La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales: Tiwanaku y San Pedro de Atacama

8/10/2019 La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales: Tiwanaku y San Pedro de Atacama

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LA METALURGIA DEL BRONCE EN LOS ANDES SUR CENTRALES: TIWANAKU

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La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales:

Tiwanaku y San Pedro de Atacama

HEATHERN. LECHTMAN1 YANDREWW. MACFARLANE2

RESUMEN

Este estudio es parte de una investigacin mayor acerca

del desarrollo de la metalurgia del bronce en las reas

central y centro sur de los Andes durante el Horizonte

Medio. Se concentra en los tipos de aleacin de bronce

producidos y diseminados a travs de la zona que se ubi-

ca aproximadamente entre Tiwanaku y San Pedro de

Atacama. Los anlisis de istopo de plomo de los arte-

factos de bronce excavados en estos dos lugares y de las

muestras de un amplio rango de menas metlicas prove-

nientes de depsitos de Bolivia y del norte de Chile indi-

can que los minerales de origen para la mayora de estos

artefactos estuvieron ubicados y fueron explotados en la

puna y la sierra alta de Bolivia. Estos resultados nos ha-

cen preguntarnos acerca del movimiento de menas, de

lingotes de bronce y de objetos de bronce en el mbito de

la esfera de interaccin del centro sur andino durante el

Horizonte Medio.

Palabras claves: aleaciones de bronce fuentes de me-

nas metlicas Horizonte Medio anlisis de istopo de

plomo.

ABSTRACT

This study is part of a larger investigation into the

development of bronze metallurgyin the central and south-

central Andes during the Middle Horizon. It focuses on

the kinds of bronze alloy produced and disseminated

throughout the region that lies roughly between Tiwanaku

and San Pedro de Atacama. Lead isotope analysis of

bronze artifacts excavated at these two places and of a

wide range of metallic ores sampled from deposits in Bo-

livia and Northern Chile indicates that the ore sources

for most of the artifacts were located and exploited in the

puna and high sierra of Bolivia. These resul ts raise

questions about the movement of ore, of bronze lingots,

and of bronze objects within the south-central Andean

interaction sphere during the Middle Horizon.

Key words:bronze alloys metallic ore sources Middle

Horizon lead isotope analysis.

Recibido: enero 2005. Aceptado: julio 2005.

Estudios Atacameos N 30, pp. 7-27 (2005)

1 Center for Materials Research in Archaeology and

Ethnology, Massachusetts Institute of Technology, Room

8-437, Cambridge MA 02139, ESTADOS UNIDOS. Email:

[email protected]

2 Department of Earth Sciences, PC 314, Florida International

University, 11200 SW 8th Street, University Park, Miami

FL 33199, ESTADOS UNIDOS. Email: [email protected]

Introduccin

El desarrollo y uso del bronce en el Area Andina

fue un fenmeno del Horizonte Medio. La difun-

dida explotacin de menas complejas de cobre,

arsnico, estao y nquel y la produccin por vez

primera de un rango de bronces a gran escala

durante este perodo, tal vez constituyen una marca

tecnolgica distintiva de dicho Horizonte.

Qu significa el trmino bronce y cmo se

puede hablar de un rango de bronces? Los bron-

ces son aleaciones de cobre con otros metales.

Estas aleaciones comparten ciertas propiedades

fsicas o mecnicas. El bronce clsico es la alea-

cin de cobre con estao y en los Andes se acos-

tumbra asociar el bronce estafero con el Impe-

rio incaico. Ahora sabemos que el bronce

estafero fue producido mucho ms temprano,

durante el Horizonte Medio.

Adems, existen otras aleaciones que son verda-

deros bronces: por ejemplo la aleacin binaria

compuesta de dos metales cobre y arsnico lla-

mada bronce arsenical y una aleacin ternaria

y bastante rara, compuesta de tres metales co-

bre, arsnico y nquel (Lechtman 1996, 1997,

1999, 2003a, 2003b).

Se ha demostrado en el laboratorio que existe poca

diferencia en cuanto a las propiedades mecnicas

entre estas tres aleaciones de bronce. Como me-

tales, funcionan de manera similar. Con respectoa sus caractersticas, difieren principalmente en

su ductilidad y color (Lechtman 1996).

Los bronces y sus menas

Durante el Horizonte Medio, en toda la zona de

los Andes Centrales, es decir, en el territorio que


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HEATHER N. LECHTMAN, ANDREW W. MACFARLANE

8

actualmente corresponde a Per y a Ecuador, so-

lamente se produjo bronce arsenical. Tambin es

la zona con la cual asociamos la influencia Wari

durante dicho perodo (Figura 1). El lago Titicaca

constituy el lmite meridional para la produccin

de este bronce en gran escala.

Hay una relacin impresionante entre la zona don-

de se produjeron objetos de bronce arsenical y las

menas que existen en gran abundancia en la mis-

ma zona. Estas menas contienen ambos, cobre y

arsnico, en la estructura de sus minerales met-

licos (Tabla 1). Las fuentes primarias de arsnico

para los bronces arsenicales andinos son menas

como enargita (un sulfuro) y sus productos de

alteracin como los xidos chenevixita o olivenita.

