امین الله کمالی

استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیت های متالورژیکی از دوران پیش تاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب می شود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشت بادام در جریان مطالعات زمین شناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمع آوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونه های مورد بررسی ویژگی های ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتی متر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سرباره ها عمدتاً از کانی های فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشه ای تشکیل شده اند و دارای بافت های اسپینی فکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سرباره ها نشان می دهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلی متال Cu-Pb-Zn به عنوان مواد خام اولیه است. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴ درصد، نشان دهنده استفاده از سنگ های کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) به عنوان فلاکس برای تنظیم گرانروی و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سرباره ها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد را نشان می دهد که با استفاده از فلاکس های سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سرباره ها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه می دهد. پرسش های اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراج شده و فرآیندهای متالورژیکی به کار رفته بود. بر اساس یافته ها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهره برداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخ گذاری دقیق شواهد سطحی کافی به دست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشان دهنده استفاده از فناوری های متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و به کارگیری سیستم فلاکس های ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینه سازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.

محوطه های سرباره ای موردمطالعه در شهرستان خاتم، استان یزد واقع شده اند. در بررسی های باستان شناسی شهرستان خاتم در سال ۱۴۰۰ه .ش.، 12 محوطه ذوب فلز ازطریق فراوانی سرباره های فلزی شناسایی شدند و هر یک از محوطه ها نمونه برداری شدند. روش پژوهش شامل مطالعات تاریخی، بررسی های میدانی باستان شناس، و تحلیل های آزمایشگاهی (پتروگرافی و آنالیز شیمیایی به روش XRF) بوده است. نتایج پتروگرافی نشان داد که ۱۱ محوطه به ذوب فلز آهن و تنها یک محوطه (معدن سید نظری) به ذوب فلز مس اختصاص دارد. در سرباره های آهنی، کانی های وستیت، مارکاسیت، هماتیت و مگنتیت شناسایی شدند که وستیت و مارکاسیت به عنوان محصولات فرآیند کوره ذوب و هماتیت و مگنتیت به عنوان کانی های اولیه حضور دارند. در سرباره مسی، وزیکول های کوچک حاوی کانی های مس (کوولیت، دیجنیت و مس فلزی) همراه با بخش شیشه ای جریانی سبز رنگ مشاهده شد که نشان دهنده حرارت بالای کوره ذوب (حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد) است. آنالیز شیمیایی XRF نشان داد که مقدار Fe₂O₃ در سرباره های آهنی بین ۲3/۲0 تا 25/74% و SiO₂ بین 22/0 تا 12/6% متغیر است. میزان CaO بین 59/3 تا 41/28% می باشد. کمبود سیلیس و کربنات در برخی سرباره ها نشان دهنده غلظت بالای آهن و کیفیت پایین تر آهن اسفنجی تولیدشده است. نتایج حاکی از آن است که فلزگران منطقه عمدتاً به تولید آهن از طریق فرآیند احیای مستقیم پرداخته اند. هم چنین، با توجه به وجود معادن سنگ آهن در فواصل ۸ تا ۱۵ کیلومتری محوطه ها، احتمالاً مواد خام از این معادن تأمین شده است. محوطه ها براساس سفال های یافت شده به دوره های تاریخی و اسلامی منسوب شده اند.

