中國社科院考古研究所2小時(shí)前
摘要：利用掃描電鏡—能譜（SEM-EDS）及金相顯微鏡，對江西?；韬钅怪鳂∈覂瘸鐾敛糠智嚆~器進(jìn)行了合金成分及金相分析。結果表明，?；韬钅怪鳂∈覂瘸鐾恋你~器錫含量測量平均值為9.3%，鉛含量測量平均值為2.9%，其中青銅容器錫含量測量平均值為10.5%，鉛含量測量平均值為3.2%。不同器類(lèi)器物具有不同的合金配比，反映工匠在制作器物時(shí)會(huì )考慮器物的使用功能及顏色等性質(zhì)。銅器的制作工藝包括鑄造、鑄后受熱退火以及鑄后熱鍛。?；韬钅钩鐾恋那嚆~器的科技分析，豐富了西漢時(shí)期銅器科技檢測相關(guān)分析，對研究西漢銅器生產(chǎn)體系等問(wèn)題具有重要的意義。
一、引言
青銅器在漢代社會(huì )生活中仍然廣泛使用，并完成了從禮器到生活用器的轉變，但目前漢代銅器無(wú)論是傳統考古還是科技考古的相關(guān)研究數量均不及先秦。通過(guò)漢代青銅器的研究對當時(shí)社會(huì )、技術(shù)文化變遷等相關(guān)研究具有重要意義。
?；韬钅刮挥谀喜行陆▍^大塘坪鄉觀(guān)西村老裘村民小組東北約500米的墎墩山上。2011年起，江西省文物考古研究院對被盜墓葬周?chē)?平方千米區域進(jìn)行全面系統的考古調查，發(fā)現了紫金城遺址、歷代?；韬钅箞@、貴族和平民墓等遺存，并對?；韬钅惯M(jìn)行重點(diǎn)鉆探。2012至2013年開(kāi)始發(fā)掘，至2014年完成主墓（M1）封土和墓室內填土的發(fā)掘，2015年對主槨室進(jìn)行發(fā)掘并對遺物開(kāi)始提取與保護，2016年完成了主墓的一期發(fā)掘工程，取得了許多令人矚目的考古發(fā)現，確認墓主為第一代?；韬顒①R。?；韬钅构渤鐾燎嚆~器3000余件（套），其中主墓內共出土銅器500余件（套），器類(lèi)包括食器、酒器、水器、樂(lè )器、生活用器、度量衡器、兵器、車(chē)馬器、工具、雜器配件，大致依功用相應放置于主槨室、車(chē)馬庫及回廊形藏槨的廚具庫、酒具庫、樂(lè )器庫、武庫、娛樂(lè )用器庫等位置。?；韬钅沟陌l(fā)掘為研究漢代歷史及相關(guān)考古研究提供了重要的依據。
目前，西漢帝陵及叢葬坑出土銅器的科技分析包括陽(yáng)陵叢葬坑出土的一件銅鐵復合器與茂陵陪葬坑出土的少量車(chē)馬器；北京大葆臺漢墓、河北滿(mǎn)城漢墓、江蘇徐州獅子山楚王陵與北洞山楚王墓、山東青州香山漢墓、河南永城梁王墓等諸侯王級大墓出土的部分銅器已經(jīng)過(guò)合金成分分析；列侯級別墓葬出土銅器經(jīng)過(guò)檢測分析的較少，其中?；韬钅箻∈彝饣乩燃败?chē)馬坑出土的部分青銅器有部分數據發(fā)表；安徽巢湖漢墓、天長(cháng)三角圩漢墓、陜西西安龍首原漢墓等高級官吏及中小貴族地主墓葬出土的部分銅器亦有相關(guān)分析報道；河南淅川葛家溝墓地、湖北宜城跑馬堤墓地出土戰國至西漢時(shí)期銅器的科技分析檢測也已報道，但這些墓群墓主人社會(huì )等級較低，可能為平民階層。在邊疆地區，如廣東廣州南越王墓、廣西貴縣羅泊灣漢墓、合浦漢墓以及非漢王朝勢力控制范圍內的諸如貴州赫章可樂(lè )、云南晉寧石寨山、江川李家山等墓地出土銅器也已開(kāi)展相應的工作，旨在討論中原與邊疆、漢室與西南夷之間的關(guān)系。