La arsenopirita es otra mena que pudo aportar elarsnico utilizado en los bronces producidos en

el extremo norte de la costa peruana.

El mapa de la Figura 2 indica donde se ubican los

principales depsitos de menas de enargita en la

zona andina. Menas de enargita existen en una

faja que se extiende desde Pilzhum en el sur de

Ecuador hasta Laurani en el norte de Bolivia y al

noroeste de Argentina. Los depsitos ms gran-

des y ms ricos que son depsitos macizos se lo-

calizan en el Per central.

El mapa aclara porque los arquelogos encuen-

tran una gran concentracin de artefactos de bron-

ce arsenical en la zona andina central (ver p.e.,

Figuras 3 a 6). All existen abundantes y accesi-

bles depsitos muy ricos de enargita y de sus pro-

ductos de alteracin. Los mineros de toda la zona

central pudieron haber explotado fcilmente es-

tos ricos depsitos. Con la fundicin de estas

menas se producen directamente aleaciones de

cobre-arsnico, es decir, bronce arsenical, dentro

del horno. En los Andes Centrales no se encon-

traron objetos hechos de bronce estafero antes

del Imperio incaico.

Cul es la situacin respecto del bronce esta-

fero? Las poblaciones que habitaron el altipla-

no boliviano y las tierras altas del Noroeste Ar-

gentino durante el Horizonte Medio explotaron los

ricos depsitos de casiterita xido de estao lo-

calizados en el extremo sur de Per (en la orilla

oriental del lago Titicaca), en el norte de Bolivia

y en el noroeste de Argentina. Los campos de

estao bolivianos y argentinos indicados en la

Figura 2 constituyen la nica fuente significativa

de estao de los Andes y son uno de los depsitos

de casiterita ms ricos del mundo. Ellos abaste-

cieron el estao necesario para la produccin debronce estafero durante los perodos Horizonte

Medio, Intermedio Tardo y Horizonte Tardo (ver

p.e., Figuras 7 y 8).

El bronce ternario: Tiwanaku y San Pedro de

Atacama

Al sur del lago Titicaca, en el altiplano bolivia-

no y en el norte de Chile, para el mismo perodo

existen evidencias recientemente obtenidas de la

produccin de un tercer tipo de bronce: una alea-

cin ternaria compuesta de cobre, arsnico y n-quel (Lechtman 1997, 1998, 1999, 2003a,

2003b). En ciertos aspectos, esta aleacin ternaria

es la ms interesante de los tres tipos de bronce.

Es intrigante en primer lugar porqu este tipo de

bronce es extremadamente raro, no slo en los

Andes sino en cualquier otra parte del mundo

antiguo.

Segundo, las menas de nquel son casi inexistentes

en los Andes (Tabla 2).

MENAS DE COBRE

Metal nativo Domeykita Cu3As

Sulfuro Enargita Cu3AsS

4

Tennantita [(Cu,Fe)12

As4S

13]

Oxido Olivenita [Cu2(AsO

4)(OH)]

Chenevixita [Cu2(AsO

4)2(OH)

4H

2O]

MENAS DE FIERRO

Sulfuro Arsenopyrita FeAsS

Oxido Scorodita FeAsO42H

2O

Tabla 1. Menas comunes que contienen arsnico.


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Figura 1. Mapa de la regin de los Andes Centrales y Sur Centrales, mostrando las esferas de influencia Wari y Tiwanaku durante el

Horizonte Medio (cortesa de W. Isbell).

En la tierra, el nquel se encuentra mayormente

en el manto, la capa que est debajo de la corteza

que forma la superficie de la tierra. En algunos

minerales como el silicato olivino que abunda enel manto hay nquel. Para que se formen depsi-

tos de nquel econmicamente aprovechables, en

general, es necesario que los materiales derivados

del manto vengan expuestos en la corteza a la

superficie de la tierra. Virtualmente todas las

modernas minas de nquel en el mundo estn aso-

ciadas con rocas que se formaron en su mayora a

partir de materiales del manto, como las rocas vol-

cnicas marinas o las rocas derivadas de la fusin

del manto a consecuencia de antiguos impactos

de meteoritos. Tpicamente estas menas contie-

nen minerales sulfreos que llevan nquel o los

productos del intemperismo del olivino con con-

tenido de nquel. En la regin andina, la corteza

es extraordinariamente potente (en algunos luga-

res ms de 60 km) y las rocas que provienen ensu mayora del manto subyacente son raras.

En consecuencia, los minerales de nquel son muy

escasos en la zona andina. El mapa de la Figura 2

muestra la distribucin de los depsitos de nquel

en la regin considerada. La mayora de los de-

psitos peruanos estn ubicados en la vertiente

oriental andina, son pequeos, de difcil acceso y

de muy baja ley. Los depsitos de nquel en las

tierras altas de Bolivia, el Noroeste Argentino y

la costa central de Chile son ms accesibles, pero

tambin son pequeos y tienen una distribucin


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Figura 2. Mapa donde se muestra la ubicacin de los principales depsitos de menas de enargita, de nquel y de casiterita en la zona

andina de Sudamrica (tomado de Lechtman 2003b).

ciudad

distrito minero con menas de enargita

enargita (menas ricas en enargita)

menas ricas en nquel

menas ricas en casiterita


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Figura 3. Hacha-moneda, proveniente de Ecuador, martillada

en bronce arsenical. Coleccin del Museo Antropolgico del

Banco Central, Guayaquil, Ecuador.

