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。     

岳阳商代遗址出土铜器及炉渣的分析研究

湖南宁乡出土的商末周初青铜器来源问题是学界研究的重点,岳阳商代遗址中发现的铜器及炉渣可为探讨这一问题提供重要线索。本文对岳阳铜鼓山等四处商代遗址出土的铜器及炉渣进行了金相观察、成分测试与铅同位素分析。结果表明铜鼓山遗址的铜器与盘龙城、郑州商城铜器在合金技术与矿料来源上具有较高的一致性,铜鼓山作为盘龙城的次级军事据点,铜器或铸铜原料可能直接来自盘龙城。樟树潭遗址发现的锡青铜熔炼渣表明岳阳地区最晚在二里岗晚期即开始了青铜器生产,所用的高放射成因铅金属资源表明其青铜器生产是在商王朝的资源流通分配体系下进行的。     

垣曲商城出土炉渣壁内金属颗粒及矿物组成的初步研究

采用偏光矿相显微镜、扫描电镜及X射线能谱分析等方法,研究垣曲商城出土炉渣或炉壁样品中主要合金元素Cu、Sn、Pb、As在炉渣中的分布及存在形式,同时分析了炉渣中主要物相的组成。结果表明,样品的主要结晶矿物有铜蓝或铜的硫化物矿物晶体、赤铜矿、孔雀石矿以及含有Co、Ni氧化物的短棒状或粒状结晶相;炉渣或炉壁中铜颗粒则以星散状或较大颗粒分布。Cu、As、Pb主要以合金颗粒的形态存在于炉渣巾,而锡则较多以四方柱状或针状氧化物骸晶形态存在于渣中;还有部分Cu、Pb存在于玻璃态渣相中。初步研究结果显示,出土炉渣炉壁的遗址属于冶炼、熔化或铸造工艺过程相关联的冶铸遗址,锡则是以金属锡在熔铜或铸造过程中加入。     

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。     

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。     

山东临淄齐国故城石佛堂炼铜遗存的调查与研究

本文运用扫描电子显微镜及能谱分析(SEM-EDS)等研究方法,对石佛堂村采集的炉渣样品进行科学分析。结果表明,石佛堂遗址的炉渣可分四类,其中三类炉渣基体成分相似,硅、铁含量较高,一类基体含有较高的硅、铁、钡。遗址采集到的炉渣均为还原渣,第一类炉渣所对应的产物为红铜,第二类炉渣是在冶炼过程中偶然产生的。第三类炉渣对应的产物是金属铅,第四类炉渣所对应的产物为青铜。炉渣有合适的密度、硅酸度、熔点及良好的流动性,渣中含铜量较低,熔炼的还原气氛较好。以上述分析为基础,结合附近矿产资源的赋存与开发情况,认为石佛堂遗址在战国汉代时期很可能存在着利用其他地点冶炼的冰铜与单独冶炼的铅、来源不明的锡锑合金共同冶炼青铜的工艺。对邹平县西铜山的初步考察发现了采矿石锤等证据。     

偃师商城铜器及冶铸遗物的科技分析研究

本文以偃师商城出土铜器及冶铸遗物作为主要研究对象,从金相组织、合金成分分析两个方面,探讨了偃师商城遗址铜器合金配比情况、制作技术特点以及矿料来源等相关问题。金相组织分析显示这些铜器仍然以铸造成形为主,但工匠已经掌握了多种冷热加工技术,锻造样品组织均匀,此时已有较成熟的锻造工艺。容器都是铸造成形的,但工具及兵器制作选择并没有显示出规律性,铸、锻皆有,可能尚未形成对某一类产品的固定加工模式。合金技术分析显示偃师商城遗址继承了二里头时期工具兵器重锡的配比技术,且得到进一步的发展与改善。冶铸遗物分析显示偃师商城遗址存在铸铜行为,小件铜器在本地制作的可能性较高。     

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。     

云南剑川海门口遗址第三次发掘出土铜铁器的分析及其年代

为研究云南剑川海门口遗址出土铜铁器的制作技术及其年代,本文对第3次发掘出土的17件铜器和3件铁器进行了成分分析,部分器物进行了显微组织观察。结果表明海门口遗址出土铜器的合金元素有铜、锡、铅、锑、砷等多种成分,当时已有较多的合金配比知识,加工方式多样化,处于较为成熟的青铜时代。2件铁器出土于第6层,1件铁器出土于第5层,出土于第6层的1件铁器进行了金相观察,为人工冶炼的块炼铁,是铁器时代的产物。剑川海门口出土的铜器与周边地区青铜文化出土的铜器也有密切的联系,结合碳十四数据,本文初步推断剑川海门口第3次发掘出土铜铁器的年代应处于春秋到战国时期。     

