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商周青铜铸造业的中原与边疆研究之所思,中期

来源:http://www.cmsjiaocheng.com 作者:澳门大阳城赌城官网 时间:2019-10-20 16:50

各个项目汇报结束后,白云翔所长首先感谢各位报告人非常精彩的报告,同时针对项目内容做了一些说明。 第一,今天所汇报的科技考古各个领域的研究工作还不全面,目前只是阶段性成果。从2012年到现在,齐故城的考古发掘工作还在继续,材料的整理还在展开,现在考古学发掘还无法为科技考古的分析和研究提供一个完整准确的考古学背景。目前我们大致了解了第一地点和第二地点的情况,但部分战国和汉代的遗存还未分开。因此,我们要在进一步加大田野考古发掘力度的基础之上,尽快展开全面的资料整理工作,力争在年底前后,给各位学者提供一个比较完整的考古学背景。这样大家可以把科技考古和考古学结合起来,进行更深入的研究。 第二,齐故城冶铸遗址考古项目在设计之初,就带着一定的问题意识来展开多学科合作。目前在多学科合作领域,尤其是科技考古在考古领域的应用已普遍展开,并取得了不错的成果和很大的进展。同时我们也认识到有些科技考古项目设计的时候,问题意识还不够突出,在做科技检测或分析的时候,并不清楚是要解决哪些问题。因此我们要进一步在整体上加强问题意识。齐故城冶铸遗址这个项目,一开始就是带着一些核心问题来进行多学科合作的。通过今天的报告就可以看到,在手工业考古领域里,这次我们更多地开始关注环境、动物、植物、人文的问题,包括工匠,甚至工匠的子女问题。 第三,因为目前考古工作仍在进行中,有些问题大家可能会产生一些误解。如潜伟教授提到西关西遗址中发现的炉渣是玻璃态的,这一状态显示它的冶炼工艺可能会更高一些。其实早在1975年,我在那里参加发掘工作时就发现过这一现象。但这里有一个考古学背景需要说明,西关西遗址位于齐故城小城里,那里是当时的宫殿区,是不可能炼铁的,这一问题我们在齐故城考古报告里也谈到了。发现玻璃态炉渣的遗址可能是东汉至魏晋时期的,整个齐故城作为诸侯国的都城和郡治废弃以后,它才开始炼铁的。由于考古工作者未对此事做详细说明,让大家产生了误解,在此做一个澄清。 这个项目关注的核心问题是手工业问题,也就是手工业技术,包括它的工艺流程、技术特征、具体技术特点等问题。对此我们主要围绕三个方面展开:第一是齐故城冶铸遗址性质的问题。该遗址究竟是冶铁、铸铁还是铁器的处理?第二是铸钱的问题。考古发现出土了一些半两钱钱范,所以钱范的制作工艺和工艺流程,也需要我们进行研究。第三是铸镜问题。过去我们曾在调查中采集过一些镜范,并做了研究,但因是采集的遗物,在科学性上有所限制。这次在考古发掘出土的镜范的基础上,紧紧围绕铜镜铸造工艺技术,尤其是镜范的铸造问题来开展工作。因为一切青铜铸造过程中最根本的就是范,只要把范铸造的问题解决了,青铜冶铸整个铸造环节领域的根就解决了。在这方面,过去存在着很多不同的认识,有些认识来自于推测或分析、推论,所以这个问题非常重要。除此之外,我们还要对铜镜产品的流通和使用等问题进行研究。 目前,第一个问题的进展不大,虽然我们已经调查确认了14个遗址,但实际上目前仅对一个遗址中的三个点进行了考古发掘。今年我们在刘家寨开了一个新点进行补充发掘,试图找到与冶铁有关的现象,目前这一工作已经有了可喜的收获。 另外,这次多学科合作有很多尝试,如用于检测的标本,有些镜范标本是一分为四,三个单位同时在做检测。这样做的目的是想检验哪一种方法更合适,哪一种方法对解决某个问题最有效。 随后各位专家从项目设计、科技考古的各个方面提出了切实的建议。 中国科学院大学王昌燧教授:如果把恢复古代社会比喻成组装一台机器,那么科技考古的同志基本上都是为这个机器做零件,而考古学是机器的基座。