以往研究中雖已積累了部分漢代銅器的科技分析數據，但仍存在一定的問(wèn)題：例如部分遺址和墓葬數據樣本量較少不能代表整體面貌；或是部分遺址分析樣品以青銅貨幣或銅鏡為主，對其余器類(lèi)重視不夠；或是由于樣品銹蝕嚴重導致數據不能進(jìn)行定量討論；亦或是歷時(shí)性的分析較為欠缺等。本文擬通過(guò)對?；韬钅怪鳂∈覂瘸鐾燎嚆~器的制作工藝、合金配比等問(wèn)題進(jìn)行探討，以豐富漢代青銅器科技考古的相關(guān)研究。
二、樣品制備及測試條件
本文對主槨室內38件銅器所取44件樣品進(jìn)行檢測分析，取樣時(shí)遵循最小干預原則，盡量從器物殘缺處取樣（圖一）。
對采集的樣品進(jìn)行鑲嵌、打磨、拋光至無(wú)劃痕后，利用北京大學(xué)考古文博學(xué)院科技考古實(shí)驗室的Hitachi-TM3030超景深臺式電子顯微鏡及EDS能譜儀進(jìn)行背散射成像觀(guān)察及化學(xué)成分測試。SEM測試模式選擇低真空條件，掃描電壓為15kV，測試時(shí)間以能譜成分顯示穩定為依據，通?？刂圃?0~120秒?？紤]到樣品組織結構的差異，部分樣品選擇不同區域進(jìn)行多次掃描，掃描時(shí)應避開(kāi)銹蝕區域，并盡量增大測試面積以使結果反映樣品的平均成分。
隨后使用3%氯化鐵—鹽酸—酒精溶液對已拋光的金屬樣品進(jìn)行浸蝕，并使用北京大學(xué)冶金考古實(shí)驗室LEICADM4500M金相顯微鏡進(jìn)行金相觀(guān)察，照相。
三、結果分析
1.?；韬钅怪鳂∈页鐾燎嚆~器的合金成分
?；韬钅怪鳂∈抑谐鐾燎嚆~器的合金成分見(jiàn)表一。
根據EDS的結果，剔除墊片以及氧含量高于2%的數據后，青銅器基體的錫含量測量值在1.6％~27.6%之間，平均值為9.3%，鉛含量測量平均值為2.9%，最高值為7.6%。根據?；韬钅蛊魑锓诸?lèi)情況，食器（主要為銅鼎及其配套鼎蓋）錫含量大多高于10%，日用器類(lèi)（主要為燈、博山爐）、雜器（如銅鐓、掛鉤等）錫含量大多低于10%，酒器（銅壺）與水器（銅匜、銅洗）的錫含量均在10%左右，而銅鏡的含錫量則接近28%（圖二）。銅器中的含有一定量的夾雜物，經(jīng)EDS分析，夾雜物成分中以銅、硫為主，為硫化亞銅夾雜，系冶煉時(shí)使用的礦石帶入。
2.金相分析
本次共對?；韬钪鳂∈覂?9件器物的19個(gè)樣品進(jìn)行了金相分析，器類(lèi)涵蓋食器、酒器、水器、生活用器及雜器五類(lèi)。各樣品金相組織描述見(jiàn)表二。
?；韬钅怪鳂∈页鐾恋那嚆~器制作工藝多樣，包括鑄造、鑄后受熱退火、鑄后熱加工（熱鍛）等多種。不同器類(lèi)有不同的制作方式，其中食器（鼎及鼎蓋）多經(jīng)過(guò)受熱，可能均為實(shí)用器；日用器具，如博山爐、銅燈，則多為直接鑄造成型，制作工藝較為簡(jiǎn)單；水器（如匜、洗）則使用直接鑄造以及鑄后熱加工的不同制作工藝。
