For the past years, the Harz region and its polymetallic ore deposits have been investigated in great depth. Contrary to previous theories that ores of the Harz region have been used since Ottonic times, we were able to trace exploitation back to prehistoric times. Systematic and continuous surveying and the excavation of endangered sites resulted in historical settlement models of the low mountain region, as well as the technical development of smelting processes. The unique preservation of archaeological sources also provides an insight into extensively exploited ecosystems, as well as environmental pollution caused by mining and the smelting industry.


The Harz is the most northern mountain range in Germany. It is composed of Devonian and Carbonian rocks. A great variety of ore deposits can be found in the mountains and its foreland. Besides the deposit of Rammelsberg with its sulphidic microcrystalline copper and lead/zinc ores, there are the coarse sulphidic lead/silver ores from the ore dykes in the Upper Harz. Both can be distinguished easily by visual inspection. Even after smelting and casting, the origin of the ores may be determined based on their different ratios of lead isotopes. A third kind of deposit is the red iron ores from the diabase range in the Upper Harz and the iron/manganese ores from the deposit at the Iberg; both have been mined in the first centuries BC.
Scattered findings from mesolithic and neolithic times gave reason to assume that the remote and inhospitable territory was avoided by man and was only occasionally climbed, particularly for pagan rituals. The use of mineral resources to produce tools was as neglected as the seasonal pasturage in modern studies. Both aspects will need more attention in the near future.


The remains of ancient mining were covered by the activities of the last centuries almost everywhere, and this traditional opinion has greatly influenced our studies for a long time. For the first time, topographic fine-measuring at the mining district of Hahnenklee-Bockswiese in the south of Goslar and Rammelsberg have shown that the remains of mining from the middle ages can be distinguished from those of the last five centuries where historical documents give information on the miners acivities. The fortuitous find of a sole of a leather shoe at a part of the Rammelsberg, until then unnoticed by archaeologists, caught our attention, which increased rapidly when the radio-carbon dating of the Leibniz-Laboratory Kiel indicated that the shoe was dated to the beginning of the 11th century AD. A program was initiated to gather more information about the Rammelsberg deposit. The deeper parts of the Rammelsberg deposit, exploited until 1988, are well known. The upper parts, probably exploited in opencast mining already in the bronze age hardly caught the interest of actual geological and historical research.

Meanwhile we could gain exciting news about the archaeological site at Rammelsberg. Directly below the surface there is a stratum of rich lead ores, the typical lead ores smelted since the 13th/14th century AD. A lot of organic material like fragments of leather and rope were found and the radio-carbon dating of these materials rend possible the interpretation of this stratum as rubbish in times when lead was not exploited in the Rammelsberg deposit. The leather shoe sole was eroded from this stratum. Below this stratum one can distinguish different strata filling the older opencast mining. At the actual base of this cut at a depth of about 6 m the exploited deposit can be seen. Inside the filling, we should expect hints as to the early use of the Rammelsberg deposit in times when the copper ores were transported all over to the Harz Mountains’ scattered smelting places. But there are many more hints that the missing links in the history of metallurgy in northern Germany lay in the underground of modern Rammelsberg.

Sunken roads, leading to places of early mining, and relics of wooden installations for mining, visible in actual cuts are indicating the single chance for illuminating the real roots of mining the copper ores that supplied the northern lowlands with the desired metal.


The analysis of sediments of the Oker-river in the north of the Harz Mountains shows a high increase of heavy metals in the Bronze Age, dated with the aid of pollen. Several findings within the Harz Mountains confirm the assumption that the exploitation of the copper ore deposits had already begun in the late Bronze Age. The lead isotope analysis of several copper discs found in the barrows at Müllingen near Hannover hint to the Rammelsberg deposit as the source for the metal. The barrows are dated into the 9th/10th century BC. It may be supposed that oppidum-like fortifications, like the Pipinsburg near Osterode, situated right vis-à-vis important deposits of iron, copper, silver, and lead are the indicators of the subsequent use of the Harz metals.


After the decay of the iron-aged fortifications, new settlements were founded in which metallurgy took an important place. The excavations at Düna/Osterode between 1981 and 1985 showed for the first time the smelting of ores from all over the Harz Mountains. The findings of Rammelsberg ores in most of the contemporary settlements make a well organized economic system believable.The ores from different deposits were transported far distances to settlements where there was enough energy in the form of wood and where the smelters were under control. This system seems to have survived into the carolingian era when deforestation increased areas for agriculture and reduced the energy available for smelting.