图片 1王昌燧教授发言 听完这些演讲之后,我想谈几点看法供大家参考。崔剑锋老师的工作很有意义,关于如何判别镜范是否掺砂的问题,我觉得可以从粒度大小方面来考虑。如果掺砂,那么它在粒度分析中的曲线会有拐点,拐点部分的尺寸基本上和掺砂的尺寸相关。若是自然的风尘砂,曲线基本上会呈圆弧形,这方面我们已经做了很多工作,这一方法还是可行的。 关于范的使用次数问题,现在的观点和以前似乎有些不同。以前我们研究的范一般都是只使用一次,但是今天看到的这个范,在我看来,确实不像是一次性的。关于这一问题,用科技手段分析一下是很必要的,如果分析结果显示它的梯度不是直接线形的,而是每次表面都有个高度,是曲线形或锯齿形的,那应该就可以证明是多次使用的。 除上一种方法之外,还可以做成分上的分析,检测一下,看它有几层烧成温度,若表面烧成温度高里面烧成温度低,且是多次烧成的,那就证明确实是多次使用。多次使用和现在已有的认识是相悖的,这就要考虑它为什么会多次使用。以前一般都认为是没有同范镜的,只有同模镜。如果这个观点正确,那就要重新考虑以前的一些铜镜到底是铜范镜,还是铜模镜?总之,这是一件很有意义的事。 今后我们每做一个地点的研究,就要知道它总体布局的情况以及它和布局的关系。现在整体布局还不清楚,随着考古发掘的进行,它的总体布局清晰以后,我们就会知道它的布局是一次性布局,然后逐步添补,还是从战国至汉代,随着时代的变迁,逐渐发展拓宽的。时代变迁不仅会带来工艺上的变化,而且会在整体布局上有所体现。一个反常现象的出现,背后总有内在的原因,我们需要把这个内在原因研究清楚,所有分散地点的研究,最终还得从总体布局中找寻线索,归根到底只要总体布局认识清楚了,它们之间的关系就可以得到很好的解释了。 我曾经做过一个不太恰当的比喻,如果把恢复古代社会比喻成组装一台机器,那么科技考古的同志基本上都是为这个机器做零件,但是怎样才能把这个机器组装起来呢?那就需要具备两个条件:第一个条件就是考古发掘。说得更直观一点,就是考古学的背景,这一点相当于机器的基座,没有这个基座,我们做的零件做什么用,在这个机器上什么位置,都无从考虑。第二是要有考古学家和历史学家的理论和眼光,这一点相当于机器组装的说明书。结合这两点,科技考古和考古学的关系就清楚了。科技考古要想真正地做好,必须和考古学相结合,否则就只是科技在考古学上的应用,并没有解决考古学问题。所以每个人在做科技考古工作的时候,都要带着一个思路,那就是自己要怎样去考虑考古学问题,要解决什么样的考古学问题,这样就会知道自己工作的意义,才会明白自己和谁合作能把哪些问题解释好。我就讲这些,谢谢大家! 北京大学吴小红教授:科技考古除了了解工艺技术以外,还要考虑其背后的群体组织管理、群体的特征、专业化程度以及他们的食物来源等问题。图片 2吴小红教授发言 今天听了一天汇报,收获很大。从一个课题组合的角度来看,它是对一群冶铸遗址进行多学科的综合研究,这一项目不仅让可能涉及到的学科和方法都参与进来,而且针对同一种或同一类遗物的研究,有多个学者共同来做研究。这样每个学者都有各自不同的视角,且均提出了一些非常有价值的看法,这是该项目的宝贵之处。以往多是从冶金考古的角度来研究冶铸遗址,但这次却是从考古学的角度主动启动这一项目,因此带来了不同的视角。这一项目的基础就是白云翔所长一再强调的设计思路和理念,有了良好的基础,这个项目才会越做越精彩。 在每个报告的最后,每个学者都针对已有的研究结果,提出了一些新问题。下一步我们要在充分交换已有信息的基础之上,罗列一些相关的核心问题,大家共同讨论各种方法的利弊,这样研究工作的效果可能会更加明显、理想。从考古学的角度探讨手工业的发展,就不仅涉及到技术和工艺层次方面的研究,还得考虑其背后的社会生产组织结构等相关问题。这就需要在田野考古发掘过程当中,邀请多学科学者现场介入,这样才可能有更全面的思考。 对每处遗迹现象的定位,判断它究竟是一个作坊?