Management & Functional Use of Mineral Resources in Ancient Sri Lanka: Stone as a Building Material in Ancient Anuradhapura

Abstract

The ancient city of Anuradhapura, located in north-central Sri Lanka was capital of the Singhalese kingdom between the 4th century BCE and the 11th century CE. The slightly rolling landscape in the surrounding of the ancient city is structured by a linear rock outcrop line, which is located west of the city and the course of the River Malwathu Oya, flowing in northern direction and passing the city to the east. The architecture of Anuradhapura is characterized by a mixed material tradition utilizing parallel burnt bricks, timber and stone blocks as construction materials. Remains of numerous ancient buildings and monuments occur throughout the entire settlement. The majority of foundations, floor areas, pillars and entrance units of the buildings consist of stone blocks and provide evidence that rocks were the primary building material used for the constructions of buildings. In general the availability of natural resources plays a pivotal role by sustaining the foundation and successive development of the (ancient) settlements. This doctoral thesis is focusing on the availability and exploitation of bedrock as natural resource for construction material. The methodological approach applied encompasses a) a systematic survey of outcropping bedrocks in the surrounding of the ancient city of Anuradhapura in order to identify ancient quarries, b) a survey of remains of ancient building in the center of the ancient city to analyses the constructional contexts of different rock types, c) sampling of bedrock and building rocks to analyses whose petrographic, geochemical and mineralogical character and d) ethno-archaeological investigations to gain a better understanding of ancient stone quarrying techniques. Altogether 65 ancient quarry sites were identified in the settlement area and are classified into six categories. Most of the quarries are located along the rock outcrop line. All quarry locations were identified based on quarry marks, which appear as chiseled quarry holes on parent and quarried rocks. Separating stone blocks from rock exposures is done by drilling a line of holes with a chisel in the rock, putting wedges in the holes and then applying pressure on the line of holes with a hammer. This is the most the most prominent quarrying technique utilized in the surrounding of Anuradhapura. After the exploitation of stone blocks, numerous ancient quarry areas were integrated into the built environment as basins for water storage, rock shelters as living space or as leveled platforms on top of large boulders, which served as foundation to erect sacred buildings. A comparison of petrographic, mineralogical and chemical characteristics of analyzed bedrock samples show, that ancient architects preferred the usage bedrock from local sources as a construction material for ordinary purposes. Marble was exclusively used for ornamentation in highly sacred Buddhist constructions during the later periods of Anuradhapura (after 6th century CE). As marble does not occur in the study area, all marble rocks in Anuradhapura, represents imports. It is concluded, that its utilization coincides with the development of the capital as a place of centralized political and religious power. In contrast, the availability of gneissic bedrock, naturally accessible in outcrops, was an important factor which supported the development of Anuradhapura as capital of the first kingdom in Sri Lanka.

Die Stadt Anuradhapura befindet sich im zentralen Norden Sri Lankas und war vom 4. Jh. v. Chr. bis zum 11. Jh. n. Chr. die Hauptstadt des singhalesischen Königreichs. Die leicht hügelige Landschaft wird durch eine markante Störungslinie, mit oberirdisch anstehenden Gneisen, westlich der Stadt dominiert. Östlich der Stadt verläuft der nach Norden entwässernde Fluss Malwathu Oya. Die Architektur von Anuradhapura ist von der Verwendung verschiedener Materialien wie gebrannter Ziegel, Holz und Steinblöcke geprägt. Reste zahlreicher antiker Gebäude und Denkmäler sind über die gesamte Siedlungsfläche verteilt. Die Mehrheit der Fundamente, Böden, Säulen und Eingangsbereiche der Gebäude bestehen aus Steinblöcken. Dies zeigt, dass bearbeitete Steine der wichtgiste primäre Baustoff für die Konstruktionen von Gebäuden waren und verdeutlicht die Wichtigkeit der Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen für die Gründung und sukzessive Entwicklung der (ehemaligen) Siedlung. Diese Dissertation konzentriert sich auf die Verfügbarkeit und die Erschließung von anstehendem Gestein für die Nutzung als natürlicher Baustoff. Der angewandte methodische Ansatz umfasst eine systematische Kartierung von Gesteinsaufschlüssen in der Umgebung Anuradhapuras, um die Lage antiker Steinbrüche zu bestimmen. Des Weiteren zeigt eine systematische Übersicht der baulichen Überreste alter Gebäude im Zentrum der alten Stadt, in welchem Kontext die verschiedenen Gesteinsarten verwendet wurden. Diese Übersicht wird ergänzt durch petrographische, geochemische und mineralogische Analysen von Proben des Ausgangs- sowie Baugesteins. Komplementär dazu wird eine ethno- archäologische Untersuchung durchgeführt, die zu einem besseren Verständnis der antiken Steinbruchtechniken beiträgt. Insgesamt wurden 65 Steinbrüche im Siedlungsgebiet identifiziert und in sechs Kategorien eingeteilt. Die meisten der Steinbrüche sind entlang der Störungszone, wo das Gestein oberirdisch ansteht, gelegen. Alle Steinbrüche wurden anhand von Bearbeitungsspuren bestimmt, die als gemeißelte Löcher im Ausgangsgestein und den bearbeiteten Blöcken in Erscheinung treten. Die in der Umgebung von Anuradhapura am weitesten verbreitete Methode des Abtrennens von Blöcken vom Ausgangsgestein basiert auf dem Anlegen dieser Bohrlöcher. Diese wurden als Linie mit einem Meißel in den Fels getrieben, anschließend wurde mit einem Hammer Druck aufgebaut und der Block entlang der Linie gelöst. Nach der Gewinnung der Steinblöcke wurden zahlreiche der ehemaligen Steinbrüche baulich in die Umgebung integriert. Die Nachnutzungsarten umfassen Becken zur Wasserspeicherung, überhängende Felsdächer als Wohnraum oder eingeebnete, höher gelegene Plattformen als Untergrund für Sakralbauten. Ein Vergleich der petrographischen, mineralogischen und chemischen Eigenschaften der Gesteinsproben zeigen, dass die antiken Architekten die Nutzung des Ausgangsgesteins aus lokalen Quellen als Baustoff für profane und gewöhnliche Gebäude bevorzugten. Marmor wurde ausschließlich für Verzierungen in buddhistischen Bauten mit Repräsentationsfunktion in den späteren Perioden von Anuradhapura (nach dem 6th jahrhundert CE) verwendet. Da Marmor nicht im Untersuchungsgebiet vorkommt ist es ein Indiz für Importe. Dabei ist festzustellen, dass die Verwendung dieses Rohstoffes mit der Entwicklung der Hauptstadt zu einem Zentrum der politischen und religiösen Macht verbunden ist. Die Verfügbarkeit von Gneisen aus natürlichen Aufschlüssen kann als ein weiterer entscheidender Faktor für die Entwicklung von Anuradhapura als Hauptstadt des ersten Reiches in Sri Lanka gesehen werden.