大冶香炉山遗址采集炉渣初步研究

对湖北省大冶市香炉山遗址采集的20个炉渣样品进行了扫描电镜检测,发现了炼制锑青铜、锡铅青铜、生铁的炉渣。重点对锡铅青铜的冶炼流程进行了推断,认为该遗址首先使用伴生有铅镍砷等元素的铜矿石进行还原冶炼,再添加锡料生产以锡铅为主要合金元素并含有镍砷的青铜,先后排出不含锡和含锡的两种高铁型炉渣。香炉山遗址出现的青铜生产证据,预示着大冶地区可能存在着相当规模的有别于中原的早期青铜产业,对探讨鄂东南地区早期冶金技术与当地文明的演进关系具有重要意义。     

张掖西城驿遗址冶铸遗物研究

对甘肃张掖西城驿遗址出土的32个炉渣、29个矿石、5个炉壁附渣进行了扫描电镜观测。认定绝大部分炉渣是氧化矿石直接冶炼红铜的,少量炉渣是冶炼含砷、锑等合金的;绝大部分矿石是含有少量硫化矿物的铜氧化矿石,少量矿石含有砷、锑、铅等矿物;在一块炉壁附渣中检测出锡、砷、锑、铋合金元素,表明其对应的冶炼产品为青铜。上述现象集中体现在二期中段出土遗物中,表明至少在这一时段该遗址已经能够使用普通的铜氧化矿石冶炼红铜,再配入含有锡、砷、铅、锑、铋的矿石炼制青铜合金。     

石家河文化：东亚自创的青铜文明

中国青铜技术本土起源,是长江中游上古大文明的贡献。从最早认识氧化铜矿和发明还原法,到了石家河文化常用氧化铜与硫化铜搭配着冶炼,并自行原创发明了锡铜以及锡铅铜三元合金技术。少量发现的铸造的小型铜器直接显示,石家河人熔铜并用铜液铸造,应归类为青铜文明。石家河文化考古遗址中已可见相对完整的冶铜操作链及相配套的工具和器物。包括用来打碎矿石、洗选矿、研磨矿料粉、鼓风、冶炼、熔铜液、锻造、铸造、加工铜器等等。大部分工具的性质与其它古文明冶铜工具颇为相似,但石家河冶铜技术最独特具代表性的工具是胎很厚的陶质炼缸。厚重而夹粗砂的炼缸陶片经常见于石家河文化冶炼遗迹,并伴出大量炭末、烧土和各种灰烬坑,里边偶尔还会发现炼渣。但是由于长江中游的冶炼技术已足以从矿料全部提炼出铜,所以石家河文化炼渣富含硅、铁、铝而很少会检测出铜。在石家河文化社会中,已将冶炼上升到精神层面,在祭坛上进行与冶炼相关的礼仪,与之相关的还有祭坛设置与安排,如摆放套缸。在其精神文化中,炼缸内部被视为全新生命产生之处,因此炼缸内部空间充满神秘意义。石家河人亦随葬炼缸或用炼缸做瓮棺,寓意转化与永生。从石家河文化中期以来,因冶铜需求和规模增加,发展出可以批量生产的固定式熔铜炉以及长条形龙窑式炼铜装置。同时,因矿业、冶铜业走向专业化,冶铸技术深入矿区,在矿山边安排专业化聚落。在矿区定居的工匠社会为冶铜技术进一步创新和突破做出了重大贡献;同时,专业工匠们在寻求和实验不同炉壁材料的基础上,从炉壁瓷化现象观察到硬陶制作方法,从而在无意中开启了另一场新的材料技术革命。石家河时期东亚其它地区都没有同等程度的技术,正是石家河青铜文明奠定了其后高度发达的商青铜文明的基础。因此,"中国青铜文明外来"的理论恐要被商榷。     

巴蜀青铜文化的演进

巴蜀青铜文化对于学术界并不陌生,半个多世纪以来不少学者曾对此进行过探讨。如何从整体上考察巴蜀青铜文化的演进,以明了其发展脉络和特点,还有待于新的努力。本文仅对此作一初步尝试。一青铜合金技术巴蜀青铜文化至迟在商代已经发展到相当发达的阶段。以三星堆遗址“祭祀坑”为代表的青铜文化,是巴蜀青铜文化走向成熟的标志。商代晚期,蜀人已熟练地掌握了青铜二元合金和三元合金的技术,青铜制品有铜锡、铜铅、铜锡铅、铜铅锡四类(附表一)。与同一时期中原地区商文化相比,蜀文化的     