四、討論
1.?；韬钅怪鳂∈页鐾燎嚆~容器的合金配比
青銅器的合金成分與其物理性能有一定的關(guān)聯(lián)：對于有力學(xué)性能需求的兵器或需要保證加工性能的飾片，制作時(shí)往往加入足量的錫以保證器物的機械性能；而對力學(xué)性能要求不高的青銅容器，合金配比可一定程度上反映墓主人生活時(shí)代以及身份等級特征。?；韬钅怪鳂∈页鐾恋那嚆~容器錫含量測量平均值為10.5%，鉛含量測量平均值為3.2%，總體偏低。對比西漢中期其余高等級貴族墓出土青銅器的情況：如滿(mǎn)城漢墓出土青銅容器錫含量測量平均值為9.6%，南越王墓出土青銅容器錫含量測量平均值為9.4%，與?；韬钅怪鳂∈页鐾燎嚆~容器的錫含量配比基本一致，均在10%左右，一定程度上反映了西漢中期銅器的生產(chǎn)面貌。
與錫含量不同，青銅器中鉛含量的測量值數據波動(dòng)較大，無(wú)明顯的規律。這可能是由于鉛本身不溶于銅錫固溶體，以鉛顆粒的形式存在于基體中，且鉛存在比重偏析，同一件器物不同區域鉛含量也會(huì )存在差異，均一性不如錫。
西漢中期，由于生產(chǎn)管控方式的轉變，諸侯王的勢力被壓制，私人工商業(yè)的根基亦被削弱，銅礦的開(kāi)采及銅器的生產(chǎn)均由中央政府及郡縣工官控制。在這一時(shí)代背景下，銅器生產(chǎn)技術(shù)體系在西漢早期各地區獨立生產(chǎn)的基礎上得到了進(jìn)一步的規范，使得這一時(shí)期青銅容器合金配比情況基本趨同。
2.?；韬钅怪鳂∈页鐾恋募t銅器與高錫青銅器
戰國以來(lái)，青銅器的合金配比趨于標準穩定化，西漢時(shí)期青銅容器錫含量已基本穩定在10%左右的區間。不過(guò)，?；韬钅怪鳂∈抑谐鐾亮硕嗉┥綘t（M1:1552、M1:1642），鉛、錫含量均較低，接近紅銅材質(zhì)，此外還有兩件銅鐓（M1:1791、M1:1792）也為紅銅材質(zhì)。與青銅相比，紅銅熔點(diǎn)高、硬度低、質(zhì)軟，實(shí)用性能相對較差。因此，制作者在青銅生產(chǎn)已穩定成熟的時(shí)代，選擇以紅銅材質(zhì)作器應有其他方面的考量。
青銅器錫含量高低，除了與力學(xué)性能相關(guān)外，還會(huì )影響銅器基體的顏色：錫含量越低，青銅基體越接近紅銅的紅色，隨著(zhù)錫含量的上升，青銅基體的顏色逐漸變?yōu)榻瘘S色，錫含量至20%時(shí)金屬基體呈銀白色。銅器表面的裝飾工藝，諸如鑄鑲紅銅、錯金銀、鎏金等至戰國時(shí)已趨于成熟，從設計角度考慮，由于裝飾工藝中所使用的金、銀、銅、錫以及礦石均有一定的特征顏色，若銅合金基體的顏色與表面裝飾材料一致，從視覺(jué)效果上兩者便沒(méi)有明顯的差異，無(wú)法凸顯出裝飾材料。因此，類(lèi)似于銅器主紋與地紋，銅合金基體需要襯托出裝飾材料的顏色，在錫資源充足的情況下，選用低錫青銅，可能是基于選擇了低錫青銅顏色接近紅銅，能與金、銀等貴金屬進(jìn)行區分，以起到襯色功能（表三）。
