随州叶家山西周墓地M65出土铜器的金相实验研究

本文利用金相显微镜和扫描电镜能谱仪对湖北随州叶家山西周墓地M65出土的42件青铜器进行了金相实验研究,结果表明其中的31件材质为铅锡青铜,10件为锡青铜,仅有1件为铅青铜;铜器制作主要采用铸造工艺,仅个别兵器在局部进行了热锻加工;具有相同铭文、纹饰风格一致的铜容器的合金成分、金相组织和铸造技术等方面也较为一致。这些结果为研究M65出土青铜器的生产组织问题提供科学资料。     

贵州可乐墓地出土铜器的技术研究

为研究古夜郎地区的青铜器铸造技术,本文对贵州可乐墓地2000年出土的33件铜器进行了金相观察和扫描电镜能谱分析,结果表明:战国早期至中期,铜锡合金的配比技术已经进入相对成熟阶段;战国晚期,可乐地区开始规范化、甚至批量化生产铜器;战国末期到西汉前期,铜锡铅合金的配比技术进入较成熟阶段;工匠先后掌握了锡青铜和铅锡青铜的制作性能,能够根据器物选择材质和加工方法;战国中晚期,可乐地区可能能够自行生产巴蜀、石寨山风格铜器,且与两地青铜技术水平相近。     

郑韩故城热电厂墓地出土青铜器的初步分析

本文利用金相显微镜和扫描电镜能谱仪对郑韩故城热电厂墓地出土的l5件青铜器进行了分析,发现15件铜器的材质为铅锡青铜、锡青铜;制作工艺为铸造和热锻。热电厂墓地为东周时期郑韩故城贵族墓地,青铜器的初步分析研究为研究郑韩故城冶铸技术状况提供了参考资料。     

湖北襄阳陈坡M10出土金属器的初步科学分析

对湖北襄阳陈坡墓地M10出土14件金属器的金相组织检测与成分分析结果表明:这批金属器的材质包括青铜、纯铅、纯锡、铅锡合金、银(含铜)、金银合金(含铜)等多种,其中青铜器包括两种合金,即铜锡二元合金和铜锡铅三元合金;制作工艺主要以铸造为主,另外还采用了热锻、热锻后冷加工、错金银等方法.这批新的分析数据为研究战国时期襄阳地区的金属技术提供了重要的实证资料.     

“一枝独秀”之馆藏曲柄铜盉的科学分析与考古初探

利用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)及金(矿)相显微镜等研究手段,对江西九江共青城市博物馆馆藏唯一一件曲柄铜盉进行金相组织观察和成分检测分析,并初步进行考古研究。结果表明:此曲柄铜盉的材质为铜-锡-铅(Cu-Sn-Pb)三元合金,制作工艺为铸造而成,其成熟的铜锡铅配比和加工方法佐证了商周青铜器的铸造技术。虽然曲柄铜盉的出土地为江西地区,但是通过形制初步判断其为群舒文化典型青铜盉,在一定程度上说明了吴、楚、越文化和群舒文化在先秦时期的融合情况。截至目前,此曲柄铜盉在江西地区尚属首次和唯一出现,填补了江西此类型青铜器研究的空白,对于揭示江西先秦青铜器冶金技术内涵及探讨江西与其周边地区的交流传播具有重要的价值意义。     

贵州银子坛墓地出土铜锡器的初步分析

为研究黔西地区铜器时代金属制作技术及水平,本文采用金相显微镜和扫描电镜,对贵州银子坛墓地出土13件铜器和2件锡器进行了金相观察和化学成分分析,发现中水银子坛墓地出土的战国到西汉时代的铜器,有红铜、锡青铜和铜锡铅合金多种材质,而锡器有纯锡器以及锡铅合金,合金配比已具有一定的水平。制作技术有铸造和锻造工艺,并能应用冷热加工技艺。本文对研究古夜郎地区金属器的制作技术有一定的价值。     

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。     

洛阳唐城花园西周贵族墓出土部分青铜礼器的科学分析与研究

本文对洛阳唐城花园西周贵族墓出土的11件青铜礼器进行了金相组织、扫描电镜能谱(SEM-EDS)成分分析、离子体发射光谱法(ICP-OES)化学成分分析。结果显示该批青铜礼器合金类型为锡青铜和铅锡青铜,锡青铜为主体;金相组织除典型的铸造组织外,还发现受热均匀化及退火组织。综合研究表明,这几件青铜容器曾经过加热,应为实用器。     

湖北郧县乔家院墓地出土战国及东汉铜器的成分与金相分析

2006年3 ～12月,在南水北调中线工程中,湖北省文物考古研究所等单位对郧县五峰乡乔家院墓群进行了考古勘探和发掘工作.限于考古发掘材料和学者关注度等因素,利用科技手段对该墓地出土战国及东汉时期青铜器的研究尚未见报道.同时,关于鄂西北地区出土古代青铜器的科学分析研究目前并不多见.鉴于此,本研究利用金相显微镜、XRF等方法分析了湖北省郧县乔家院墓地出土的14件战国及东汉时期铜器样品.分析表明除铜壶镶嵌丝为低锡二元(Cu-Sn)合金外,其他13件均为Cu-Sn-Pb三元合金;其制作工艺以铸造为主,另外还采用了热锻、热锻后冷加工、铜质芯撑、错红铜等工艺.以上分析数据为湖北地区战国及东汉时期青铜合金构成及成型工艺积累了相关数据.     

