloviny 13. století ( První písemná zmínka pak pochází z roku Ke studiu byl získán jeden vzorek datovaný do mladohradištního období. 8.8 Sv. Kliment Pozůstatky hradiště sv. Klimenta se nachází zhruba 17 km západně od Starého Města na dnes zalesněném kopci v jihozápadní části Chřibů. Hradiště bylo vybudováno zhruba v první polovině 9. století (Galuška et. al 2002). Některé artefakty objevené při archeologickém výzkumu nasvědčují i na dřívější osídlení této lokality. Za zmínku také stojí, že zde byl možná v době Velké Moravy vystavěn kostel s kompletním zázemím, který byl opevněn systémem několika valů. Po zániku Velké Moravy hradisko postupně ztrácelo na důležitosti a měnilo se pouze na příležitostné útočiště. 25

26 V roce 1989 zde byl při archeologickém výzkumu odkryt objekt, ležící 70 m jižně od základů kostela, který obsahoval destrukci tepelného zařízení u něhož byla objevena i struska (Galuška et. al 2002). Dle dalšího materiálu, především střepů, byl objekt autorem výzkumu L. Galuškou datován do starší fáze velkomoravského období. Vzorek z této lokality nebyl bohužel pro bližší studium prozatím získán. 8.9 Zdounky Dle sdělení Mgr. Heleny Chybové byly při archeologickém výzkumu ve Zdounkách odkryty středověké objekty ve kterých se našly strusky. Jsou datovány od přelomu 12. až 13. století do 15. století. Jedná se zřejmě o kovářskou strusku, která se sekundárně dostala do zásypů středověkých odpadních a obilních jam. Vzorek z této lokality nebyl bohužel k bližšímu prostudování získán. Naleziště Datace ks. Buchlovice bez datace 1 Holý kopec bez datace 2 Chabaně bez datace 2 Modrá - Na Díle časný latén 3 Modrá - Na Díle latén 2 Polešovice, trať Nivy halštat - latén 1 Polešovice, trať Nivy latén 1 Polešovice, trať Nivy mladohradištní 10 Staré Město středohradištní 2 Staré Město, Za zahradou století 3 Staré Město, Za zahradou století 8 Staré Město, Za zahradou století 2 Sušice - Židlíky mladohradištní 1 Sv. Kliment středohradištní 0 Zdounky století 0 Celkem ks 38 Tab. 2: Přehled studovaných strusek. 26

27 9. Laboratorní část 9.1 Makroskopický popis Nalezené a získané strusky jsou makroskopicky velmi rozmanité a nedá se říci, že by se od sebe strusky z různých lokalit výrazně lišily. Rozdíly jsou spíše specifické pro jednotlivé strusky, než jejich lokality. 1. Buchlovice: Nepříliš porézní struska černé barvy, na povrchu hladká. Na lomu mírně navětrávající a přecházející v limonit. V odlomené části se nachází velká dutina téměř přes celou strusku (obr. 6). 2. Holý kopec: Dva slitky železa, jeden protažený o délce cca 10 cm a jeden zhruba trojúhelníkovitého tvaru o velikosti 2,5 cm (obr. 6). Na povrchu je tenká vrstva limonitu. Na řezu se v obou případech jedná o kompaktní kov bez vtroušenin strusky či jiných nečistot, který vlivem atmosférických vlivů rychle koroduje. 3. Chabaně: Strusky jsou masivní bez pórů černé barvy a lasturnatého lomu. Na povrchu nejsou oxidované. Místy se na nich vyskytují šedobíle zbarvené skelné náteky (obr. 7). 4. Modrá: V jednom případě časně laténské strusky se ve skutečnosti o strusku vůbec nejednalo. Strusky z této lokality mají nepravidelně hrbolatý povrch, který je silně limonitizovaný (obr. 7). Na řezu jsou černé barvy a mají porézní strukturu. Na řezu nebyly pozorovány kapky železa. 5. Polešovice: Laténské strusky z této lokality mají porézní strukturu, na povrchu bývají mírně limonitizovány a mají černou barvu. Mladohradištní strusky jsou dosti různorodé. Převládají porézní strusky z členitým povrchem šedočerných barev, které bývají mírně limonitizované. Jedna struska je pak z jedné strany hladká a sklovitá (obr. 8), černé barvy se světlými tečkami. Z druhé strany má hlinitou strukturu, která je silně prostoupená limonitem a má rezavohnědou barvu. Je také poměrně drolivá. Další z řady mladohradištních strusek je kompaktní hladká struska černé barvy (obr. 8). Na řezu vykazuje jemné nepravidelné páskování v odstínech černé. Je také na potěžkání podstatně těžší oproti ostatním. 27