Since the 9th century AD a systematic opening of the Harz mountains becomes apparent. More than 1000 smelting places have been found until now. The places to smelt copper from Rammelsberg ores seem to be concentrated in the western part of the Upper Harz.
More than 120 sites of these small working places, situated below the mountains’ ridges near small rivulets, are of similar appearance as the place at “Schnapsweg” near Lautenthal, dated to the decades before 1000 AD. Relics of several furnaces, working platforms, and different installations are accompanied by the typical plate slag.


About 1100 AD there are different innovations in smelting technology as evidenced in its structure and installations. The excavation at the site near Riefenbach, a site situated along the embankment of a small stream, shows an indented and partly timber clad trench leading to the stream.
Three furnaces are positioned relative to this trench, whose preserved substructures show, in contrast to the older sites, a stone plate placed over a hollow - a so-called crucible stone.

Another structure may be interpreted as a wind tunnel. Hints to this interpretation are gathered from different excavations, and there seems to be an older tradition in using such tunnels. The sites of this period are characterized by tapped slags in heaps of about 5-10 m3. According to the chemical and mineralogical analyses, it seems that not only was Rammelsberg ore smelted for copper, but even Upper Harz vein ores were used to produce various alloys. The inhabitants of these sites did not know how to utilise water wheels, but their location near small streams and the different kinds of dykes with integrated basins that have been discovered (Fig. 10) indicate the increased importance of water in exploiting the ores


No later than 1200 AD, a number of different owners had seized control of the mines. They built small castles to protect their mining and smelting districts. The smelters now used water power and therefore the smelting sites were located near small rivers. Strategic moves of various institutions, first of all the the Cistercian monastery of Walkenried in the southern Harz, lead to a further concentration of resources and production. Smelting was concentrated at a few centres with huge slagheaps still visible today. The excessive exploitation of wood and ores resulted in drowned mines and a devasted landscape. Plague and population decline as well as climatic changes accelerated the decay.


Depuis dix ans, la région du Harz, avec ses gisements polymétalliques, est l'objet de recherches interdisciplinaires intensives. Contrairement à la doctrine en vigueur jusqu'ici, selon laquelle les minerais du Harz sont seulement exploités depuis le temps ottonien, leur exploitation peut être attestée jusqu'à la préhistoire.
Des prospections systématiques et continuelles du terrain en combinaison avec des fouilles aux endroits menacés nous fournissent des informations typiques sur l'évolution historique des habitats dans cette moyenne montagne, ainsi que sur le développement technique des processus métallurgiques. La conservation unique des documentations archéologiques permet en outre d'acquérir des connaissances sur le développement de la végétation exploitée intensivement par l'homme, ainsi que sur la pollution de l'environnement par l'industrie minière et métallurgique de cette période.

Johanneser Kurhaus – Un site médiéval de réduction pour le plomb, l`argent et le cuivre dans le Harz