襄阳余岗墓地出土青铜容器的金相及成分分析

对襄阳余岗墓地出土的部分青铜容器进行金相分析与成分测定。这批青铜容器以铅锡青铜为主,进入春秋晚期,含锡量升高,低锡容器消失,合金配比趋于稳定。大部分器物为铸造成型,有三件枳经过热锻加工,这类枳是目前所见较早的锻制青铜容器,在青铜器的工艺发展过程中有重要地位。     

Association for Field Archaeology Members

Abstract

This article is dedicated to Ronald F. Tylecote

Archaeologists and historians of metallurgy have attempted to explain the gradual abandonment of arsenic bronze in favor of tin bronze in the ancient Old world by making comparisons between the mechanical properties of the two bronzes. These comparisons purport to show the superiority of copper-tin alloys over alloys of copper and arsenic, despite an absence of data on the physical properties of the copper-arsenic system. The study reported here presents the results of mechanical tests carried out on experimental samples of both types of bronze over a broad range of alloy compositions. Hardness, tensile strength, and elongation determinations were made on cold worked and hot worked (forged) material. Whereas tin bronzes can be work hardened more extensively than arsenic bronzes, the far greater ductility of arsenic bronze makes it a desirable alloy for the manufacture of thin metal sheet. The widespread use of low-arsenic copper-arsenic alloys in the Americas, especially in the Andean culture area, is attributable in part to the tradition there of sheet metal production in the elaboration of three-dimensional forms.     

秦始皇帝陵园出土彩绘青铜水禽铜矿料来源探索

关于秦始皇帝陵出土彩绘青铜水禽铜矿料来源的研究,对进一步研究秦代的物质文化、青铜器冶铸工艺、装饰工艺以及铜矿来源均具有重要意义。本研究对部分秦始皇帝陵园出土彩绘青铜水禽基体进行了铅同位素分析及微量元素分析。并在此基础之上,与甘肃东部及关中西部出土的部分早期秦文化铜器、国墓地出土的部分铜器、周原李家铸铜作坊出土的部分铜器、山西中条山、江西瑞昌、江西铜岭、安徽铜陵以及湖北大冶铜绿山古铜矿以及秦岭山区的部分现代铜矿的相关数据进行了对比研究。结果发现,秦始皇帝陵园出土的青铜水禽使用了相同的矿料,且与绝大多数早期秦文化铜器所使用的矿料基本相同,但与国墓地以及李家铸铜作坊出土西周铜器的矿料明显有别。秦人使用的铜矿与秦岭山区现代铜矿较为接近,表明秦人的铜矿来源可能与秦岭山区有关。     

湖北宜城跑马堤墓地出土铜器的科学分析研究

跑马堤墓地是位于湖北省宜城市郑集镇的一处战国至汉代墓地。该墓地出土了大量青铜器,为研究从战国到汉代青铜器的制作技术变迁提供了系统性的资料。本研究对该墓地出土的部分铜器进行了金相组织观察和元素成分分析。结果显示,战国晚期铜器的材质包括铅锡青铜和锡青铜两类,不同类型功用的器物,在材质的选择上也有所不同;西汉铜器的材质则以铅锡青铜为主,合金元素总量相对于战国晚期铜器要低,而且变化范围较大。整体上,该批铜器主要为铸造成型,但其中有3件汉代青铜容器为锻造而成,这三件锻造铜器均为敞口薄壁器物。研究结果可为汉代以后考古学和金属技术史研究提供资料,并为中国古代金属技术史演进序列的补充完善提供科学数据。     

望京楼遗址出土青铜器研究

望京楼遗址是夏商时期重要邑聚,为了解该遗址铜器制作工艺水平,通过金相显微镜和扫描电镜对2010~2012年新郑望京楼遗址出土的青铜器样品进行组织与成分分析和探讨。该批铜器未见青铜容器,仅有小件工具和兵器。但仍可初步反映出望京楼遗址出土的青铜器材质多样化和加工方式非单一性;对望京楼铜器分析反映出该区域使用锻打应该有了一定积累并在此基础上能依据材质和器物薄厚、尺寸选择工艺,对锻打技术认知度较高。望京楼铜器具有的原始性,应属于铜合金使用的早期阶段。研究表明,商代对于器物成分与性能关系的认识程度比之前得到提高。器物是本地制作还是外来还需要更多材料证明。     