还是一个原料生产的地方?还是工匠生活的地方?会涉及到很多细节问题,而且这些问题单靠某一个学科或者某一个学者自己是不可能解决的。如王明辉老师所做的人骨研究,结果显示这些婴幼儿以0-1岁的居多,年龄最大的为2岁。显然这些孩子应该是工匠的后代,那就是说他们是在这里孕育出生的,如果把外面长大的孩子带过来的话,人骨的年龄就会呈现多层次。如果这些孩子是在本地孕育出生的,那这些工匠在这里最长可能才居住两年,大部分是一年,这就引发了一系列的问题,如这是否是一个专门化的生产地点?这一地点是季节性的?还是长期性的?这些问题就需要动物考古、植物考古及年代学的研究人员共同探讨研究,仅凭一人是无法解决的。 赵志军老师在演讲的最后放了一张埃及金字塔的照片,其实是想告诉我们,除了了解工艺技术以外,还要考虑其背后的群体组织管理、群体的特征以及他们是否是专门的工匠?他们的食物来源?他们的食物是自己种植的还是由另外一个群体供应的?总之,这个课题的设计和实施为详细解答手工业考古的相关问题提供了一个良好的平台和视角。谢谢大家! 北京科技大学李延祥教授:齐故城遗址研究既要开平方,也要开立方。图片 3李延祥教授发言 临淄齐故城是当时中国东方的一大冶金中心。从历史记载上看,冶铁术的起源可能和这个地区有关,所以白云翔所长选这个地区进行考古发掘,将给中国古代冶金术的研究提供非常多的实物资料。 从以前考古调查至现在考古发掘期间,我一直比较关注以下几个问题。首先,这是一处青铜冶金遗址。通过以前的考察可知,齐故城里有单独炼铅的作坊,并发现了把冰铜炼成铜的炉渣,还发现有炼青铜合金的铜渣,当时的青铜是铅锡铜的合金,但我们却从未见到任何和冶炼锡有关的迹象。整个山东半岛甚至中原都不出产锡,所以要在考古发掘过程中密切关注齐故城遗址中铸造青铜的锡料的来源问题。假如发现单独的锡器,或高锡的制品或滴漏的锡颗粒,我们就可以把它提取出来,并应用同位素、微量元素甚至锡的同位素方法,来探讨锡从哪来的,这是非常有价值的。 第二个问题是,在齐故城遗址里面,发现了单独炼铅、炼铜的残渣,并推断铅应是在齐故城里面冶炼,而齐故城里面发现的铜冶炼只是整个工序的后半段,就是将铜矿石冶炼成冰铜,然后把冰铜运到齐故城,在齐故城里进一步处理成铜。所以推测它的前一段工序应在齐故城以外,我们一直怀疑在邹平那一带,因为之前在那里见到了采矿的工具,这样为了寻找铜料,我们需要在邹平一带做一些外围性的工作。所以在下一步关于青铜冶铸的工作中,齐故城既要开平方,也要开立方。开平方就是在地面上进行考察;开立方就是考古发掘。这两项工作需要同时进行。 第三个问题是,齐故城是一个巨大的冶铁厂。但是我们需要判断齐故城里是否直接用原矿石做生铁冶炼。一般认为大量的铁是在齐故城以外冶炼的,然后再把铁送到齐故城里进行一些铸造。还有一个最重要的问题是:众所周知,钢铁冶金技术的发明是建立在制钢方法中的炒钢技术发明的基础上的,这项技术在齐故城里是否存在?炒钢就是把生铁水放出来,像炒菜一样炒,炒的过程中里面的碳会被氧化,碳多了是生铁,碳的含量在1%以下是钢。在炒的过程中会生成很多炉渣,这个炉渣是高铁的炉渣,含铁量在70%-80%左右,只要加上石灰石,就可以直接炼生铁。齐故城里面出土的典型的生铁渣是不是把炒钢渣冶炼成生铁留下来的残渣?只有把出土的高铁炉渣做仔细的分析检测,才能对这一问题做出回答。目前看来,这种炉渣有两种可能,一种是炒钢,另一种是炼块炼铁。块炼铁是另外一种工艺,但是生铁冶炼的时候一般不炼块炼铁,所以,这些高铁的炉渣很可能是炒钢制品。除此之外,还可以对出土的锻造成型的铁制品进行详细地检测,里面的夹杂物的种类,如若包含有高钙、磷和高锰的夹杂物,那就与炒钢工艺相符合。炒钢工艺大致在中国战国到汉代时期出现,直到现在仍在使用,马克思和恩格斯曾评价“炒钢技术是震撼大地的一项技术发明”。