云南洱源北山土坑墓出土铜器的初步研究

为研究云南洱海区域青铜文化的金属技术,该文对滇西北的洱源县三营乡北山土坑墓地出土13件铜器进行了分析和研究,发现该土坑墓地出土的铜器材质有多样化的特色,除主要是红铜和铜锡合金外,个别样品出现了铜锡铅合金(Cu-Sn-Pb)、铜铅锑合金(Cu-Pb-Sb合金)以及含砷的铜锡金属(CuSn(As))。部分铜器样品进行了金相分析,多数器物为铸造而成,另有少数器物为热锻加工而成。有的器物在制造时进行了冷加工处理。该墓葬群的铜器还出现了表面镀锡技术,说明在春秋战国之交,镀锡技术已从西北地区传入了洱海以北的地区。     

吉林白城双塔墓地出土铜器的科学分析

双塔遗址位于吉林省白城市洮北区德顺蒙古族乡双塔村,它处于东北大平原北部的松嫩平原。出土遗存可分三个时期,分属不同的考古学文化。其中第三期遗存属晚期青铜时代,二期文化,时代初步推断为战国至西汉时期。双塔遗址出土较多的陶器、铜器、骨器,为探讨松嫩平原青铜时代文化发展状况提供资料。本文采用显微观察、金相检测、扫描电镜能谱分析等方法,对该遗址出土的63件金属器物中的58件进行了科学分析。分析表明,器物材质包括铜合金及铅,铜合金类型以铜砷合金、铜锡铅合金、铜锡铅砷合金为主。制作方式多为铸造成形,部分器物经热锻、冷加工及受热处理。表明当时的居民已经能够根据器物类别的使用功能和加工方式,有意识的配制出综合机械性能较好的合金,并能重复做出质量较高的器物,表现了较好的铜器制作水平。     

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。     

北京延庆西屯墓地出土汉代铜器的科学分析

延庆西屯墓地出土的汉代铜器对于了解北京地区汉代铜器文化特征、制作技术以及与周边地区的相互关系,具有十分重要的意义。为进一步揭示该批铜器包含的科学信息,本文对其进行了科学分析检测。结果显示,西屯墓地出土铜器的材质以铜锡铅三元合金为主,仅两件铜盆检测为铜铅二元合金、一件铜带钩为铜锡铅砷四元合金,且三类材质的合金化程度较低。除铜镜外,铜器的合金成分与器物类型之间没有明显关系,可见其青铜技术逐步衰退。多数铜器为铸造而成,根据器物的需要,还在局部采用热锻、热锻后冷加工等加工方式,说明当时的工匠已经能够根据需要应用相关技术。     

云南大理黄矿厂遗址银铅冶炼技术研究

云南大理黄矿厂遗址是一处明清时期大型银铅生产遗址。在以往研究中,已有学者对该遗址的开采年代、银课总额进行了梳理,但在冶炼技术复原方面还需进一步的研究。本研究通过分析黄矿厂遗址四个地点冶炼的炉渣,对黄矿厂遗址银铅冶炼技术进行了重建。研究结果显示,黄矿厂遗址各地点炉渣可依据其形态特征、主微量元素、稀土元素配分曲线以及铅同位素比值的差异分为A、B、C、D四类。A、B、C类炉渣使用焙烧还原熔炼法,D类炉渣则使用铁还原沉淀熔炼法进行冶炼。铅同位素测试结果显示B、C类炉渣所用矿石的铅同位素特征近似,D类炉渣则具有明显偏高的铅同位素比值。稀土元素的分析结果显示B类炉渣的δEu呈负异常,而其他三类均为轻微正异常。A类炉渣中一件含有高放铅,其余为与B、C类近似的普通铅,微量元素含量较为离散,分布范围远大于其他各类,显示了较为多元的银铅矿物来源。综上,黄矿厂遗址工匠可能使用了多种不同工艺进行冶炼,所用铅矿物可能来自多个不同矿床,显示该遗址在较长的生产周期中发生了多次生产技术与资源的变迁。     