28 6. Staré Město: Mladohradištní strusky jsou porézní šedivých barev (obr. 9). Mohou být i limonitizované. Na lomu mají sklovitý charakter s ne příliš častými částečkami ryzího kovu, který na vzduchu rychle koroduje. Strusky z 12. až 13. století jsou porézní, šedočerných barev. Místy dochází k naoxidování povrchu. Ve velkém souboru strusek náležících do období 13. až 14. století se vyskytují převážně strusky s porézní strukturou, černé barvy, které na povrchu podléhají limonitizaci. Dále se zde vyskytují strusky šedé barvy, které jsou převážně sklovité z lesklým nataveným povrchem (obr. 9). Ty jsou velmi porézní a na lomu vykazují různé barvy sklovité hmoty (většinou mezi šedou a modrou). Strusky z 14. až 15. století jsou porézní na povrchu limonitizované, černé barvy. 7. Sušice: Porézní struska černé barvy, která na povrchu oxiduje. Obr. 6: Velká dutina v porézní strusce z Buchlovic (vlevo) a trojúhelníkovitý slitek kovu na povrchu mírně zkorodovaný z Holého kopce. Měřítko v cm. 28

29 Obr. 7: Kompaktní struska z Chabaní ze skelným nátekem šedobílé barvy (nahoře) a silně porézní časně laténská struska s mírnou korozí z Modré (dole). Měřítko v cm. 29

30 Obr. 8: Mladohradištní strusky z Polešovic. Struska se sklovitou krustou (vpravo nahoře) a její druhá strana, která je dobře drolitelná a je prostoupena limonitem (vlevo nahoře). Mohlo by se jednat o část vyzdívky pece s připečenou struskou. Dále kompaktní černá struska, která má na řezné ploše znatelné páskování (dole). Měřítko v cm. 30

31 Obr. 9: Staré Město - šedivá porézní struska z mladohradištního období (nahoře) a sklovitá struska červovitého tvaru datovaná do 13. až 14. století (dole). Měřítko v cm. 31