?；韬钅怪鳂∈覂瘸鐾敛糠植┥綘t與銅鐓在應急處理后發(fā)現表面部分區域有鎏金現象，而在車(chē)馬坑內出土青銅器表面鎏金、鎏金銀、錯金銀等裝飾工藝更為普遍。表面裝飾工藝又可分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為對表面局部區域進(jìn)行裝飾，包括局部區域鎏金、錯金銀等，如在主墓北回廊樂(lè )器庫內出土的鎏金編鐘（M1:164-1A等）、車(chē)馬坑中出土的鎏金馬鑣（K1:167）、錯金銀當盧（K1:286）等。汪淼分析了?；韬钅钩鐾恋?件鎏金甬鐘的制作工藝，結果表明其錫含量在17.2%~20.6%區間內。葉學(xué)賢先生等通過(guò)研究認為編鐘理想的含錫量在14%左右，鉛含量應低于3%，此時(shí)金屬基體多呈金黃色，而?；韬钅钩鐾琉娀w選擇較高的錫含量，可能是為了與器表局部鎏金區域顏色產(chǎn)生反差而特意提高了錫含量有關(guān)。楊小林等在研究錯金銀當盧時(shí)發(fā)現基體已完全礦化，僅可確認其為銅錫鉛三元合金，蔡毓真等在分析?；韬钅共糠之敱R時(shí)確認當盧大多為錫含量7%左右的低錫青銅，此時(shí)青銅基體顏色偏橙色，仍與金層存在有一定的顏色差異形成視覺(jué)反差。因此，表面局部裝飾器物選擇高錫或低錫青銅（甚至紅銅）基體可能與通過(guò)鎏金、錯金銀等紋飾區域與器物基體顏色形成反差相關(guān)。第二類(lèi)為通體鎏金，如車(chē)馬坑出土當盧（K1:400）、軛飾（K1:401）等，在主墓中部分器物亦存在部分器物通體鎏金，如銅鋞（M1:397，M1:425）。此時(shí)，鎏金層下的青銅基體雖可調控合金配比以選擇一定的基體底色，但鎏金層的金黃色將大面積掩蓋基體顏色，底色是否合理可能并不重要，此時(shí)鎏金青銅器更多是墓主人生前身份等級的象征。
?；韬钅怪鳂∈页鐾零~鏡的錫含量為27.7%，屬于高錫青銅。從春秋晚期至漢唐時(shí)期的銅鏡含錫量在20％~26%之間，?；韬钅钩鐾零~鏡合金配比與大量統計值基本一致。早年對銅鏡制作中是否經(jīng)過(guò)淬火過(guò)程存在爭議，但根據?；韬钅钩鐾零~鏡及其他戰國秦漢時(shí)期出土的銅鏡的金相組織來(lái)看，銅鏡應為直接鑄造成型。銅鏡通常使用高錫青銅制作，何堂坤先生認為高錫青銅顏色白亮，比較美觀(guān)，且高錫青銅強度和硬度都比較高，易于磨拭。
3.薄壁青銅器的制作工藝
?；韬钅怪鳂∈抑谐鐾恋那嚆~器壁厚不一：厚壁的銅器，如銅壺、銅燈、銅熏爐、銅鏡等，器壁厚度可達1至2毫米（圖一一），而薄壁的銅器，如銅鼎及其鼎蓋、銅鐓、銅鉤、銅洗、銅環(huán)等，厚度在0.5毫米左右（圖一二）。
金屬器物減薄處理除了可以在鑄形設計時(shí)減少銅液流動(dòng)的空間外，也可以利用金屬具有的延展性，通過(guò)鍛打的方式將器壁厚度減薄，以獲得薄壁的金屬器。通過(guò)金相分析，可以發(fā)現?；韬钅怪鳂∈页鐾恋谋”谇嚆~器有不同的制作工藝。銅鼎及其鼎蓋（如M1:1756、M1:1760等）等大部分薄壁青銅器，金相組織中多以α固溶體再結晶等軸晶組織為主，反映其經(jīng)過(guò)熱處理，但幾乎未見(jiàn)鑄后熱加工所形成的孿晶組織或是冷加工后形成的滑移線(xiàn)及晶粒變形現象，據此可判斷這批銅鼎及鼎蓋未經(jīng)過(guò)鍛打加工處理，為直接鑄造成型，體現了較為高超的設計理念與制作工藝；而龍首匜（M1:1741）的金相組織中出現了α再結晶等軸晶及孿晶，反映了其制作過(guò)程中使用了鑄后熱鍛的工藝。