En étroite collaboration avec l’Institut de chimie minérale et analytique de l’université de Clausthal, l’office régional de Basse-Saxe chargé de la protection des monuments, a mené entre 1987 et 1991 de vastes explorations d’archéologie minière près de la „Johanneser Kurhaus“sur le site d’un peuplement minier datant du Moyen Âge. L’aire de fouille se trouve en bordure ouest du haut plateau de Clausthal dans le haut de Stuffental tout près de la veine principale de Zellerfeld («Zellerfelder Hauptzug»); l’extraction de l’argent contenu dans le minerai de plomb (PbS) contitua l’objectif principal des activités minières au Moyen Âge.
Les explorations d’archéologie minière ont révélé que le Harz occidental présentait déjà à l’époque carolingienne un paysage minier complexe, dont les origines remontent à l’âge de bronze. Des analyses au 14C ont révélé vers le VIIIème siècle le début d’une exploration forestière ayant pour but la production de charbon de bois. Des examens réalisés sur des charbons de bois provenant de meules de mine montrent qu’à cette époque, la forêt originelle, composée de hêtres et d’érables, était encore intacte dans cette région.
Les sources écrites révèlent qu’avec la participation d’institutions religieuses centralisées à Gittelde, le royaume faisait extraire de l’argent dans le Harz depuis le Xème siècle, depuis l’époque d’Otton le Grand.
On peut également apporter la preuve de l’existence d’une activité à la «Johanneser Kurhaus», et ce dès le Xème siècle. Nous avons trouvé des couches d’exploitation forestière sur le fond et sur le talus sud d’un ruisseau, dont le lit – à l’origine large de plusieurs mètres – passait environ à 10 à 20 mètres au sud du cours actuel du ruisseau suivant une direction est-sud-est ouest-nord-ouest. Dans le matériau argileux du lit de la rivière s’étaient déposés des fragments de bois présentant des traces d’ouvrage – un échantillon d’une des couches supérieures provient vraisemblablement du (milieu du) Xème siècle (analyse au 14 C). Des couches plus profondes contenant des morceaux de bois pourraient avoir un rapport avec des coupes faites dans la forêt à l’époque carolingienne. La céramique la plus ancienne trouvée à la «Johanneser Kurhaus»( à fond plat et pour les plus vieilles à fond en forme de boule) atteste pourtant une exploitation de la région qui ne remonte qu’au Xème siècle. Pendant une assez longue période , au Xème et XIème siècle, on a traité sur le talus nord du ruisseau de la galène, sans doute exploitée localement; de l’argent y fut également extrait du plomb argentifère. On traitait le minerai dans des hauts fourneaux en ayant recours à un procédé en une seule phase de grillage-réaction-fusion; pour ce faire, le bois fournissait l’énergie suffisante. Les fours simples étaient construits en terre glaise et en pierres, et étaient en partie renforcés par des perches. Ils avaient une circonférence de 1 à 1,50 m. A l’ouest de ces fours se rattachait une petite fosse placée un peu plus bas; elle servait de foyer avancé dans lequel le plomb argentifère fondu était recueilli. Les fours étaient éloignés de 2 à 4 m les uns des autres, ainsi on a pu mettre à jour les restes de 6 fours bien conservés. Sur le talus, au-dessus du four où l’on traitait le métal, on a découvert un four de coupellation de la même époque, ne constituant apparemment pas un cas isolé. Dans le four rond, probablement recouvert d’une voûte, d’une circonférence totale de1,40 m, on séparait l’argent et le plomb, en laissant s’infiltrer le plomb liquide dans un creuset de cendre. A la fin du XIème ou au début du XIIème siècle, le cours du ruisseau fut comblé avec du matériau de remblai de la mine, de couleur rouge orangée oxydée et traversé par de fines couches noires. Le ruisseau s’installa alors probablement dans son lit actuel; sur le fond, une ornière creusée dans la roche apporta la preuve qu’il s’agissait autrefois d’un chemin creux. La phase la plus ancienne n’a pas livré de traces prouvant l’existence d’un peuplement à cet endroit. Les mineurs et les métallurgistes qui travaillaient à la «Johanneser Kurhaus» avaient probablement leur habitation en bordure du Harz. A ce propos, il est intéressant de constater que des analyses minéralogiques peuvent démontrer qu’un morceau de céramique du X / XIème siècle provient de la bordure occidentale du Harz.
D’un point de vue historique, il faut souligner qu’au XIème siècle les activités de la monarchie dans la partie occidentale du Harz se sont concentrées à Goslar. Cela aboutit à la création d’un bailliage, qui s’étendait très vraisemblablement jusqu’au haut plateau de Clausthal et comprenait la «Johanneser Kurhaus» – les sources historiques laissent sans réponses les hypothèses qui avanceraient que cette région était déjà auparavant en relation avec des propriétés royales ou appartenant à l’évêché de Magdeburg.