Niquelina NiAs

Gersdorffita NiAsS

Compuestos: domeykita- Cu3As-NiAs

2-NiAs

rammelsbergita-niquelina

Tabla 2. Minerales metlicos que contienen nquel y arsnico.

Figura 4. Hacha gigante, proveniente de Ecuador. Vaciada en

bronce arsenical. Coleccin del Museo de Arte Prehistrico, Casa

de la Cultura, Guayaquil, Ecuador. Figuras 5a y 5b. Las llamadas puntas, cuya funcin es desco-

nocida. Provienen del valle de Lambayeque, costa norte del Per,

y fueron vaciadas y martilladas en bronce arsenical (5a, anterior;

5b, posterior). Coleccin del Museo Brning, Lambayeque, Per.

a

b


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Figura 6. Tupus, excavados en Pikillacta, Per. Martillados en bronce arsenical. Coleccin del Museo de la Casa Garcilaso, Cusco, Per.

Figura 7. Hacha T con cuerpo grueso, excavada en Lukurmata,

Bolivia. Vaciada en bronce estafero. Coleccin del Museo Ar-

queolgico, Tiwanaku, Bolivia.

Figura 8. Anillo, excavado en Tiwanaku, Bolivia. Martillado en

bronce estafero. Coleccin del Museo Arqueolgico, Tiwanaku,

Bolivia.


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espordica siendo tambin muy pobres. De he-

cho, hasta ahora no hemos ubicado la fuente o las

fuentes de mineralizacin de nquel que pudieron

haber sido usadas en la produccin del bronce

ternario.

Hay una tercera razn que justifica nuestro inte-

rs especial en el bronce ternario. Hasta ahora los

arquelogos han excavado objetos metlicos fa-

bricados con este extrao bronce solamente en dos

lugares de los Andes: Tiwanaku y San Pedro de

Atacama.

Si consideramos la situacin de Tiwanaku duran-

te el Horizonte Medio, vemos que la mitad (50%)

de los artefactos excavados de cobre o de bronce

procedentes de la cuenca del Titicaca y analizadosen nuestros laboratorios est hecha con bronce

ternario (ver p.e., Figuras 9 a 12). La Tabla 3 indi-

ca que durante el Formativo Tardo el 80% de

todos estos artefactos fue fabricado con el bronce

ternario. Durante el apogeo de la influencia

Tiwanaku, la situacin cambi poco a poco con

la introduccin del bronce estafero, pero la

mayora de los artefactos sigui siendo producida

con bronce ternario. El bronce estafero reem-

plaz casi completamente al bronce ternario de

cobre-arsnico-nquel solamente en la poca tar-

da de Tiwanaku (Lechtman 1997, 1999, 2003a).

Como tenemos artefactos de bronce ternario de

Tiwanaku y de San Pedro, es necesario hacer una

comparacin entre los dos conjuntos. A la fecha

hemos examinado y analizado (Tabla 4) el 80%

de todas las hachas que existen en las colecciones

del Museo Arqueolgico R. P. Gustavo Le Paige

en San Pedro de Atacama (Figura 13). De este

grupo (36 en total) el 61% de las hachas estn

hechas con bronce ternario, el resto estn fabrica-

das mayormente con bronce estafero. En San

Pedro no tenemos el mismo nivel de control res-

pecto a la cronologa del conjunto como s se tie-

ne con los artefactos excavados recientemente en

Tiwanaku. Sin embargo, la evidencia presentada

en la Tabla 5, proporcionada por Myriam Tarrag

y Agustn Llagostera (com. pers., 2003-2004),

muestra claramente la pertenencia de muchas ha-

chas al Horizonte Medio.

La rareza del bronce ternario provoc una serie

de interrogantes sobre las posibles relaciones en-

tre el acceso al material y su uso en Tiwanaku y

en San Pedro de Atacama: 1) la aleacin fue pro-

ducida en ambos lugares?; 2) fue producida so-lamente en uno de estos lugares y luego importa-

da por el otro?; 3) es posible que en ambos luga-

res se haya usado cobre extrado de depsitos lo-

cales y cercanos para producir la aleacin, pero

que se intercambiaron las menas que contribuye-

ron a la aleacin el nquel o el nquel ms el ars-

nico?; y finalmente, 4) en qu etapa de la pro-

duccin de esta rara aleacin el nquel pudo ha-

ber sido compartido o intercambiado?, en forma

de unas menas ricas en nquel?, en forma de

lingotes ya producto de la aleacin?, en forma

de objetos del bronce ternario ya acabados?