这项技术使中国在长达1700多年里在冶铁领域独占鳌头,所以这是中国钢铁冶金技术上很重大的一项发明。希望能够在齐故城里面,通过考古发掘和研究把它的年代、技术类型、具体产品都探讨清楚。 另外,齐故城里面或者齐故城以外的炼铁遗址中的矿石是从哪里来的?有学者一直怀疑这些矿石来自铁山,通过检测发现铁山上的矿石含有微量的铜,如果我们在炉渣或者铸造的铁制品当中也发现含有微量的铜,那就有可能是来源于铁山。但是一般含铜的铁矿并不是好的铁矿,因为把它制成炒钢或锻钢制品时,铜是有害元素。因此,齐故城的冶炼业中的矿石可能不是只有铁山一个来源,它很可能也来自周边其他的质量更好的铁矿。 其他需要考虑的问题有,如齐故城冶铸遗址目前发现很多铸造时所使用的陶范,其中有铸铁器的范、有铸钱的范、铸铜镜的范,但没有发现金属范。除了铸铁范,其他几种陶范之间有系统的差别吗?在配料方面,做一般铁器的范是怎样的?做钱的范是怎样的?假如镜范的配方是独特的,那就需要考虑它为什么用这样一个独特的配方?这是否与镜子的造型、花纹等相关? 总之,建议齐故城冶铸遗址考古和研究下一步的主要工作:首先要在城里面继续进行考古发掘,并做好年代测定的工作;其次要考虑到一些重要的原料可能是从齐故城以外的矿点来的;最后就是要把齐故城作为坐标中心点,考虑在整个齐国的范围之内,它的物料供应、产品原料的供应问题。 这是我的想法,谢谢各位! 中国社会科学院考古研究所袁靖研究员:“凡事预则立”,科技考古是从特殊的角度去探索传统考古学以往没有涉及的领域。图片 4袁靖研究员发言 我们这次会议的内容是多学科合作的研究成果,听了之后,有很大启发。这个项目从一开始白云翔所长就做了很好的设计,由科技中心的赵志军老师组织科技中心的团队参加。后来很多相关单位的研究人员也参与进来做研究。中期研讨会就已经出了这些好的研究成果,这是令人振奋的。下一步我们就需要在现有成果的基础上,思考怎样才能更加全面地进行研究。原来只是对齐故城冶铸遗址做研究,但是从今天的发言可以看到,也有和冶铸没有直接关系的研究内容,如植物考古、动物考古以及人骨研究等方面,其实它们与考古遗址的研究内容是交杂在一起,紧密相关的。在这个基础上怎样把各个领域的问题凝练得更好,怎样把技术路线设计得更加完善,这是需要我们思考的问题。 “凡事预则立”,我们只有把问题考虑地很全面,才能够做地更好。比如需要把采样的方法设计得更加全面一点,把采样的对象选择得更加准确,更能够反映要解决的问题。另外,廉海萍老师所讲的一些内容和崔剑锋、罗武干两位老师的研究结果并不吻合。还有白所提到的墨鱼骨问题,据他的推测,遗址中发现的墨鱼骨可能有两个用途,一个是止血。因为当时肯定没有手套,所以若是工匠们干活时手出血了,就可能用墨鱼骨止血;另一个用途,推测是把墨鱼骨磨成灰掺到陶范里面。关于后一种用途,吕鹏博士昨天在整理材料的时候,也提到了。我们要提出问题存在的可能性,然后才能在研究的过程中,对这些问题进行探讨。科技考古是从特殊的角度去探索传统考古学以往没有涉及的领域。秉承将今论古的原则,我们用现代自然科学方法去探讨过去,那么研究结果应该是一样的。假如有一个不一样的结果出现,我们就要思考怎样去完善我们的研究思路,这样才能把研究工作进一步顺利地开展下去,才能够发挥更好的效益,才能够提高科学性。也就是说多学科的合作,不是各个学科各干各的,最后把大家的成果汇总一下就可以了,而是应该得出一个综合性的跨学科的结果。 从某种意义上来说,考古学是一个跨学科的领域,考古学面对的材料涉及到各个领域,如何去解决这个问题?首先各个学科要做好自己的研究,同时要明白自己的研究在总体研究中的位置,所发挥的作用及能够解决的问题。最后把这些研究成果融合在一起,得出一个跨学科的成果。我们考古学的真正学术价值恰是在这个过程中体现出来的,这也是考古学与历史学的不同之处。最后非常感谢让我参加这次会议。(本文系录音整理,未经专家本人审校)