Le XIIème siècle est caractérisé dans notre aire de fouille par des terrils le plus souvent gris bruns, qui se trouvaient au dessus des plus vieux vestiges. Dans la zone de l’ancien lit du ruisseau, leur taille pouvait atteindre 1 m et plus. Il s’agissait manifestement d’une part de matériau charrié du sud-est ou éboulé, et d’autre part de remblai déposé là. Le matériau des terrils ne contenant qu’une faible proportion de gangue montre que les mines s’étendaient au-delà des filons de minerai. De part la progression vers de plus grandes profondeur (en quantité croissante), il était probablement devenu nécessaire d’installer des puits et des galeries. Dans les terrils on a pu attester la présence de plusieurs fossés et le cas échéant de conduites d’eau, ainsi que de chemins creux et d’ornières. Au centre de l’aire de fouille, dans la zone du lit originel du ruisseau, un fossé clairement marqué par plusieurs phases fut mis à jour. Au nord, des scories et des matériaux provenant d’un four indiquent que dans les environs, on a continué à traiter le minerai. Par ailleurs on a pu mettre à jour un atelier où l’on broyait le minerai. Des objets isolés, qui révèlent des activités métallurgiques et des opérations de broyage du minerai, furent sauvés à plusieurs endroits. Entre les couches de remblai se trouvaient par ailleurs des strates correspondant à différentes activités. Au sud-est de la zone de fouille, un endroit choisi pour y faire du feu fut probablement délimité par la pose de pierres – dans cette zone se trouvaient peut-être des habitations de structure simple. Mais à ce jour, nous ne disposons toujours pas de preuve d’un peuplement intensif.

Au XIIème siècle, le bailliage impérial de Goslar demeure le pouvoir le plus important dans la majeure partie du Harz supérieur où se situe la «Johanneser Kurhaus». Des nobles et différents monastères jouèrent également un rôle important. Sur le haut plateau de Clausthal, le cloître bénédictin de Saint Matthias (Cella) fut vraisemblablement fondé à la fin du XIIème siècle à partir du chapitre impérial de Simon et Judas.

Peu après, aux environs de 1200 AD, un peuplement s’installa et se fixa dans l’aire de fouille ; vers le milieu ou à la fin de la deuxième moitié du XIIIème siècle, elle avait disparu. Le peuplement minier s’établit sur les terrils du XIIème siècle et se caractérisait par une étroite cohabitation de l’habitat et de l’activité artisanale.

Au centre de l’aire de fouille se trouvait un bâtiment à clisses («Flechtwandgebäude») de structure simple d’environ 4 x 6m; il présentait des angles arrondis et des combles en croupe. A l’intérieur de ce bâtiment, on a découvert un foyer carré où l’on a continué entre autres à travailler le métal. Il s’agissait vraisemblablement d’un bâtiment qui servait à la fois d’habitation et d’atelier. A l’est de l’aire de fouille, on a également mis à jour des parties d’un bâtiment semblable. Dans le haut de Stuffental se trouvait probablement une colonie dispersée composé de bâtiments simples. Des traces de ces cabanes ont été trouvées à plusieurs autres endroits, mais il reste difficile de prouver que les découvertes faites dans les différentes zones de fouille datent toutes du XIIIème siècle AD. L’une des plus anciennes découverte est un four de coupellation rond trouvé en bordure ouest du site ; de par sa construction, il est semblable à ceux du X / XIème siècle. Les zones explorées se caractérisent par de multiples traces de peuplement et d’exploitation superposées, se modifiant sans cesse. Au centre de l’aire de fouille, le bâtiment à clisses fut remplacé par un complexe de bâtiments composé de deux parties distinctes. Dans un bâtiment de 3,15 m x 3,3 m construit sur des poutres horizontales («Schwellbalken»), il y avait un four de forge recouvert d’une voûte qui servait également à la préparation des plats (bouillie d’avoine avec des raisins secs et de la cardamone). Attenant à ce four de forge, se trouvait au nord un grand bâtiment de 4 m x 5 m, dans lequel on a découvert un foyer carré et un four de coupellation rond. Au sud-ouest de la forge, on a mis à jour un alignement de pierres d’1 m x 2,8 m; il s’agissait peut-être d’un foyer utilisé pour le grillage des minerais. De la même façon qu’à l’époque de l’ancien bâtiment à clisses, une rigole garnie de bois passait à l’est du complexe de bâtiments. Ces constructions furent vraisemblablement détruites lors de combats. La forge fut remplacée par un bâtiment un peu plus grand (de 4,5 m x 5 m) qui fut à nouveau abandonné vers le milieu du XIIIème siècle. Les murs en terre glaise reposaient sur des fondations en pierres; il possédait un four sans doute aussi recouvert d’une voûte. Ce bâtiment servait certainement aussi de forge. Au centre de l’aire de fouille, on peut voir une certaine continuité entre les différentes phases de construction. Il est intéressant de constater qu’à cet endroit on a trouvé en grande quantité des petits récipients plats qui furent avant tout utilisés comme lampe pour descendre dans la mine – l’utilisation de la cire d’abeilles comme combustible est prouvée. Visiblement les mineurs s’approvisionnaient ici en éclairage et en outils en fer. A l’exception de la partie orientale de l’aire de fouille, où l’on peut encore prouver l’existence d’activités dans la deuxième moitié du XIIIème siècle, l’activité du peuplement à la «Johanneser Kurhaus» cessa vers le milieu du XIIIème siècle.