Los anlisis isotpicos de plomo de menas

provenientes de los Andes Centro Sur

Hemos buscado las respuestas a estas preguntas

utilizando las tcnicas de anlisis de los istopos

de plomo. El mapa de la Figura 14b muestra la

regin de los Andes Centro Sur, incluso a

Tipo de aleacin

Cu Cu-As Cu-As-Ni Cu-Sn Cu-As-Ni-Sn

Fase Nmero N % Total N % Total N % Total N % Total N % Total

Tiwanaku analizado

Formativo Tardo 2- 11 1 9.1 9 81.8 1 9.1

Tiw IV Temprano

Tiw IV Tardo - 11 1 9.1 6 54.6 3 27.3 1 9.1

Tiw V Temprano

Tiw V 6 1 16.7 5 83.3

Posterior a Tiw 3 1 33.3 2 66.6

Tabla 3. Cronologa de aleaciones de bronce de la cuenca del Titicaca (tomado de Lechtman 2003a).


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Figura 13. Grupo de hachas T con cuerpo grueso, excavadas

en San Pedro de Atacama, Chile. Vaciadas y martilladas en bronce

ternario (cobre-arsnico-nquel). Coleccin del Museo R. P.

Gustavo Le Paige s. j., San Pedro de Atacama, Chile.

Sitio San Pedro n MIT n Asignacin Comentariocronolgica

Quitor-5 18.352 5228 * MT, AL MT: Tiwanaku (hay como ofrenda algn bien

de esa filiacin concreta)

Quitor-5 18.355 5230 MT MT: Tiwanaku (hay como ofrenda algn bien


Quitor-6 16.463 5224 AL

Quitor-6 16.466 5117 * AL

Quitor-6 16.482 5226 MT, AL MT: Tiwanaku (hay como ofrenda algn bien


Quitor-6 16.487 5227 MT MT: Tiwanaku (hay como ofrenda algn bien


Quitor-6 18.353 5229 MT, AL

Quitor-618.356 5231 * MT, AL MT: Tiwanaku/Aguada (adems de bienesTiwanaku hay objetos claramente de La

Aguada del Noroeste Argentino)

AL: Transicin Temprano/Medio

Quitor-6 18.357 5232 * MT, AL

Quitor-6 19.406 5233 AL

Solor-3 18.381 5238 * MT, AL

Solor-3 18.384 5239 MT, AL

Solor-3 18.385 5240 * MT, AL

Toconao Oriente 16.786 5244 AL

Coyo Oriente 16.474 5246 AL



Tabla 5. Hachas de San Pedro de Atacama analizadas en esta investigacin y procedentes de tumbas cuya cronologa corresponde al

Horizonte Medio. Leyenda: MT: Myriam Tarrag; AL: Agustn Llagostera; *: Analizado para determinar la firma isotpica de plomo.

Tiwanaku y a San Pedro de Atacama. Las varias

zonas indicadas corresponden a las provincias

isotpicas de plomo (Macfarlane et al. 1990).

Cuando analizamos rocas y menas ubicadas en el

altiplano o en la sierra alta, sus valores isotpicos

de plomo caern en alguna parte dentro del cam-

po llamado Provincia Isotpica III. Cuando anali-

zamos rocas y menas ubicadas en la costa de la

regin centro-sur, sus valores isotpicos de plo-

mo caern en alguna parte dentro del campo lla-

mado Provincia Isotpica I. Los valores isotpicos

de rocas y menas ubicadas en el rea intermedia

en las yungas o vertientes occidentales caern

en alguna parte dentro del campo llamado Pro-

vincia Isotpica II.

La Fosa Chile-Per

Los valores isotpicos de plomo denominados

tambin las firmas isotpicas de plomo (los tr-

minos son sinnimos) de rocas y menas ubicadas

a lo largo de la zona andina de Sudamrica va-

ran. La firma isotpica de plomo de una roca o

mena vara en funcin directa de su distancia des-

de la Fosa Chile-Per.

La Fosa Chile-Per marca la frontera geolgicaentre la placa de Nazca al oeste, que forma el

piso ocenico sur-oriental del Ocano Pacfico,

y la placa sudamericana al este (Figura 15). La

convergencia de estas dos placas empuja la pla-

ca de Nazca hacia abajo en el manto a lo largo

de la orilla occidental del relativamente boyante

continente sudamericano. A su vez, la subduccin

de la placa de Nazca con su cubierta de sedi-

mentos provoca una fusin en el manto debajo


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Figura14.Prov

inciasdeistopodeplomodelosAndesCentrales.a)RangosdecocientesdeistopodeplomomedidosenmenasdelosAn

desCentrales;b)

Provinciasgeogr

ficascorrespondientesalascomposicionesdeistopodeplomoen(a).

ProvinciaI

ProvinciaII

ProvinciaIIIa

ProvinciaIIIb

ProvinciaIV

Escala

(km)


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del borde occidental de Sudamrica. Los magmas

resultantes se han levantado abrindose paso y

han interactuado con la corteza continental su-

perpuesta, produciendo una larga historia de ac-

tividad volcnica y la produccin de menas aso-

ciadas.

El control de la formacin de menas por

subduccin a lo largo de la Fosa Chile-Per haproducido importantes variaciones en los cocien-

tes del istopo de plomo en las menas andinas.

Los cocientes del istopo de plomo varan con

las distancia desde la fosa y varan tambin a causa

de las diferencias en la geologa de la corteza

sudamericana. En general, estas variaciones

isotpicas reflejan la creciente predominancia del

plomo en la corteza continental sudamericana con

la creciente distancia desde la Fosa Chile-Per.