石鼓山商周墓地出土青铜容器的科学分析与研究

本文采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对陕西省宝鸡市石鼓山商周墓地出土的青铜容器进行了科学分析。结果表明,石鼓山青铜容器均为铸造而成,未见锻造工艺使用;石鼓山青铜容器的材质包括铜锡二元合金、铜锡铅三元合金以及铜铅二元合金三种,而且材质类型与器物的文化属性存在明显的关联性。本文的研究成果对于深入认识商周之际青铜制作技术的发展变化具有重要意义。     

东下冯遗址冶铸遗存研究

本研究对东下冯遗址出土的17件第三期冶金遗物进行了金相和扫描电子显微镜-能谱分析。其中1件附渣冰铜块的检测表明该遗址的铜有独立于锡、铅料的来源。熔铜渣及铜块的分析表明第三期时已经使用锡青铜,同时还有铅青铜、铅锡青铜、砷铜等合金种类的应用。青铜合金通过向红铜中添加锡、铅物料(可能含砷)得到,与二里头等遗址类似。     

翁牛特旗大营子冶炼遗址研究

大营子冶炼遗址位于赤峰市翁牛特旗五分地镇大营子村南侧的大山的北坡上,包含东西两区冶炼遗存。东区冶炼遗存年代较早,至迟在公元前1 400年已开始冶炼活动。铅同位素、微量元素示踪研究显示大营子冶炼遗址东西两区均使用了来自林西县大井古铜矿的多金属共生矿石,直接冶炼铜砷锡三元青铜合金。大营子冶炼遗址东区冶炼遗存的年代测定,获得了迄今为止最早的夏家店上层文化年代测定结果,为探讨辽西地区青铜时代考古学文化的演变提供了新的科学证据。     

甘肃玉门火烧沟四坝文化铜器的科学分析及相关问题

本文对甘肃玉门火烧沟遗址出土的67件铜器进行了科学分析,结果显示:其材质以红铜和锡青铜为主,有少量砷青铜、铅青铜、铅锡青铜等;成型工艺有铸造和锻造两种,前者略多;耳环多为锡青铜,热锻成型;而铜锥、铜斧等工具则多为红铜,制作以铸造为主。现有研究成果显示,河西走廊地区四坝文化铜器技术的发展早期阶段以红铜和青铜为主,砷铜或含砷青铜占有一定比例,晚期阶段以锡青铜为主。依据新的考古发现和年代框架,河西走廊地区早期冶金技术的出现和早期发展,显示了来自欧亚草原地区的影响,但不同时期文化交流路线以及影响的广度和深度并不相同。     

山西定襄中霍墓地出土铜器的初步科学分析

中霍墓地出土青铜器是研究春秋晚期和战国早期青铜文化特征、制作技术以及探讨该时期中原和北方少数民族相互关系等学术问题的重要资料。为进一步揭示该墓地出土青铜器所包含的科学信息,对该墓地出土17件铜器的37个样品进行了科学分析检测。结果显示,这批青铜器的制作工艺以铸造为主,另外还有热锻、热锻后冷加工等;其合金成分有铜锡二元合金和铜锡铅三元合金两种,铜锡二元合金全部用于制作工具,铜锡铅三元合金用于制造容器。这显示中霍墓地铜器的合金成分和器物类型之间的关系明显,表明制作者已经能根据青铜器的用途而选择合适的制作材料。研究结果对研究中原和北方少数民族冶金术及在此基础上的文化交流有较大的指示性意义。     

我国古代的青铜器与鉴定研究

自从夏禹率领先民们治理洪水,将九州进贡来的金属铸成九只大鼎,便意味着石器时代的结束,一个新的青铜时代的来临。夏商周时期,我国灿烂的青铜文明曾独步于当世。时至今日,当我们面对着那些雄浑精美、种类繁多的青铜器时,仍深深地为那鲜明的民族风格、精湛的铸造技艺、独特的艺术特征而感叹折服。我国古代的青铜器,是用红铜和其它化学元素冶炼而成的合金,铸造而成的。如钢与锡的合金为锡青铜,铜与铅的合金为铅青铜,以及铅锡青铜、镍青铜、磷青铜等。商周时代的青铜,古人通常称为金或吉金,其成分主要是锡青铜和铅锡青铜。经考古检…     