光洁平整的表面、繁复华美的背纹、高超的冶炼工艺……古代铜镜无疑是中国种类众多的出土文物中的精品。

5月10日,由中国社会科学院考古研究所临淄齐故城冶铸考古项目组和科技考古中心联合召开的“科技考古与手工业考古:临淄齐故城冶铸考古多学科合作研究中期讨论会”在北京举行,来自多家单位的80余位科研人员及特邀科技考古专家与会。会议由中国社会科学院考古研究所副所长白云翔主持,中国社会科学院考古研究所所长王巍致辞。此次对齐故城冶铸遗存的系统调查发现和确认冶铸遗址多处,年代大都在战国秦汉时期。
齐故城冶铸考古意在深化东周秦汉时期青铜冶铸业和铁器工业研究,推进手工业考古学科建设。会议期间,十余位科技考古学者分别作了学术报告,内容包括植物、动物、微痕分析和三维建模等十多个领域。
中国社会科学院考古研究所科技考古中心主任赵志军和山东大学教授陈雪香利用植物考古学中常用的浮选法,研究齐故城遗址灰坑出土遗物。他们共浮选出植物种子4万粒以上,其中植物种类多达99个(属或种),农作物种类11种,其中还首次在遗址中发现燕麦和芝麻。他们还发现葡萄、甜瓜等,这说明当时人们的食谱已很丰富。齐故城阚家寨冶铸作坊遗址出土大量镜范和其他类型的陶范,为研究其铸造工艺等相关问题提供了重要资料。上海博物馆研究员廉海萍的研究揭示了齐故城镜范的成分、制作工艺和流程。(来源:中国社会科学在线)

  青铜器冶铸技术的发展与传播,同矿产资源、社会形态均有关系。青铜时代的早期,我们更加关注技术的来源,需要了解中原地区与冶金技术更为先进的西北乃至中亚、西亚的关系;商周时期,由于中原地区金属资源的相对匮乏,探讨青铜器的生产组织方式与物料流通时,也绕不开中原与边疆这一话题。

铜镜;考古;冶炼;故城;战国

  1. 为何关注中原与边疆

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  我国冶铜技术是否为独立起源,目前还存在着一些争议。西方学术界一般认为冶金术在距今8000年前后出现在西亚地区,而自然铜的使用则可早至距今10000年。我国最早的一批铜器,集中出现在距今约4000年的西北地区,到龙山时代晚期,中原地区也出现了较多实例,大体符合自西北向东南的传播规律。

齐故城南商王庄出土的战国铜镜

  早期冶铜遗址的分布和冶铸遗物的研究,依赖田野调查与实验室分析。目前看来,早期冶铜遗址的年代不大可能早于公元前4000年。结合矿产资源分布情况,早期冶铜遗址的田野调查工作主要集中在四个区域,即河西走廊、大兴安岭南段、中条山和长江中下游地区。

光洁平整的表面、繁复华美的背纹、高超的冶炼工艺……古代铜镜无疑是中国种类众多的出土文物中的精品。其中,尤以秦汉时期的铜镜最为精美。2013年,考古人员在山东省淄博市临淄齐国故城内阚家寨村南一带发掘西汉时期的铜镜铸造作坊,这是世界上首次发现的古代铜镜铸造作坊遗址。这一遗址的出土,为我们“破译”2000年前尘封于地下的铜镜铸造的工艺密码,提供了一个难得的良机。

  陈建立老师介绍了近年来与合作者在河西走廊地区进行的多次矿冶遗址调查,发现了一系列早期冶铜遗址,其中选择张掖西城驿遗址进行了发掘,出土了大量冶炼遗物如炉渣,炉壁,矿石,石范,中空的鼓风管等。对炉渣共生木炭进行测年的结果为距今4000年前后,是目前我国最早的青铜冶铸一体的作坊。结合黑水河流域调查和铅同位素比值测定结果,这一区域开采的矿源应在北山附近。