Se ve claramente que las provincias isotpicas

corren en un sentido paralelo a la Fosa Chile-Per.

Las firmas isotpicas cambian de oeste a este,

desde la Provincia Isotpica I a la Provincia

Isotpica III, de acuerdo con la distancia entre el

terreno y la fosa. Notamos en la Figura 14b que

las grandes minas de Chuquicamata y de

Collahuasi estn ubicadas en una zona geogrfica

que corresponde a la Provincia Isotpica I (la zona

denominada costa), aunque Collahuasi se sita

a unos 5000 m de altura y Chuquicamata a unos

2600 m.snm. No es la altura del depsito lo que

determina su firma isotpica, sino la distancia de

la fosa.

En la Figura 14 el mapa est acompaado por un

grupo de grficos isotpicos (Figura 14a) indican-do la forma y extensin de los campos isotpicos

de plomo de cada provincia, campos que ya han

sido determinados para rocas y menas de la re-

gin (Macfarlane et al. 1990; Kamenov et al.

2002). Por ejemplo, el mapa indica que la mina

Chuquicamata est ubicada en la costa desrtica

del norte de Chile. Se supone que los valores

isotpicos de plomo analizados de las menas de

Chuquicamata caeran dentro del campo de la

Provincia I del grfico mostrado en la Figura 14a.

De igual manera, el mapa muestra que la mina

Corocoro est ubicada en el altiplano del norte deBolivia. Se supone que los valores isotpicos de

plomo analizados de las menas de Corocoro cae-

ran dentro del campo de la Provincia III de la

Figura 14a.

Notamos que las provincias isotpicas que repre-

sentan menas de la costa (Provincia I) y menas

del altiplano y de la sierra alta (Provincia III) to-

man una orientacin casi horizontal, mientras que

el campo que representa menas de las yungas o

vertientes occidentales (Provincia II) toma una

orientacin casi vertical. Esta situacin surgidurante la formacin de la capa exterior de la tie-

rra. Cuando las rocas y menas en la regin de la

Provincia II se formaban originalmente en la capa

exterior, los procesos volcnicos causaron una

mezcla geolgica de los materiales provenientes

de las Provincias I y III. Los valores isotpicos

de las rocas y menas de la Provincia II reflejan

esta mezcla geolgica. Como resultado el campo

isotpico de la Provincia II siempre se presenta

muy inclinado y muy angosto.

Figura 15. Distribucin de los depsitos de menas en los Andes

centrales y provincias isotpicas en relacin con la frontera

tectnica entre la placa Sudamericana y la de Nazca. La frontera

entre placas est marcada en la superficie por la fosa Chile-Per

que corre aproximadamente paralela a la lnea de costa. a)Vista

del mapa; b)Seccin transversal esquemtica (la geometra exactavara con la latitud).


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Avaroa y Cobrizos. La mina Avaroa cae en el cam-

po de la Provincia isotpica III; la mina Cobrizos

cae en el campo de la Provincia IV (Figura 18).

Como las de la Provincia III, las menas de la Pro-

vincia IV estn dominadas por plomo provenien-

te de la corteza continental. La Provincia IV di-

fiere de la Provincia III porque la corteza conti-

nental debajo de esta rea de los Andes tiene una

firma isotpica de plomo distintivo, con bajo

206Pb/204Pb en comparacin con 208Pb/204Pb.

Figura 16. Mapa de la zona andina centro sur, entre Tiwanaku y

San Pedro de Atacama. Las minas indicadas han sido incluidas

en una investigacin para determinar las posibles fuentes de

menas explotadas durante el Horizonte Medio (tomado de

Lechtman 2003a).

Resultados de los anlisis isotpicos de

plomo: Menas y artefactos asociados con

Tiwanaku y San Pedro de Atacama

Durante varios reconocimientos geolgicos en la

regin entre el lago Titicaca y el Noroeste Argen-

tino (Figura 16; Lechtman 2003a), muestreamos

menas de depsitos de cobre y de cobre ricos en

arsnico para sus anlisis isotpicos de plomo. Las

Figuras 17 a 21 indican algunos de nuestros re-

sultados. La Figura 17 presenta los anlisis

isotpicos de plomo de tres minas chilenas de la

costa y de las vertientes occidentales norteas. Los

valores isotpicos de plomo analizados de las ri-

cas menas arsenicales de Chuquicamata caen to-

talmente dentro del campo de la Provincia I, el

campo determinado por las menas costeas. Losanlisis hechos recientemente indican que los va-

lores isotpicos de plomo de las menas de cobre

de Collahuasi tambin caen dentro del campo de

la Provincia I. Las firmas isotpicas de cada mina

forman una agrupacin estrecha y las dos agrupa-

ciones estn casi superpuestas. Casi no podemos

diferenciar las firmas isotpicas de plomo de

Chuquicamata de las de Collahuasi, pero es evi-

dente que las firmas isotpicas de plomo de estas

dos grandes minas caen en la Provincia I.