安徽南陵出土部分青铜器研究

安徽省南陵县是长江下游地区最早而且规模最大的冶炼中心之一,其古代矿冶遗址可上溯至西周晚期。本研究对南陵出土的不同年代和类别的青铜器样品进行了金相检测及合金成分定量分析。结果表明,只有容器存在铜铅二元合金和铜锡铅三元合金,但是热锻淬火的容器却不含铅,含锡量恰好位于适合该工艺操作并具有良好性能的区间。兵器、工具、车马饰均为铜锡二元合金,说明当时的工匠对于合金成分配比与性能的关系有明确的认识。越式鼎腹部样品具有热锻淬火马氏体组织,同样的金属结构还见于汉代铜锣等乐器、峡江地区战国中晚期青铜剑、江都大桥镇南朝青铜器窖藏出土的多件青铜容器,而镇江地区出土吴国青铜戈则具有铸造淬火组织,工艺稍有差别。这些器物中发现高锡青铜淬火组织不是偶然的,高锡青铜热锻淬火技术至少可以上溯至春秋战国时期,用以改善高锡青铜的机械性能。     

早期锡青铜冶炼工艺的思考与模拟实验

冶金作为人类历史上的一项重要进步,一直是历史学研究的热点。关于长期争论的冶金单一起源和多地起源问题,近年来欧亚大陆早期冶金技术多样性的发现以及早期简单冶金技术的揭示,致使多地起源观点更被关注。受早期黄铜冶炼工艺等研究的启示,本研究利用模拟实验并结合测试分析,探讨了早期锡青铜低温冶炼工艺的可行性。使用坩埚、马弗炉等工具,在650～950℃的温度下,以木炭为还原剂,冶炼孔雀石与锡石的混合物,并进而重熔冶炼产物。利用X射线荧光、X射线衍射、金相分析等方法观察、测试相关冶炼产物,其结果表明,冶炼温度达到700℃左右即可得到海绵状铜块。在930℃左右直接冶炼孔雀石和锡石的混合物,可得到有实用价值的锡青铜块。在不超过1000℃的温度下,能够将小块金属融合成锡青铜锭乃至铜刀坯料,金相组织可见α固溶体树枝晶及α+δ共析体,符合铜锡合金铸造组织特征。本项工作表明,在浇注青铜工艺成熟之前,有可能存在通过类似早期黄铜固态还原工艺冶炼获得锡青铜,期望这一推测能对冶金起源探索有所裨益。     

铜合金文物的保护

铜合金包括黄铜(铜、锌合金)、青铜(原指铜、锡合金,现在也包括铜和铝、硅、铍、锰、铅或磷组成的多元合金)、白铜(铜、镍、锌合金)。它们的锈蚀机理、保护方法基本相似,本文以铜锡合金即古代青铜器的保护为主进行讨论。古代的青铜器种类繁多,有多种多样的礼器、乐器、兵器、生产工具、装饰品、货币及铜镜等。其中很多还铸有铭文,具有很高     

磷——巴蜀式青铜兵器中特有的合金成分

巴蜀文化是四川地区殷周以来形成的一种地方文化。在巴蜀文化中,地方特色很浓厚的青铜兵器是很有代表性的,它在形态、纹饰、捆扎技术,使用方法等方面都与中原地区同一时代的青铜兵器截然不同。为了研究和探讨巴蜀式青铜兵器的冶炼和铸造技术,我曾对1976年在绵竹县清道乡出土的战国晚期的巴蜀式青铜剑,进行了合金成分的分析。分析的结果除了具有青铜器应有的主要合金成分——铜、锡、铅外,在微量成分中,还发现了磷元素。这是在中原地区出土的同时代的青铜兵器中,尚未见到的合金成     