近日,由中国社会科学院考古研究所临淄齐故城冶铸考古项目组和科技考古中心主办的“科技考古与手工业考古:临淄齐故城冶铸考古多学科合作研究中期讨论会”上,来自多所高校及研究机构、多学科领域的数十位专家汇聚一堂,从各自的学科背景出发,交流探讨秦汉铜镜,乃至战国秦汉时期青铜冶铸业和铁器工业的田野考古、科技考古研究成果。

  西城驿遗址出土了圆锥形的中空鼓风管,这种鼓风管与小双桥、殷墟、北窑、周原的大规模铸铜作坊的鼓风管十分相似。在吴城、台家寺等商代中晚期遗址中,在伏尔加河流域Kalinovka遗址中的炼铜工匠墓中也有发现这类器物。这些地点相距遥远,却有形制、功能十分相似的冶铸遗物,也许正反映了某种深刻的技术交流。

社科院考古所副所长、临淄齐故城冶铸考古项目组负责人白云翔对此次研究给出了很高的评价,他告诉记者,该项目是对考古学多学科合作研究的一次成功的案例,说明田野考古与科技考古、不同领域的科技考古合作是可能实现,且具有广阔前景的。

  近年西北地区有一些非常重要的考古发现,如陕北的石峁遗址,其中出土了作为饰物的铜齿轮形器。再向南,晋南的陶寺遗址也有非常类似的饰物,此外陶寺还出土了铜铃及容器的残片。从材质上看,有的是纯铜,有的是砷铜;从制作工艺上看,简单的平面范已经发展到相对复杂的带芯范,为二里头时期的块范法制作复杂容器奠定了基础。从边疆到中原,从饰物到容礼器,不同的地区铜器的功能有所差别。而中原地区块范法铸造技术的产生,正是中原与边疆地区互动的结果。冶铜术在中原地区的本土化,即青铜礼器的块范法铸造和青铜礼制的形成,推动了中华文明起源和早期发展,并迅速对周边地区产生了强烈影响:如礼制的传播,中原地区对周边地区铜资源的获取等。

多学科“牵手”解决考古问题

  不仅是早期冶铜技术,我国早期黄金制品也体现了中原与边疆的互动。我国最早的黄金制品,都出现在西北和北方草原地区,如新疆小河墓地,甘肃瓜州鹰窝树、玉门火烧沟,内蒙敖汉大甸子等地。北方的金器大多是人体装饰品,而在中原和南方,黄金更多地用于器物的表面,以至于部分金器直接铸造而成。从工艺的角度看,这种转变很有意思,反映了不同人群对材料不同的使用观念。

白云翔告诉记者,除在学术成果方面的意义外,该项目也是立足于田野考古,强化现代科技手段应用和多学科合作研究的一次有益尝试。

  更晚一点,我国出现了早期铁器,铁器的技术演进也存在这种规律。我国最早的铁器见于商代的平谷刘家河遗址及藁城台西遗址,材质均为陨铁。此后直至春秋早期,中原地区才开始出现人工冶铁制品。而在西北地区,近年发掘的甘肃临潭磨沟墓地出土了几件铁器,经检测为块炼铁,是人工冶铁制品,时代在公元前十四世纪。从块炼铁技术看,西北地区比中原要早很多,但中原地区很快就从块炼铁发展出生铁技术,如天马-曲村遗址出土的铁条,经检测为白口铁。在晋陕豫交界地带,也就是狭义的中原地区,陨铁、块炼铁与生铁技术共存,这三种技术代表人工冶铁的不同阶段,生铁在中原地区最先出现,与这里发达的青铜器铸造传统密不可分。生铁技术成熟后,由于适于大规模制作复杂器物,迅速应用于农业和战争,为秦汉时期的生产力大发展做出了重要贡献。

“多学科合作,首先强调的是田野考古和科技考古的结合。近年来,科技考古异军突起,取得了许多令人瞩目的成果。同时,科技考古必须以解决考古学问题为根本,必须在历史的时间、空间背景中,解读考古现象。”白云翔说,此外还应打破科技考古领域的划分,多角度、多方面地思考考古中发现的问题,并反思自己领域的研究方法,最终在矛盾和吸收中,探寻历史真相。

  由此看来,从公元前2000年到公元前后,从铜、铁到黄金,我国的冶金技术普遍和广义的西方有密切的联系。冶金术中西交流的浪潮大致有两次,第一次是公元前2000年前后,冶铜术及黄金制品传来,中原地区将这类金属饰物改造成了本土化的复杂器物,这一阶段可能还自西方传来了块炼铁技术。第二次是公元前1000年前后,镀锡技术自西向东传播,自战国中期开始,生铁技术自中原向周边传播,产生了比青铜器更广泛的影响。

