Горно-геологический аспект технологии строительства пирамид Гизы

Египтологи считают, что пирамиды Гизы (Хеопса, Хефрена и  Микерина) построены из блоков, вырубленных из известняка. Однако в последние десятилетия активно развивается гипотеза о том, что блоки пирамид литые. Я попробовал разобраться в этом вопросе. При этом, проблемы датирования пирамид, инструментов строителей, способов изготовления строительных блоков и их подъема к месту укладки мной не рассматриваются.

Плато Гиза сложено карбонатными отложениями двух формаций – Mokattam (средний эоцен) и Maadi (верхний эоцен) [Raynaud, 2010]. Северная часть плато «бронирована» пластами массивного известняка формации Mokattam, южная – пластом массивного известняка «Ain Musa Bed» формации Maadi [Aigner, 1983]. Пласты формаций погружаются в юго-восточном направлении. Угол падения – 5-10 градусов. С севера и востока пласты известняков, «бронирующих» плато, ограничены уступами. С востока плато сопрягается с долиной Нила, выполненной аллювиальными отложениями (рисунок 1). Великие пирамиды расположены на востоке плато. Их основания находятся непосредственно на известняках формации Mokattam. Из известняков этой формации вырезан Сфинкс.

Рисунок 1. Плато Гиза. Схема геологического строения и геологический разрез [Fig. 1, выкопировка с Fig. 4, Aigner, 1983].

Сфинкс, являющийся искусственным обнажением горных пород,  имеет высоту 19,8 м, ширину 14,0 м и длину 73,2 м. Высота его головы – 5,0 м. По заключению авторов публикации [Raynaud, 2010] тело Сфинкса вырезано из карбонатов, представленных чередованием пластов известняка (толщины от 0,4 до 2,0 м) и мергеля (толщины 0,1-0,6 м). Шея Сфинкса вырезана из пласта мергеля, толщиной 3,0 м, голова – из 5 пластов (толщины от 0,3 до 1,5 м) коричневого доломита (рисунок 2).

Автор публикации [Aigner, 1983] выделил в отложениях формации Mokattam три пачки карбонатных пород, которые сформированы в разных фациальных условиях. Нижняя пачка (Rosetau Member) представлена массивным рифогенным известняком, имеющим неровную верхнюю поверхность. Она обнажается в нижней части основания Сфинкса. В средней пачке (Setepet Member), слагающей тело Сфинкса, выделено 6 пластов толщиной 1-2 м. Их толщины уменьшаются снизу вверх. Исключение составляет пласт 5. Общая толщина пачки около 10 м. Выполнен петрографический анализ образцов, отобранных из нижней и верхней частей пластов. В образцах выделены карбонаты, песок, ил и глина. Пласты 3 и 6 относительно однородны. Содержание карбонатов в них 93,5-95,7%. В нижней части других пластов карбонатов меньше, чем в верхней: 70,3/91,8% (нижняя/верхняя часть пласта), 2 – 88,1/93,7%, 4 – 86,8/94,3%, 5 – 88,1/95,9%. Толщина верхней пачки (Akhet Member) – 9 м. Пласты 1-3 сложены относительно мягким известняком, обогащенным кластическими фракциями. Из них вырезана шея Сфинкса. Выше залегают пласты массивного известняка, разделенные пропластками известняка, аналогичного пластам 1-3. Из пластов массивного известняка вырезана голова Сфинкса. Автор публикации [Reader, 2002] охарактеризовал их как «one of the most durable limestones exposed at Giza» (один из самых прочных известняков в пределах плато Гиза).

К юго-западу от Сфинкса пачка Setepet обнажается в основании мастабы Хенткауса (рисунок 3). Целик коренных пород имеет размеры 45,8 на 45,5 м и высоту 10,0 м. Для меня осталось непонятным, почему авторы публикации [Raynaud, 2010] считают, что известняк целика является доломитизированным (dolomitized) а голова Сфикса вырезана из доломита. Никаких оснований для этого они не привели. Это их мнения мы не будем принимать во внимание. На рисунке 3 четко видно пластовое строение карбонатов. Видны и секущие их вертикальные трещины. Искусственные обнажения, характеризующие пачку Setepet, имеются южнее пирамиды Хеопса (рисунок 4). Процессы выветривания «подчеркнули» пластовое строение разреза. Неустойчивым к выветриванию пластам соответствуют «ниши». Пласты известняка разбиты вертикальной открытой трещиной северо-западного простирания.

При строительстве пирамиды Хефрена в пластах пачки Akhet вырублена горизонтальная площадка. С севера и запада она ограничена вертикальными уступами (рисунок 5). На северном уступе в полном объеме проявились пласты 2 и 3 (нумерация А.М. Тюрина). Сверху залегает частично эродированный пласт 4. Снизу просматривается верхняя часть пласта 1. Пласты сложены массивным известняком. Толщина пласта 3 составляет примерно 1,5 м, пласта 2 – 1,2-1,3 м. Пласты известняка разбиты открытыми вертикальными трещинами субмеридионального простирания. Авторы публикации [Reader, 2002] отметили наличие между пластами массивных известняков пачки Akhet пропластков, сложенных такими же известняками, как шея Сфинкса. Этим проплсткам в рассматриваемом разрезе соответствуют карстовые полости.

Известняки формации Mokattam перекрыты отложениями формации Maadi. Обнажение горных пород на северном склоне холма Gebel Heit El Churab (по другой версии этот холм называется Gebel Gibli), расположенного к югу от пирамид, характеризует ее нижнюю часть. Она сложена мергелистым известняком и песчанистым мергелем [Aigner, 1983].Мергелистый известняк разбит субгоризонтальными трещинами шириной примерно 4 см, которые частично заполнены кристаллами гипса (рисунок 6). Имеются и субвертикальные трещины. В верхней части формации Maadi залегает пласт массивного местами доломитизированного известняка «Ain Musa Bed» толщиной несколько метров.