甘肃崇信于家湾西周墓出土青铜器的金相与成分分析

为探索先周时代以至西周初年周人的活动地域和陇东地区先周文化的发展历史,运用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪,对甘肃崇信于家湾出土的先周至西周早中期16件青铜器的金相组织、合金成分和制作工艺进行研究。发现有13件为低锡青铜,3件为高锡青铜;就制作材质而言,共有锡青铜5件,铅锡青铜8件,铅青铜、CuS- nPbAs四元合金和CuSnPbFe四元合金各1件;其中4件经热锻加工制成,12件为铸造加工制成。5件铜盆中的4件是目前经金相分析确认的最早的锻打成形青铜容器。本工作为甘肃地区先周至西周时期青铜器和青铜文化研究提供了重要的科学信息。     

说锡器 (上)

人们对老锡器,多半既熟悉又陌生。熟悉,是因为人们大多见过或听说过锡壶、锡灯盏之类的老家什·陌生,是因为老锡器太普通,没人为之立传树碑,故相识而不相知,对其详情是不甚了然的。锡是古老金属,锡之为器,自上古而延绵至今。青铜文化,历来为世人所重,其实所谓“青铜”,乃以铜为基的铜锡合金。青铜文化,实质上也就是铜锡文化。青铜     

青铜文化的核心——殷墟青铜器

青铜是铜和锡、铅等金属的合金,青铜器是用青铜合金制成的容器、武器、工具、乐器,以及装饰品等。以殷墟文化为代表的晚商时期,是我国青铜器铸造的一个高峰期。殷墟出土的青铜器,无论是在数量上,还是在精美程度上,都是举世瞩目的。它对中国同时代其他地区的青铜器造型、器物组合、纹饰,直至丧葬习俗、礼制制度产生了重大影响,是中国青铜文化的核心所在。     

内蒙古克什克腾旗哈巴其拉遗址出土矿冶遗物分析

本研究通过对内蒙古克什克腾旗哈巴其拉遗址出土的炉渣、矿石等矿冶遗物的系统科学分析,为考古发掘提供了更为详细的矿冶文化内涵解读。初步梳理了该遗址所代表的喜鹊沟类型人群在有色金属手工业生产方面的技术特点。研究结合区域内矿冶考古成果及地质矿产信息,从矿冶技术遗产的角度对辽西地区大兴安岭南端多金属矿带的青铜文化进行了探讨。初步判断该遗址所反映的矿冶技术面貌由于受到夏家店下层文化锡青铜冶金技术影响而单独进行了锡金属的冶炼活动。在对多金属矿冶炼获得青铜的同时,还可能对矿石中的锡石进行了分离,这种技术的产生可能与锡石矿源短缺及外部锡料资源需求的增大有关。     

重庆市云阳县旧县坪汉代冰铜等冶炼遗物的检测研究

利用金相显微镜和扫描电镜对重庆市云阳县旧县坪遗址出土的冶铜遗物进行检测分析,可知这些样品包括中等品位的冰铜、白冰铜,冰铜渣、高铁还原渣、铁铌合金、金属铜产品、铜锡二元合金青铜。这些多种形式的样品中,并没有典型的冶炼渣,样品中还有小块的铸范残片,因此,这些样品反映出遗址包含了与处理冰铜产品、配制青铜合金及铸造相关的活动迹象。关于汉代的中等品位冰铜的报道,目前还没有先例,样品所代表的工艺,反映出这一时期硫化矿冶铜的工艺水平,对于研究中国冶金发展的历史具有十分重要的意义,同时,也为这一地区各遗址和墓葬以及出土遗物的综合研究提出了新的课题。     

陕西临潼新丰秦墓出土青铜器的初步科学分析研究

本文采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对陕西临潼新丰秦墓出土的青铜器进行了科学分析。结果表明,新丰铜器的成形工艺包括铸造和锻造两种,但以铸造为主;铸造铜器的材质以高合金量的铜锡三元合金为主,而锻造铜器则为低铅青铜;铜垫片为热锻而成,材质为铜锡二元合金或低合金量的铜锡铅三元合金,明显不同于器物基体。根据这一结果,并结合已有的研究成果,对新丰秦墓出土铜器的技术特征进行了讨论。本文的研究结果为全面揭示战国晚期秦国乃至秦代的青铜器制作技术提供了重要的信息资料。