据介绍,青铜冶铸和铁器工业是战国秦汉时期国家支柱性产业,技术复杂,包含内容丰富;而临淄齐故城是战国秦汉时期东方的工业大都市,其冶铸技术代表着当时的最高水平。“因此,有必要借助多学科合作方式进行研究。”白云翔说。

  2. 中原与边疆的互动:

拓展冶铸考古研究思路

  金属资源的流通与青铜器的生产组织方式

“这片遗址区是都城中的冶铸遗址,规模非常大,应该是官办作坊,文献记载也非常丰富,对研究古代冶金技术,特别是冶铁技术有重要意义。”长期从事冶金考古研究的北京科技大学冶金与材料史研究所所长潜伟告诉记者。

  中原的金属资源相对匮乏,无论是铜还是锡,都无法摆脱对边疆地区的依赖。春秋时期的金文中有“金道锡行”的记载,锡矿在我国的分布十分有限,目前针对古代锡资源的矿冶调查工作主要集中在大兴安岭南麓和赣北地区。关于铅矿,商代铜器多含有高放射性成因铅,金正耀先生据此认为商代铅料来自西南,这一争论还在继续。

通过采集矿石、炉渣、少量残铁器、耐火材料等样品,运用金相分析、扫描电镜能谱观察等科技手段,可以还原战国秦汉时的冶铁工艺。“例如,在第一地点发现大量迸溅出来的铁渣,可以推测出该作坊中冶铁时曾出现锻打方式。”潜伟告诉记者。

  由于资源分布的差异,各地区冶铸的生产方式也有显著区别。长江中下游及辽西诸多遗址的研究表明,这些地区的冶铜业是冶、铸一体的。而在中原,尤其是中条山地区则明显不同,以垣曲盆地为例,铸铜活动只在中心性的遗址中进行,大量冶炼遗址中很少有铸造活动,体现了政权对资源的控制倾向。

与会专家表示,对于冶铸考古而言,除应关注冶铸技术外,还需要更多关心环境、关心冶铸中的人。“齐故城冶铸遗址作为都城内的官办作坊群,各作坊间如何布局,作坊间有没有合作,是否涉及管理,原料产品有无流通,这些问题均可以加深我们对于齐故城冶铸技术的理解,而这些问题往往需要与其他领域学者共同合作研究。”潜伟说。

  探究金属资源流通与铜器生产方式的一种可行办法,就是针对特定的交通路线,在通道上选择重要的节点,对出土的铜器群进行分析研究。中原通往长江中下游铜矿带的道路主要有三条,经淮河流域通往皖南,经信阳、武汉通往鄂东南,以及南襄盆地与随枣走廊。在这些通路沿线,陈建立老师近年做了大量工作,如在郧县李营遗址,发现了二里头时期的熔铜坩埚,从出土的炉渣中推断这里配制过锡青铜。在豫南地区,正阳闰楼、罗山天湖等青铜器群为认识殷墟时期的铜料来源,提供了线索。在鄂北地区,随州羊子山、叶家山等器群反映出西周早期中原政权对铜器与铜料的高度控制。叶家山M28、M111两座曾侯墓,都出有两件铜锭,是铜料流通最直接的证据。这些铜锭和礼容器放在一起,地位十分崇高。铅同位素比值反映铜锭与随葬铜器的来源不同,很可能并不是用来制器。

多学科成果相互印证

  西周早期,从琉璃河到周原,广大区域的铅料来源具有非常高的共性,反映生产组织方式很可能是高度统一的。通过与地质调查数据比对,豫西地区是其中部分青铜器中铅料的产源,这一地区的矿冶调查工作亟待展开。从田野到实验室,再从实验室回到田野,希望冶金考古的研究成果,能够为矿冶遗址的调查指明方向。

来自上海博物馆的研究员廉海萍长期致力于铜镜镜范研究,她告诉记者:“通过分析检测可知,齐故城的镜范制作工艺非常复杂,镜范可能是分层制作的,因为紧贴铜镜的面层泥质比背层更加细腻,可能是先在贴近铜镜处夯制细腻的面层,再在面层上夯制背层,然后再一起烧制,进而保证青铜镜表面具有更高的光洁度和尽可能少的铸造缺陷,体现了青铜镜冶铸的高超技艺。”此外,通过分析可知,镜范中添加了稻壳灰。她告诉记者,可以推测,添加稻壳灰能够改变镜范的物理性能,使材质更轻、具有一定的排气性。