Por otra parte, los valores isotpicos de plomoanalizados del depsito de Chulacao, una mina

de cobre muy cercana al actual pueblo de San

Pedro de Atacama, caen totalmente dentro de un

campo de la Provincia II, con su caracterstica

formacin inclinada. La ubicacin en el grfico

de cualquier campo de la Provincia II puede ser

trasladada por el eje horizontal del grfico, desde

la izquierda a la derecha, pero cada campo siem-

pre mantiene la forma pendiente y angosta.

La Figura 18 presenta los resultados de nuestros

anlisis isotpicos de plomo de las menas prove-nientes de un grupo de minas ubicadas cerca de

Tiwanaku y de dos vetas de la mina Corocoro

ubicada ms lejos, hacia el suroeste. Todos los

valores de los istopos de plomo determinados de

estas menas altiplnicas caen totalmente dentro

del campo de la Provincia III.

Estamos tomando muestras de menas de cobre

provenientes de la zona de Lpez, en el extremo

sur de Bolivia (Figura 16). Hasta ahora hemos

analizado las menas de dos minas de Lpez:


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Figura17.Cociente

sdeistopodeplomodelasmenasdecobredelasvertientesoccidentalesdelosAndes

delnortedeChile.Loscamposparalaspro

vinciasconocidas

deistopodeplomo

semuestranporcomparacin.Losenorme

sdepsitosdeCollahuasiydeChuquicamatatienenfirmasisotpicasdeplomotpicas

delaProvinciaI.

Losdatosdeldeps

itodeChulacao,cercadeSanPedrodeAtacama,constituyenunaextendidaformacintpicadelosdepsitosdemenasdelaProvinciaII.

ProvinciaI

ProvinciaII

ProvinciaIIIa

ProvinciaIIIb

ProvinciaIV


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Figura18.Cociente

sdeistopodeplomodelasmenasdecobredelaltiplanoyaltacordilleradeBolivia

.Losdatosdeestasmenascomprendenun

ampliorangode

206Pb/204PbycorrespondenmuydecercaalistopodeplomodelaProvinciaIII.

ProvinciaI

ProvinciaII

ProvinciaIIIa

ProvinciaIIIb

ProvinciaIV


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Figura19.CocientesdeistopodeplomodeartefactosdebronceternariodeTiwanaku.Losdatoscorresp

ondenalascomposicionesisotpicasdeplomodelasmenas

delasProvinciasII

IayIIIb.

ProvinciaI

ProvinciaI

I

ProvinciaI

IIa

ProvinciaI

IIb

ProvinciaI

V


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Figura20.Cocientesdeistopodeplomodelbronceternario

delashachasdeSanPedrodeAtacama.L

osdatossonampliamentedispersosen206Pb/204Pbloque

sugierelaposibilid

addemsdeuntipodefuentesdemenas.

Sinembargo,lagranmayoradeartefactosderivaclaramentedemenasdeltipoProvinciaIII.

ProvinciaI

ProvinciaII

ProvinciaIIIa

ProvinciaIIIb

ProvinciaIV


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Figura21.Cocientesdeistopodeplomodetodoslosartefa

ctosdebronceternarioanalizadosparaes

teestudio.Losrangoscomposicionalesde

losart efactosde

TiwanakuydeSan

PedrodeAtacamasetraslapannotablemente,loquesugiereunaprevalenciadefuente

sdemenasdeltipoProvinciaIIIparaambosgrupos.

ProvinciaI

ProvinciaII

ProvinciaIIIa

ProvinciaIIIb

ProvinciaIV


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Durante el proceso de la fundicin, cuya funcin

es la de extraer de una mena su componente me-

tlico, una parte del plomo en la mena pasa direc-

tamente y sin alteracin qumica al metal. El va-

lor isotpico del plomo no cambia durante el pro-

ceso de la fundicin. Por eso, el valor isotpico

del metal fundido es el mismo que el valor

isotpico de la mena que le dio origen (Macfarlane

1999). Este hecho permite hacer comparaciones

entre las firmas isotpicas de objetos por un lado,

y las firmas isotpicas de una mena por el otro,

con el fin de determinar si existe una correspon-

dencia entre ambos.

En la Figura 19, superpuestos en los campos de

menas del altiplano, hemos indicado los valores

isotpicos determinados por 14 artefactos de bron-ce ternario provenientes de Tiwanaku (la firma

isotpica de plomo de cada objeto est indicada

con un triangulo negro). En la Figura 20, super-

puestos en los campos de menas de la costa, he-

mos indicado los valores isotpicos determinados

por 16 hachas de bronce ternario provenientes de

San Pedro de Atacama (la firma isotpica de plo-

mo de cada hacha est indicada con un cuadrado

blanco).

Artefactos del rea de Tiwanaku

De los 14 anlisis de istopo que determinamos

para los artefactos de bronce Cu-As-Ni prove-

nientes del rea de Tiwanaku (Figura 19), sin

duda nueve derivan de la Provincia IIIa.

Tiwanaku se encuentra geogrficamente dentro

de la Provincia IIIa y estos anlisis tambien es-

tn dentro o en el margen de error del campo de

anlisis de menas del rea de Tiwanaku. Inclui-

mos en esta rea menas de los depsitos de

Corocoro y de Don Carlos (ver Figura 16). Los

datos isotpicos son consistentes y los interpre-

tamos como que la mayor parte de los artefactosTiwanaku fueron hechos a partir de menas obte-

nidas localmente.