32 9.2 Další charakteristiky Jako další charakteristiky byly u strusek v laboratorní části zjišťovány 1) magnetická susceptibilita ručním kapametrem (především z důvodu nedestruktivnosti této metody oproti laboratornímu kapamůstku, do kterého se musí vkládat menší kusy), proto jsou data spíše orientační (tab. 3); a 2) hmotnost (tab. 4). Takto získané údaje jsou následně stručně shrnuty: 1. Buchlovice: Magnetická susceptibilita u jediného vzorku nebyla příliš vysoká, nejvíce 18, SI. Hmotnost 141 g. 2. Holý kopec: Magnetická susceptibilita u obou vzorků byla velmi vysoká (u jednoho SI a SI u druhého), což je předvídatelné, vzhledem k tomu, že se jedná o slitky kovu. Hmotnosti se značně lišily. Větší kus vážil 167 g a menší jen 31,1 g. 3. Chabaně: Vzorky z této lokality mají poměrně nízkou magnetickou susceptibilitu a to naměřená maxima 7, SI a 5, SI. Byl zde odebrán nejtěžší zkoumaný vzorek o hmotnosti 2,192 kg a jeden menší vzorek. 4. Modrá: Při hodnocení této lokality byl vynechán jeden vzorek z časného laténu, protože se nejednalo o strusku a ani neměl žádnou vazbu na výrobu železa. Zbylé strusky datované zhruba do laténského období měli naměřená maxima magnetické susceptibility od 30, SI do 20, SI. Hmotnosti se pohybovaly v rozmezí 92,8 g až do 405,85 g. 5. Polešovice: Strusky datované zhruba do laténského období měly naměřená maxima magnetické susceptibility 0, SI a 7, SI. Mladohradištní strusky měli naměřená maxima magnetické susceptibility od 5, SI do SI. Hmotnosti holešovických strusek se pohybovali od 42,7 g do 562 g. 6. Staré Město: Středohradištní strusky měly naměřená maxima magnetické susceptibility SI a 25, SI. Strusky datované do 12. až 13. století v rozmezí 0, SI a 77, SI, strusky datované do 13. až 14. století se pohybovali v rozmezí maxim 6, SI až 56, SI, strusky datované do 14. až 15. století měly maxima 2, SI a 19, SI. Hmotnosti strusek se pohybovali v rozmezí od 54 g do 582 g. 7. Sušice: Mladohradištní struska z maximální naměřenou magnetickou susceptibiltou 16, SI a hmotností 82 g. 32

33 Lokalita Období Magnetická susceptibilita 10-3 SI Průměrná magnetická susceptibilita 10-3 SI Buchlovice? 10,5 17,8 18,7 15,67 Holý Kopec? Holý Kopec? Chabaně? 7,68 5,41 5,4 6,16 Chabaně? 2,9 5,7 2,7 3,77 Modrá časný latén 0,58 0,58 0,58 0,58 Modrá časný latén 27,9 30,8 29,35 Modrá časný latén 20,4 17,7 23,9 20,67 Modrá latén 20,1 17,3 18,6 18,67 Modrá latén 17,8 30,2 30,9 26,3 Polešovice halštat/latén 7,92 4,27 3,12 5,1 Polešovice latén 0,23 0,18 0,14 0,18 Polešovice mladohradištní Polešovice mladohradištní 5,2 4,9 5,05 Polešovice mladohradištní 32,9 21,7 27,3 Polešovice mladohradištní 7,36 34,9 14,3 18,85 Polešovice mladohradištní 6,6 7,7 20,4 11,57 Polešovice mladohradištní 8,3 7,3 7,8 Polešovice mladohradištní 10,3 9,3 8,6 9,4 Polešovice mladohradištní 10,6 7,7 7,8 8,7 Polešovice mladohradištní 23,5 37,8 40,5 33,93 Polešovice mladohradištní 22,1 23,9 16,6 20,87 Staré Město středohradištní 2,4 4 3,2 Staré Město středohradištní 25,7 14,7 6,9 15,77 Staré Město 12/13st 11,2 5,2 8,2 Staré Město 12/13st 0,8 0,51 0,43 0,58 Staré Město 12/13st 76,1 34,1 77,1 62,43 Staré Město 13/14st 33,9 33, ,13 Staré Město 13/14st Staré Město 13/14st 12,2 11, ,47 Staré Město 13/14st 5,9 10,3 8,1 Staré Město 13/14st 26, ,1 16,77 Staré Město 13/14st 22,9 31,4 31,3 28,53 Staré Město 13/14st 6,2 4,6 5,4 Staré Město 13/14st 56,4 53,3 48,8 52,83 Staré Město 14/15st 2,43 1,36 0,45 1,41 Staré Město 14/15st 19,3 11,1 12,6 14,33 Sušice mladohradištní 16,2 13,4 14,8 Tab. 3: Naměřené hodnoty magnetické susceptibility. Magnetická susceptibilita byla měřena u každého vzorku dvakrát až třikrát v závislosti na jeho velikosti a naměřených hodnotách. Tyto naměřené hodnoty byly následně zprůměrovány. 33