虢国墓地出土部分青铜器微量元素的分析

将微量元素示踪法与铅同位素比值法结合起来对青铜器矿料的溯源会起到相得益彰的效果。先前对虢国墓地青铜器的铅同位素比值测定表明,其青铜器铅同位素与山西中条山和长江中下游地区都有重合。本次微量元素分析结果显示,虢国墓地青铜器与山西中条山古矿冶遗址微量元素特征不同,而与长江中下游地区的湖北铜绿山古矿冶遗址铜锭的微量元素特征相似,推测长江中下游地区可能为虢国墓地青铜器提供了大量的铜料。此外,微量元素与铅同位素都表明虢国墓地不同墓葬的青铜器基本具有一致的矿料来源。     

The bronze artifacts from the Yejiashan site and the political presence of the Zhou dynasty in the middle Yangtze Plain: an application of lead isotope analysis

Lead isotope ratios of 15 Chinese bronze artifacts from the Yejiashan site (Suizhou City, Hubei Province) were analyzed and compared with copper ores across China. This study attempts to provide a new perspective to discuss the role that Zeng State played among all the vassal states in the early Zhou dynasty (ca. 1046–977 BC). The political presence of the Zhou dynasty in the middle Yangtze Plain is another main content of this paper. The lead isotopic characteristics of Chinese bronze artifacts between different historical periods are also in the scope of the study. By comparison, the lead isotopic ratios of the tested bronzes and copper deposits in the north Jiangxi Province show numerous overlaps. It indicates that the tested bronzes might have a single ore source, and this source was in the south of the Zhou dynasty. Combined with history and archaeological records, it is highly likely that the middle Yangtze Plain might be a part of the Zhou dynasty since the very beginning. Moreover, Zeng State might have a great influence in the ancient middle Yangtze Plain, and the nobles of Zeng State might even have authority to supervise certain area extending to Jiujiang. As lead isotopes of the bronzes appear to show a clear relation to chronology, the change of lead isotope patterns across times may further serve to distinguish the bronzes of the Western Zhou dynasty from the late Shang ones.     

朝鲜半岛及日本细形青铜武器的原料产地

对朝鲜半岛及日本出土细形青铜武器的原料产地问题作了尝试性探讨,以了解朝、日及中国大陆古代青铜原料的流通状况。利用青铜器及铅矿物中所含铅的四种稳定同位素的比值,在三维坐标系中观察其分布规律,并结合统计学方法探讨青铜器所含铅与铅矿地域特征的关联。通过比较分析中国大陆、朝鲜半岛及日本列岛出土的部分青铜器及铅矿物标本的铅同位素比值,指出上述三地某些青铜器原料中的铅可能有共同的产地,而朝、日当地铅矿的开采似不早于公元7世纪,故朝、日细形青铜武器的铅原料可能来自中国大陆。     

Bronze alloy production during the Iron Age of Luristan: a multianalytical study on recently discovered bronze objects

Application of bronze alloy to produce artistic and religious artefacts was commonplace during the Iron Age in western Iran (1500–550 BC). These bronze artefacts are the so-called Luristan bronzes and have been found often from excavated graves and sanctuaries. The aim of this paper is to study on alloy composition and manufacturing process in some recently excavated objects from the Iron Age cemetery of Baba Jilan, northern Luristan. For this purpose, some objects were analysed by quantitative ICP-MS as well as microscopic studies by scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and metallography methods. Also, some comparisons were carried out between Baba Jilan and other analysed bronze objects from Luristan in order to identify the metalworking process in bronze objects from the Iron Age of western Iran. The results showed that all Baba Jilan samples are made of binary copper-tin alloy. Tin content was variable in the composition of the samples. The variety of tin constituents proved that alloying has been performed by an uncontrolled process to produce bronze. The microscopic studies also showed that the manufacturing operations are similar in the Luristan bronzes. It was carried out to identify probable similarities in the bronze alloy production in the Iron Age of the Luristan region.     

Lead isotope and metal source of Shang bronzes: a response to Sun et al.’s comments

In this brief response to Sun et al.’s ( 2018 ) comments on our paper, we re‐emphasize that archaeological, chemical and isotopic evidence are all relevant to the discussion about the metal source of the Shang period with highly radiogenic lead isotope ratios. The southern African bronzes have much lower lead contents and quite different lead isotopic signatures than the Shang bronzes. More importantly, there was no metallurgy of any kind in southern Africa before c.200 ce , so southern Africa cannot possibly be the source of Shang bronze, which date to about 1500 to 1000 bce .     

基于铅同位素比值的古代矿料混合模型分析法

为深入研究古代青铜器示踪矿料来源中矿料混合问题,通过铅同位素研究数据构建矿料混合模型,从理论上探讨满足条件的青铜器数据样本其矿料混合的情况。基于模型,通过对铅同位素数据的处理,不仅能够匹配相应的矿料混合模式,而且可为器物分类提供依据。此外,还可计算出相应的铜料中表观含铅量,为相关研究提供参考依据。