周原孔头沟遗址宋家墓地铜器的科学分析与研究

孔头沟遗址宋家墓地是周原地区西周时期一处重要的非姬姓贵族墓葬。本研究对宋家墓地出土的56件铜器进行了金相分析,并对其中34件进行了电子探针波谱分析。分析结果显示,宋家墓地青铜器全部为锡青铜或铅锡青铜,其中锡青铜比例较大,而器物铅含量整体偏低。本次分析的铜器中有两件经过表面镀锡,多件薄壁器物为热锻成型。热锻器物铅含量水平整体低于铸造器物,其基体中夹杂物含量较少,铁、硫含量低于铸造器物及孔头沟铸铜遗址铜块。这一现象显示制作这些铜器的原料可能经过有意识地火法精炼,并在配置合金时不引入铅,以使材料更加适宜锻打。总体看来,宋家墓地铜器的多项工艺与材质特征都显示其青铜制作技术体系较为独特,可能与其他西周时期铜器群存在一定差异,需要进一步结合墓葬的考古学文化背景进行研究。     

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。     

四川西昌东坪遗址炉渣分析与冶炼技术研究

东坪遗址位于四川省西昌市南部,自1987年发现以来,经历两次考古发掘,被认定为一处两汉之际的冶铜铸币遗址。本研究对东坪遗址采集的炉渣和矿石样品进行分析检测,并对炉渣中夹杂炭样进行碳十四测年。炉渣及矿石分析结果表明该遗址使用铜铅混合硫化矿石,通过火法冶炼生产铜铅合金。遗址及周边地区出土铜锭与五铢钱铅含量均较高,应与冶炼活动中使用铜铅混合矿石有关。东坪炉渣中还发现多种含钼物相,表明所用矿石中可能含钼。遗址西侧冷饭沟铜矿富含多种铜铅矿物,并有古代开采迹象,因此可能为遗址矿料的主要来源。     

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。     

云南晋宁石寨山出土金属器的分析和研究

通过对云南晋宁石寨山古滇人墓葬群出土的金属器样品进行金相和扫描电镜 (SEM)的实验研究 ,扫描电镜分析显示西汉时期滇池地区已使用金、银、铜、铁、锡、铅、汞多种金属 ,铜器的材质主要是锡青铜。金相分析显示青铜器采用铸造、锻造、铸后加工等制作方法 ,铁器则采用锻打工艺制造。通过实验分析 ,表明云南在西汉时期还使用了汞鎏金和镀锡技术作为金属器表面的装饰。     

山东济南刘家庄遗址商代青铜器科学分析研究

山东济南刘家庄遗址发掘出土一批带有铭文族徽的商代青铜器,其形制多与殷墟同类器物极为相似,表明晚商时期刘家庄地区居住着一支与商都殷墟有密切关系的氏族。针对该遗址出土动植物遗存、铜器铅同位素等方面已有学者开展了相关研究,取得了一定的研究成果。但总体上看,针对这批青铜器制作工艺、合金技术及矿料特征等科技分析数据偏少,与商都殷墟遗存的关系尚待进一步讨论分析。 本研究选取该遗址三座墓葬中29件青铜器(56个样品)为研究对象,利用扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、VG Elemental型多接收电感耦合等离子体质谱仪和利曼Prodigy电感耦合等离子体原子发射光谱仪,从青铜器合金组成、金相组织、铅同位素比值及特征微量元素等方面采集数据加以分析,再结合器物形制等考古学资料进行综合研究。 结果表明,刘家庄青铜器主要为铸造成型,合金组成为铅锡青铜、锡青铜、铅青铜、纯铜及铅砷青铜。大部分青铜器金相组织以α固溶体为基体,呈树枝状偏析,枝晶间分布(α+δ)共析体,部分共析体完全腐蚀,Pb相呈颗粒状零散分布或者完全腐蚀,局部区域如孔洞、枝干与缝隙间析出不规则形状铜晶粒。少数器物金相组织内部存在滑移线,推测器物可能经过铸后冷加工。铅同位素比值显示,此批青铜器高放射成因铅占比较高,与殷墟二、三期含高放射成因铅器物数据分布范围相对吻合,与殷墟一期、殷墟四期分布范围稍有差异。微量元素总体趋势以高含量Bi、As、Ag元素为特征,结果与殷墟青铜器微量元素分布模式相较接近。综合对比发现,刘家庄青铜器似乎与殷墟青铜器的主体原料相同。从器型上看,刘家庄青铜鼎、簋、觚形制与纹饰风格等,多与安阳殷墟青铜器尤其是与殷墟二期、三期保持较高的相关性。 本研究表明晚商时期海岱地区与殷墟中原地区交流密切,为商晚期青铜器生产来源与流通关系提供了新的证据。同时,该研究深化了对刘家庄商代青铜器本身的认识,补充完善了济南刘家庄青铜器科技分析内容及考古学研究信息,为深入了解商代时期海岱地区与殷墟之间的关系提供一个新的视角。