34 Lokalita Období Hmotnost Lokalita Období Hmotnost Buchlovice? 141 Polešovice mladohradištní 268 Holý Kopec? 31,1 Polešovice mladohradištní 299 Holý Kopec? 167 Polešovice mladohradištní 562 Chabaně? 195 Staré Město středohradištní 54 Chabaně? 2192 Staré Město středohradištní 516 Modrá časný latén 92,8 Staré Město 12/13st 99 Modrá časný latén 405,85 Staré Město 12/13st 101 Modrá časný latén 543,12 Staré Město 12/13st 111 Modrá latén 191,5 Staré Město 13/14st 104 Modrá latén 225 Staré Město 13/14st 114 Polešovice halštat/latén 204,6 Staré Město 13/14st 198 Polešovice latén 99,1 Staré Město 13/14st 230 Polešovice mladohradištní 42,7 Staré Město 13/14st 298 Polešovice mladohradištní 78,9 Staré Město 13/14st 304 Polešovice mladohradištní 136,7 Staré Město 13/14st 374 Polešovice mladohradištní 140 Staré Město 13/14st 582 Polešovice mladohradištní 168,9 Staré Město 14/15st 262 Polešovice mladohradištní 184,6 Staré Město 14/15st 343 Polešovice mladohradištní 250 Sušice mladohradištní 82 Tab. 4: Hmotnost jednotlivých strusek. Hmotnost je uvedena v gramech. 34

35 9.3 Celkové chemické složení Celkové chemické složení bylo stanoveno metodou rentgenové fluorescence (XRF). Byly analyzovány vybrané vzorky strusek, které nejsou shodné se struskami analyzovanými pro fázové složení. Výsledné hodnoty jsou shrnuty v tabulce 5. Mladohradištní Polešovice Středohradištní Staré Město 13. až 14. století Staré Město (1) 13. až 14. století Staré Město (2) SO 3 0,03 0,06 0,03 0,04 P 2 O 5 0,39 1,21 0,85 0,56 SiO 2 19,85 62,33 62,60 31,64 TiO 2 0,07 0,40 0,55 0,24 Al 2 O 3 2,08 6,64 8,93 5,57 tot Fe 2 O 3 71,12 10,51 6,60 53,37 MgO 0,21 0,56 0,88 0,45 CaO 1,16 3,67 5,12 2,62 MnO 0,08 0,15 0,18 0,13 Na 2 O 0,33 1,05 0,78 0,68 K 2 O 0,79 4,63 4,32 2,33 Total 96,10 91,20 90,84 97,63 Tab. 5 a.: Celkové chemické složení strusek (hm. %). 35

36 Mladohradištní Polešovice Středohradištní Staré Město 13. až 14. století Staré Město (1) 13. až 14. století Staré Město (2) As Ba Ce Co bdl Cr bdl bdl Cs bdl 2 3 bdl Cu Ga La Mo Nb Ni Pb Rb Sc Sr Th bdl 8 12 bdl U V Y Zn Zr Tab. 5 b.: Obsahy stopových prvků ve struskách (hodnoty v ppm, bdl pod mezí stanovitelnosti). Celková suma některých analyzovaných vzorků je poměrně nízká. Tato odchylka v měření může být způsobena možným výskytem prvků nedetekovatelných použitým přístrojem, tedy prvků s menším atomovým číslem než má sodík (Z = 11). Nebyla stanovena ztráta žíháním, mohlo se tedy jednat o zapečené uhlíky. Drobnou odchylku také mohla způsobovat navázaná vzdušná vlhkost. Sumární chemická analýza vybraných vzorků strusek ukázala velkou rozdílnost vzorků i přes shodné místo nálezu. Současný výskyt oxidační a redukční strusky na tomtéž nalezišti nasvědčuje sdružené železářské výrobě, kdy se na jednom pracovišti železo jak hutnilo tak i následně kovářsky zpracovávalo. Huť pak opouštěly již hotové polotovary železa v podobě lup či hřiven. Všechny analyzované strusky mají velmi nízký obsah síry, a to od 0,03 hm. % do 0,06 hm. % SO 3. To ukazuje na použití dřevěného uhlí jako velmi kvalitního paliva s minimálním obsahem síry. 36