Dans l’aire de fouille on trouve peu de terrils datant du XIIIème siècle; étant donné que des habitations étaient installées à cet endroit, le remblai de la mine devait être déposé ailleurs. Mais les nombreux outils de mineurs découverts sont la preuve tangible de l’activité minière dans cette zone. Des écrits du Moyen-Âge et de la période pré-moderne, ainsi que les comparaisons faites avec d’autres mines nous permettent d’affirmer que l’activité minière avait déjà progressé vers de plus grandes profondeurs et qu’il y avait des mines plus étendues avec des puits et des galeries répartis régulièrement. Un fil à sonde trouvé à la «Johanneser Kurhaus» était certainement utilisé lors de mesures difficiles prises dans les mines de fond. La fabrication d’outils utilisés par les mineurs ne se faisait pas seulement dans les bâtiments de forge évoqués; en effet sur l’ensemble de la zone de fouille, on a trouvé de nombreuses cheminées de forge de types très divers. Les activités des forges produisaient également de nombreuses scories; la plus grande, partiellement sauvegardée, pesait presque 80 kg. Divers indices trouvés dans l’aire de fouille révèlent nettement que l’on traitait ici le minerai extrait (la galène): des grandes tables de broyage étaient posées directement sur le sol, tandis que des enclumes plus petites et plates reposaient probablement sur des piliers et des bancs. Différents vestiges (conduit, fosse, etc ...) nous permettent par ailleurs d’affirmer que l’on traitait le minerai en utilisant de l’eau. Comme le prouvent les puits, la galène était au moins en partie traitée sur place. La très faible quantité de plomb trouvée aujourd’hui dans les puits montre qu’à la différence des X et XIème siècle, de gros progrès avaient été réalisés dans l’extraction du plomb avec le procédé à deux phases. Quelques scories coulantes prouvent qu’on utilisait un procédé en 2 phases, nécessitant l’emploi de fourneaux à cuve. En outre, des morceaux de minerai du Rammelsberg attestent l’extraction du cuivre à la «Johanneser Kurhaus». On traitait probablement les différents minerais et les résidus contenant encore du métal en combinant différentes méthodes. Les fours ronds et la découverte de litharge montrent que de l’argent était extrait du plomb argentifère en combinant différents procédés de coupellation. En petite quantité les métaux extraits étaient ensuite fondus. Les découvertes et les vestiges du XIIIème siècle reflètent l’ensemble de la production: le remblai de la mine, l’extraction et le métal coulé.

Nous avons pu étudier non seulement l’environnement des mineurs et des métallurgistes mais également l’apparence de leur habitat. Les très nombreux matériaux découverts nous permettent d’émettre de nouvelles hypothèses. Des boules de fuseau et des jouets montrent que les mineurs et les métallurgistes vivaient ici avec femmes et enfants. Les femmes portaient vraisemblablement des boucles de ceinture profilées en argent, en fer ou en cuivre et elles s’habillaient à la mode de l’époque. Les éléments composant les costumes et les bijoux notamment, mais également d’autres matériaux, montrent une prospérité comparable à celle des villes. Grâce à la céramique découverte, on peut affirmer que le Harz entretenait des relations commerciales avec des territoires allant jusqu’à la région de Leinebergland. Des chemins creux et de nombreuses traces de véhicules (avec une distance d’environ 1,40 m entre les roues) révèlent un important trafic de marchandises approvisionnant d’abord les habitants en produits alimentaires en provenance des environs du Harz, et concernant d’autre part le transport de minerai et de charbon de bois. Quelques découvertes présentent un intérêt particulier car elle nous permettent de comprendre le monde religieux et la conception du monde de l’époque: autour du bâtiment à clisses, on a trouvé des récipients miniatures et également des fétiches et des offrandes. Une inscription sur une bague révèle le culte de Sainte-Anne, la mère de Marie; l’adoration de cette figure par les mineurs remonte à d’archaïques croyances sur l’apparition de métaux dans le ventre de la terre. On a d’ailleurs trouvé un poinçon, finement travaillé et sculpté symétriquement, servant à ouvrir les fours où l’on traitait les minerais; sa forme reflète les conceptions alchimistes de la transmutation.