Los restantes cinco anlisis de artefactos de

Tiwanaku contienen un componente de plomo con

un alto cociente de 206Pb/204Pb por lo que estn

a la derecha del campo de la Provincia IIIa que se

muestra en la Figura 19. Estos anlisis coinciden

con el campo para la Provincia IIIb (Macfarlane

et al. 1990; Kontak et al. 1990). Las menas de la

Provincia IIIb son dominadas por plomo desde una

fuente de corteza continental diferente de aque-

llas que caracterizan la Provincia IIIa.

Geogrficamente estas menas ocurren en el rea

de la cordillera de Carabaya del sureste del Per,

al noroeste del lago Titicaca. Es posible que me-

nas de esta rea tambin fueran utilizadas en

Tiwanaku.

Las hachas de San Pedro de Atacama

Hemos realizado un total de 16 anlisis en las

hachas de San Pedro de Atacama. De stas, 13

tienen inequvocamente firmas isotpicas de plo-

mo de tierras altas que derivan de menas de la

Provincia IIIa, Provincia IIIb o Provincia IV (Fi-

gura 20). Las fuentes dominantes de menas utili-

zadas en la manufactura de estos artefactos no

pueden haber estado en el cinturn de cobre chi-leno. Entre las menas con firmas isotpicas de

plomo del altiplano, la mitad estn marcadas en o

cerca del campo para la Provincia IIIa o estn

incluidas dentro del campo de anlisis de menas

del rea de Tiwanaku.

Dentro del grupo de 16 hachas, un grupo ms

pequeo de anlisis (cuatro hachas) est marcado

a valores ms altos de 206Pb/204Pb. Las nicas

fuentes de menas que actualmente se sabe son

compatibles con estas composiciones isotpicas

de plomo estn en la Provincia IIIb (sureste delPer). Es posible que menas con estas firmas

isotpicas de plomo puedan ocurrir tambin en el

Noroeste Argentino pero an disponemos de muy

pocos datos isotpicos para esa regin.

Dos de los anlisis de las 16 hachas de San Pedro

muestran cocientes muy bajos de 206Pb/204Pb

respecto a 208Pb/204Pb. Estos valores de istopo

de plomo estn arriba y a la izquierda del conjun-

to principal de la Provincia IIIa y fuera del rango

de las menas del rea de Tiwanaku. Los cocientes

de istopo de plomo sugieren que estos dos arte-factos podran contener un componente de la mena

de cociente muy bajo 206Pb/204Pb tpico de la

Provincia IV que ocupa el Lpez y las regiones

del altiplano occidental de Bolivia.

Los cocientes de istopo de plomo de las restan-

tes tres hachas de San Pedro de Atacama estn

marcados dentro de la Provincia I. Tres de estos

anlisis son consistentes con las composiciones

de menas del cercano depsito de Chulacao, y dos

son consistentes con la mena proveniente de

Collahuasi o de Chuquicamata.


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26

Las menas de la Provincia IIIb que se traslapan

isotpicamente con la Provincia I (Figuras 14 y

20) son principalmente menas de plomo-zinc-plata

(Pb-Zn-Ag) con un componente menor de cobre

(Kontak et al. 1990). En consecuencia, es poco

probable que hayan proporcionado menas fuentes

para estos artefactos.

Los cocientes de istopos de plomo de las hachas

de San Pedro de Atacama parecen reflejar un

amplio rango geogrfico de materiales fuentes,

predominantemente de las provincias de tierras

altas IIIa y IIIb, con contribuciones menores de

las reas cercanas en Lpez y Chile.

En la Figura 21 hemos combinado los datos de

las Figuras 19 y 20 que permite hacer una com-paracin ms directa de los resultados analticos.

El campo descrito por los valores de los objetos

de Tiwanaku est indicado por una lnea de guio-

nes cortos. El campo formado por las firmas

isotpicas de las hachas de San Pedro est ence-

rrado por una lnea de guiones largos.

Conclusiones

Se pueden sacar varias conclusiones de estos re-

sultados analticos.

Primero, notamos que todos los artefactos de

Tiwanaku fabricados con el bronce ternario deri-

van de menas altiplnicas y de las sierras altas.

No haba ninguna contribucin de alguna mena

costea o de las vertientes occidentales en la pro-

duccin de estas aleaciones.

Segundo, notamos que las menas provenientes de

la gran mina costea de Chuquicamata no haban

sido usadas en la gran mayora de los casos para

producir la aleacin ternaria de bronce encontra-

da en las hachas de San Pedro de Atacama. Con-cluimos lo mismo respecto a las menas de

Collahuasi.

Tercero, notamos que las firmas isotpicas de plo-

mo de las hachas de San Pedro forman una agru-

pacin abierta y con un amplio rango de valores.

Las firmas isotpicas de plomo de las hachas caen

principalmente dentro de la Provincia III. Esto

significa que habra una contribucin mayor y sig-

nificativa de las menas de la Provincia III es

decir, del altiplano a la produccin del bronce

ternario encontrado en las hachas. En efecto, se

puede decir que las hachas de San Pedro de

Atacama fueron hechas con menas provenientes

del altiplano.