李洋統計了先秦兩漢時(shí)期的熱鍛薄壁青銅器，總結了熱鍛薄壁青銅器包括低錫熱鍛（錫含量低于17%，熱鍛溫度在200~300℃）與高錫熱鍛（錫含量高于17%，熱鍛溫度在500~700℃）兩大類(lèi)，其中絕大多數器物均為低錫熱鍛成型。張吉通過(guò)模擬實(shí)驗發(fā)現易于加工的錫青銅錫含量不超過(guò)15%，含15%~18%的錫青銅咋較高溫度下仍可進(jìn)行一定程度的加工，而錫含量高于18%以上的錫青銅基本沒(méi)有鍛打價(jià)值。?；韬钅怪鳂∈引埵讌F的錫含量為13.1%，介于9%~15.8%（固溶上限）之間，坯材軟硬適中，鉛含量為4.1%，脆性適宜，這一合金配比符合可鍛性條件。
鍛造技術(shù)自晚商時(shí)就已應用于各類(lèi)薄壁飾物的制作，如殷墟花園莊東地M54所出圓形器，崇信于家灣出土的銅钖等。自春秋中晚期以來(lái)，鍛制容器開(kāi)始流行，多個(gè)墓地出土了鍛制而成的青銅容器，其中以盤(pán)、匜居多，如蚌埠雙墩鐘離君柏墓、鄖縣喬家院M5、M6等。鍛制銅容器在春秋中晚期的流行與范鑄工藝的簡(jiǎn)化、鑄后裝飾的流行、以及錫資源的充裕密切相關(guān)。至戰國時(shí)期，鍛制匜分布范圍已從漢淮及至全國各地，如定襄中霍、建昌東大杖子、淮陰高莊、荊門(mén)左冢等墓地均有出土；西漢時(shí)期，天長(cháng)三角圩漢墓中出土的洗、釜以及匜仍為鍛制品，延慶西屯墓地出土的盆、洗亦經(jīng)過(guò)鍛制加工，可見(jiàn)西漢時(shí)期鍛制工藝在制作洗、匜等薄壁水器時(shí)仍為主流的技術(shù)選擇。
五、結論
?；韬钅怪鳂∈页鐾燎嚆~器的合金成分不一，錫含量測量值在1.6%~27.6%之間，平均值為9.3%，鉛含量測量值在0.4%~7.6%之間，平均值為2.9%，其中青銅容器錫含量測量平均值為10.5%，鉛含量測量平均值為3.2%。錫含量與西漢中期早年發(fā)掘的高等級墓出土青銅容器相接近。部分器物有不同的合金配比，反映工匠在制作器物時(shí)會(huì )根據器物的使用功能及顏色等性質(zhì)配制合金原料。銅器的加工制作工藝包括鑄造、鑄后受熱退火以及鑄后熱加工（熱鍛）。?；韬钅钩鐾燎嚆~器壁厚不同，其中薄壁青銅器有著(zhù)不同的制作工藝，銅鼎及鼎蓋多為直接鑄成，而部分水器則使用了鑄后熱鍛技術(shù)制成。
?；韬钅钩鐾恋那嚆~器的科技分析，豐富了西漢時(shí)期銅器科技檢測的分析，在研究西漢銅器生產(chǎn)規模、技術(shù)特征等方面具有重要的意義。
附記：北京科技大學(xué)科技史與文化遺產(chǎn)研究院博士研究生韓化蕊在取樣時(shí)提供了幫助；北京大學(xué)考古文博學(xué)院陳建立教授與張吉博士后在本文寫(xiě)作與修改中提供了寶貴的意見(jiàn)，在此致以誠摯的感謝。
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