محوطه ذوب فلز روی بهاباد، واقع در ۷۱ کیلومتری شمال بهاباد در استان یزد ایران با مساحت ۲۲۰ مترمربع و در کمربند فلز_زایی طبس-پشت بادام، یکی از مراکز متالورژی باستانی محسوب می شود. این پژوهش با هدف شناسایی نوع فلز استخراج شده، بررسی فرآیندهای متالورژیکی و بازسازی فناوری های به کاررفته، از طریق تحلیل پتروگرافی و ژئوشیمیایی میخ های سفالی و سرباره های کوره انجام شده است. از محوطه، ۳۰ نمونه میخ سفالی و ۲۰ نمونه سرباره جمع آوری شد که از هر گروه، پنج نمونه برای مطالعات پتروگرافی و آنالیز شیمیایی به روش(ICP-OES) انتخاب شدند. نتایج پتروگرافی نشان داد که میخ های سفالی، ساخته شده از خاک رس پخته، دارای بافت پورفیری با حدود ۲۰ % کوارتز و مقادیر اندک کلسیت هستند، در حالی که سرباره ها حاوی فایالیت (Fe₂SiO₄)، ملیلیت، پیروکسن و وستیت (FeO) بوده و شرایط احیایی و دمای بالای ذوب را تأیید می کنند. آنالیز شیمیایی، حضور میانگین ۱.۲۱ % ZnO در میخ ها را نشان داد که نقش آن ها را در جمع آوری بخارات روی به صورت توتیا (ZnO) پس از قرن ها تأیید می کند. سرباره ها با میانگین ۳.۷۴ % ZnO، بیانگر استخراج ناکامل روی هستند. غلظت پایین سرب (۶۶۹ ppm در میخ ها و ۳۱۵ ppm در سرباره ها) و گوگرد (۱۰۵۳ ppm در میخ ها و ۳۶۱ ppm در سرباره ها) استفاده از کانی های اکسیدی مانند اسمیتسونیت (ZnCO₃) یا همی مورفیت را به جای سولفیدهایی نظیر اسفالریت (ZnS) نشان می دهد که با کمربند فلز_زایی سرب-روی کانسارهای اکسیدی منطقه هم خوانی دارد. برای استحصال روی، از کوره های دوطبقه استفاده می شد که شامل طبقه زیرین برای حرارت دهی به سنگ معدن و طبقه بالایی با صفحه ای مشبک از جنس رس بود. روی این صفحه، میخ های سفالی (با طول ۱۰ تا ۲۰ سانتی متر و قطر ۲ تا ۴ سانتی متر) قرار می گرفتند و فرآیند تقطیر صعودی را تسهیل می کردند. این فناوری در مقایسه با روش تقطیر نزولی هند (با استفاده از اسفالریت و کوره های مربعی شکل) و روش تقطیر صعودی چین (با کندانسور و کوره های مستطیلی) متمایز است و نوآوری بومی ایران را با بهره گیری از زغال چوب به عنوان سوخت و میخ های سفالی به عنوان ابزار اصلی نشان می دهد. این پژوهش بر انطباق این فناوری با شرایط محلی و اهمیت آن در تاریخ متالورژی جهانی تأکید دارد.

خشکسالی و برداشت بی رویه آب نتیجه سیاست های چند دهه گذشته در اراضی کشاورزی دشت های مرودشت و پاسارگاد باعث ایجاد ترک ها، فروچاله و اسفنجی شدن بافت خاک و نهایتاً نشست سطح عمومی دشت شده است. این عوارض تهدیدی آشکار برای منطقه تاریخی و محوطه های ارزشمند جهانی به شمار می رود. امروزه رجوع به خلاقیت های به کاررفته برای مهار یا چیرگی بر تأثیرات مخرب محیط طبیعی، می تواند الگویی جهت برون رفت از بحران های منطقه باشد. هدف اصلی این تحقیق، شناخت خلاقیت و دانش سنتی در دوره هخامنشی به منظور چیرگی بر بحران های زیست محیطی است و پرسش اساسی این است که، مهندسی و دانش سنتی استفاده شده در این دوره چه نقشی در مدیریت بحران هایی هم چون سیل و زلزله برعهده داشته است؟ به طورکلی تأمین منابع پایدار آب در منطقه پارسه-پاسارگاد به عنوان یکی از مهم ترین بخش های شاهنشاهی هخامنشی، اهمیت فراوان داشته است. در این مناطق موضوع توسعه کشاورزی به ارتقاء نظام های آبیاری جهت تأمین آب زمین های زیر کشت وابسته بوده است؛ بنابراین طراحان و مهندسان دوره هخامنشی جهت مدیریت خشکسالی که از بحران های همیشگی مناطق نیمه خشک ایران بوده است و هم چنین چیرگی بر چالش سیلاب های گاه و بی گاه فصلی، به طراحی و اجرای یک سیستم گسترده کنترل، ذخیره سازی و انتقال آب در گستره دشت های پاسارگاد و مرودشت نموده اند. امروزه شناخت یکپارچه سامانه های آبی در شکل گیری و توسعه مناطق در دوران باستان می تواند ریشه های تاب آوری میراث را در گذر زمان نشان دهد که حاوی درس های بزرگی است. هم چنین با توجه به لرزه خیزی منطقه، استفاده از مهندسی مناسب در مراحل انتخاب، انتقال و اجرای مصالح و ازجمله بهره گیری از قطعات بزرگ سنگ در معماری، چندلایه بودن سنگ ها در پی و کف بنا و تقویت ظرفیت باربری بستر بناها، ازجمله خلاقیت ها در افزایش پایداری بناها بوده است. پژوه ش حاضر، براساس بررسی های میدانی و مطالعه اسناد و مدارک تاریخی مرتبط به انجام رسیده است. هم چنین با انجام تحلیل های لازم تلاش شده است نقش مهندسی در دوره هخامنشی در چیرگی بر ناملایمات زیست محیطی تبیین گردد. نتایج تحقیق نشان می دهد شناخت دانش فنی گذشته و به کارگیری مجدد آن نه تنها می تواند هم زیستی انسان را با محیط طبیعی و مخاطرات آن ترمیم نموده و به آن تداوم بخشد، بلکه راهکارهای مناسبی برای حفاظت از محتوای منابع میراث در اختیار قرار دهد که تضمین کننده اصالت آن خواهد بود