37 Mladohradištní struska z Polešovic se vyznačuje dominantním obsahem oxidů železa (71,1 hm. % Fe 2 O 3 ) a relativně nízkým obsahem oxidu křemičitého (19,9 hm. % SiO 2 ) a fosforu (0,39 hm. % P 2 O 5 ). To naznačuje oxidační původ této strusky při některé z fází kovářského zpracování železné houby. Středohradištní struska ze Starého Města se vyznačuje dominantním obsahem oxidu křemičitého (62,3 hm. % SiO 2 ) a poměrně vysokým obsahem fosforu (1,21 hm. % P 2 O 5 ). Železa naopak obsahuje jen něco málo přes 10 hm. %. To ukazuje na redukční původ této strusky, tedy na vznik při přímé výrobě železa. Staroměstské strusky datované do 13. až 14. století jsou značně rozdílné. V první (1) dominuje obsahově oxid křemičitý (62,6 hm. % SiO 2 ), vzorek má také nezanedbatelné množství fosforu (0,85 hm. % P 2 O 5 ) a má málo oxidů železa (6,6 hm. % Fe 2 O 3 ). To odpovídá redukčnímu vzniku, tedy přímé výrobě železa z rud. Druhé (2) dominují obsahem oxidy železa (53,4 hm. % Fe 2 O 3 ), zatímco fosforu je málo relativně (0,56 hm. % P 2 O 5 ). Ale je zde také nezanedbatelný obsah oxidu křemičitého (31,6 hm. % SiO 2 ). Dle těchto informací bych strusku řadil mezi oxidační strusky vzniklé při kovářském zpracování železa. 37

38 9.3.1 Výpočet modulu bazicity Výsledky sumární analýzy oxidů byly konfrontovány s modulem bazicity (zásaditosti) (Mz) používaným jako hodnotící kritérium pro vysokopecní strusky. Modul bazicity vyjadřuje zjednodušeně poměr látkového množství zásaditých a kyselých složek strusky. Na jeho výpočet lze užít několika různých vzorců. Strusky s Mz menším než 1 jsou kyselé, s větším než 1 jsou zásadité. Pro potřeby této práce byl využit následující vzorec: CaO + MgO Mz = SiO 2 + Al2O3 Na základě obsahu oxidů stanovených sumární chemickou analýzou strusek (tab. 5) byl vypočten jejich modul bazicity. Struska mladohradištního stáří z Polešovic má Mz = 0,06, struska středohradištního stáří ze Starého Města má Mz = 0,06 a struska ze Starého Města datovaná do 13. až 14. století (1) má Mz = 0,08 a druhá struska (2) z téže lokality stejné datace má taktéž Mz = 0,08. Dle hodnocení Mz se jedná o strusky kyselé. 9.4 Fázové složení Při určování fázového složení jednotlivých vzorků byly využity metody uvedené v metodice práce. Jednalo se o klasickou mikroskopii v procházejícím a odraženém polarizovaném světle. Byla tak určována přítomnost jednotlivých fází ( minerálů a skla). Pro bližší identifikaci neznámých minerálů, stanovení chemismu jednotlivých minerálů a skel byla využita elektronová mikroanalýza (WDX) Slitky kovu z lokality Holý kopec Obsahy jiných prvků než železa jsou shrnuty v grafu 1. V jednom případě se jednalo o téměř čisté železo s malým obsahem manganu (0,35 hm. %) a křemíku (0,2 hm. %). V druhém případě se jednalo o litinu (obr. 10) se zvýšeným obsahem manganu (1,75 hm. %) a křemíku (1 hm. %), obsahovala také malé množství chrómu (0,1 hm. %). 38