  3. 如何利用科技分析数据,

廉海萍告诉记者,通过研究,现已初步揭示铜镜镜范制作的流程:首先制作铜镜的泥模,在泥模上分层制作背范和面范,然后焙烧镜范,在镜范型腔面涂上分型剂,最后就可以浇注铜液了。廉海萍说,接下来,她的团队会进行制作铜镜的模拟实验,最大限度的验证、还原铜镜的制作过程。

  进行青铜冶铸的综合研究

除廉海萍外,参加此次项目研究的北京大学、中国科学院大学的学者也做了许多关于镜范的研究。白云翔告诉记者,此次专门设计将一块样品分成几份,给不同的研究单位进行检验。

  冶金考古的工作流程是通过田野调查和发掘获取冶铸遗物,在实验室分析样品,从炉渣、炉壁等遗物中获取冶炼,冶炼技术的信息,从而观察古人的冶炼行为,推断技术面貌背后的文化信息。如此看来,科技分析应该针对冶铸活动的各个环节,其中就包括模拟实验的相关研究。

“我们得出很多相同的结论,例如镜范中添加了稻壳灰成分,对彼此的结果相互印证;当然也存在分歧,例如镜范的烧制温度。在接下来的研究中,我们都会更加关注出现分歧的地方。”廉海萍说。

  今年暑期,我院在北京房山进行了冶金实验考古工作,根据已有的考古资料和研究,尽可能地复原古代生产流程,在模拟实验结束后,对废弃的冶铸遗物和环境样品进行取样分析,以观察冶炼行为对环境的影响,取得了很多新的认识。近期在阜南台家寺遗址发现了疑似的冶铸遗物,通过现场地球化学分析与取样检测,发现这处灰坑确实与青铜冶铸活动有关。这些结果反馈给田野中的考古工作者,为后续发掘提供了重要参考。

动植物考古高调“加盟”

  近年来,冶金考古研究进展很快,积累了大量数据。对已有的数据,如何找到好的统计方法进行解读,是研究者当下的重要任务。从建立分析标准,到汇总资料形成数据库,再到探索适当的作图方法,以呈现更直观的结果,其中意义自不待言。在大数据的时代,很多研究已经同传统的实验室工作颇为不同,需要我们开动脑筋,不断学习探索。

在这次冶铸考古多学科合作中,植物考古、动物考古、人骨研究的参与,引起了学者们的关注和热议。社科院考古所研究员、植物考古专家赵志军告诉记者,乍一看来,植物考古与冶铸考古是“井水不犯河水”,然而,就此次考古研究而言,植物考古能解决冶铸考古许多问题。

“过去植物考古往往集中于没有文献记载的史前时期,即1万年前至商周时期。然而,在文献记载较为丰富的秦汉时期,记载往往集中于达官显贵,几乎没有关注普通百姓、工匠生活方式的文献,有待植物考古去填补空白。而对于工匠生活方式的探讨,能够揭示隐藏在背后的社会制度的问题。”赵志军说。

例如,在齐故城发掘的灰坑里发现99类植物种属的种子,包括农作物11种,其中以谷物最多,表明当时的居民的食物中以小米为主;另外,包括小麦、大麦、水稻、大豆等,还首次发现燕麦和芝麻,并发现了葡萄、甜瓜等瓜果。可见当时人们的食谱是非常丰富的。如此丰富的农作物品种是当地种植的,还是通过贸易交换而来?早期遗址中发现的水稻较多,而晚期发现的小麦较多,是因气候变化导致的农业种植的变化,还是所在作坊的工匠来源发生变化(如果是短期雇工,他们有可能自己携带口粮)?

“当然,其中也有一定的不确定性,毕竟,灰坑中发现的4万粒种子,其实只是人们因为各种原因遗弃的、极小一部分粮食,要想得到准确的结论,还需要更多的证据。” 赵志军告诉记者。

赵志军的研究得到了许多研究镜范的学者的关注,因为他发现,在齐故城中水稻种植量不大,是否与镜范中含有的稻壳灰矛盾?赵志军认为,制作镜范时所需的稻壳数量其实并不大,跟农作物的种植结构并不构成绝对联系。

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