Des analyses faites sur des charbons de bois de l’aire de fouille nous apportent des informations concernant la végétation des environs: les nombreuses clairières indiquent une destruction importante des forêts originelles.

L’étendue exacte du peuplement de «Johanneser Kurhaus» n’est pas clairement définie. Elle s’étendait probablement au moins jusqu’aux installations minières de la veine principale de Zellerfeld («Zellerfelder Hauptzug»). Le cloître de Saint Mathias se trouvait près du filon de minerai, à environ 3 km au sud de l’aire de fouille. La région du haut Stuffental ainsi que le peuplement découvert étaient sûrement rattachés à la «silva» du cloître de Cella mentionnée pour la première fois en 1223 AD. Sur le haut plateau de Clausthal, il y avait au XIIIème siècle un centre montaniste auquel était rattaché, en plus du cloître, une église paroissiale et de petites fortifications. Dans le cloître siégeait un tribunal forestier. Il y avait aussi dans la région, un système d’aménagement des eaux (des roues à eaux par exemple). Le cloître bénédictin jouait visiblement un rôle important dans l’économie minière; le travail des moines consistait sans doute principalement à organiser les différents activités du système. Les «silvani», appelés ainsi dans les sources historiques, apparaissent en 1219 AD: ils extraient et traitent les minerais dans le nord-ouest du Harz, plus particulièrement dans le bailliage impérial de Goslar. Leurs droits ont été définis en 1271 par un texte de loi montagnarde. Le travail physique dans les mines était en grande partie réalisé par des salariés employés par des régisseurs ou par les propriétaires des installations montagnardes.
Les zones montagnardes, les mines et les installations montagnardes appartenaient aux institutions religieuses , aux aristocrates , aux ministres impériaux et aux citoyens de Goslar. Ces groupes restent difficiles à distinguer les uns des autres. Au XIIIème siècle les prérogatives dans le bailliage impérial de Goslar furent transmises, mais seulement en partie, aux Welfes, ducs de Braunschweig. Le nom de «Bleifeld» (champ de plomb) est apparu au cours du XVème siècle pour désigner la région du «Zellerfelder Hauptzug» à l’ouest de Zellerfeld , comprenant le haut de Stuffental et l’aire de fouille. Le peuplement minier de la «Johanneser Kurhaus» du XIIIème siècle est sans doute également désigné par cette même appellation.

Une crise minière à la fin du XIIIème siècle explique la disparition du peuplement. Dans le haut de Stuffental, cette crise, qui dura jusqu’au milieu du XIVème siècle, entraîna la quasi disparition de l’ensemble du peuplement du Harz supérieur. L’arrêt de l’activité à la «Johanneser Kurhaus» est principalement dû aux difficultés rencontrées dès le XIIIème siècle pour progresser vers les plus grandes profondeurs, principalement dans les fosses où l’eau pénétrait, les structures de l’époque ne permettant pas de solutionner ces problèmes.

Les recherches menées à la «Johanneser Kurhaus» ont apporté de nombreuses connaissances nouvelles sur l’histoire du peuplement et de l’activité minière dans le Harz supérieur et sur l’histoire de la technique en général. Pourtant de nombreuses questions subsistent. D’autres études archéométriques sur le matériau stratifié permettraient de répondre à ces questions. Il serait également souhaitable de mener de nouvelles recherches archéologiques sur l’aire de peuplement de la «Johanneser Kurhaus», dont seule une petite partie a jusqu’à présent fait l’objet de fouille, et de poursuivre les études sur les mines de la région.

Götz Alper /Lothar Klappauf
(Trad.: Frédérique Portemont, Rouen)