Hay varias opciones para interpretar este ltimo

resultado. Es posible que en San Pedro de Atacama

se hallan obtenido menas del altiplano y usado

aquellas para fabricar algunas de las hachas. Tam-

bin es posible que en lugar de las menas, en San

Pedro, adquirieran lingotes de bronce ternario de

las tierras altas, es decir, lingotes fabricados con

menas de la sierra. Finalmente, es posible que las

firmas isotpicas de plomo de las hachas que caen

dentro de la Provincia III representen hachas fabri-

cadas en las tierras altas y exportadas a San Pedro.

Estos resultados obtenidos de las investigacionesisotpicas de plomo ayudan a aclarar cules fue-

ron las fuentes de las menas de cobre o de cobre

rico en arsnico que habran sido fundidas para

producir el bronce ternario usado para fabricar

muchos de los artefactos encontrados en Tiwanaku

y en San Pedro de Atacama. Desgraciadamente,

los resultados no nos acercan a una determina-

cin de la fuente de nquel usada en estas alea-

ciones de bronce ternario.

El rango muy amplio de las firmas isotpicas de

plomo del tipo Provincia III del bronce ternariode las hachas sugiere que su plomo provino de

las numerosas menas de cobre isotpicamente di-

ferentes de la Provincia III, ms bien que de un

pequeo nmero de depsitos de nquel. Aparen-

temente los valores isotpicos de plomo asocia-

dos con los minerales de nquel fundido con los

minerales de cobre no son lo suficientemente di-

ferentes para producir un efecto detectable en los

anlisis que hemos hecho; o las concentraciones

de plomo en las menas que contienen nquel eran

demasiado bajas para influenciar las composicio-

nes isotpicas de aleaciones hechas con menas dela Provincia III que contienen cobre. Por lo tanto,

el mtodo de istopo de plomo no se adapta bien

para identificar con confianza la fuente del com-

ponente nquel en estas aleaciones ternarias.

Ya que el elemento osmio esta presente en mayo-

res proporciones que el plomo en las rocas que

contienen nquel, y porque los cocientes del isto-

po de osmio varan mucho en la naturaleza, las

mediciones de los cocientes del istopo de osmio

en las aleaciones del bronce ternario podran ofre-

cer nuevas restricciones en cuanto a la identifica-


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cin de la fuente del nquel. Por ejemplo, los co-

cientes del istopo de osmio tendran que permi-

tirnos decir si el nquel provino de una fuente de

la Provincia I.

Un pequeo nmero de los objetos analizados de

Tiwanaku y San Pedro tienen valores de 206Pb/

204Pb notablemente ms altos que cualquiera de

las menas bolivianas conocidas de la Provincia

III. Estos valores se traslapan con menas de la

seccin peruana de la Provincia III muchas de las

cuales ocurren en el lejano sureste del Per (Pro-

vincia IIIb en la Figura 14a). Es posible que estos

bronces se hicieran con cobre del sureste del Per.

Sin embargo, tambin hay varios depsitos de

cobre conocidos en el Noroeste Argentino que

geogrficamente estn mucho ms cerca de SanPedro y que se esperara contengan plomo del tipo

Provincia III. Nuevos anlisis de tales menas del

noroeste de Argentina deberan indicar si estas

menas podran haber proporcionado el cobre para

algunas de las aleaciones ternarias utilizadas para

producir los artefactos hallados en Tiwanaku y en

San Pedro de Atacama.

Esta investigacin es un trabajo que va a conti-

nuar, ya que tenemos que hacer el mismo tipo de

estudio para las menas del Noroeste Argentino y

para artefactos de bronce estafero provenientes

de la zona centro-sur.

Agradecimientos Los exmenes y anlisis de los

artefactos arqueolgicos de Bolivia y Chile fue-

ron realizados con permisos concedidos por las

autoridades de ambos pases. En La Paz la inves-

tigacin fue aprobada por la Secretara Nacional

de Cultura, Ministerio de Desarrollo Humano, con

Resolucin Secretarial n 039/95 (5 de junio de

1995). En San Pedro de Atacama la investigacin

fue aprobada por el Director del Instituto de In-

vestigaciones Arqueolgicas y Museo de la Uni-

versidad Catlica del Norte, para el perodo com-

prendido entre los aos 1998 y 2001. En 1996 y

1998 Heather Lechtman recibi de la Curtiss T.

Brennan & Mary G. Brennan Foundation dos be-cas para la realizacin del trabajo de campo. En

Bolivia y Chile este trabajo se hizo mucho ms

fcil por la asistencia proporcionada por David

Cadwell durante sus aos como Gerente General

de la Compaa Minera Asarco, S. A., Iquique,

Chile. Heather Lechtman agradece a Myriam

Tarrag y a Agustn Llagostera su ayuda en la de-

terminacin de la cronologa relativa de las ha-

chas de San Pedro. Los autores agradecen a Ana

Mara Soldi por su traduccin al espaol del ma-

nuscrito.

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La metalurgia del bronce en los Andes Sur Centrales: Tiwanaku y San Pedro de Atacama

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