酒泉早期的青铜冶炼和铸造技术

2015-12-24刘生平

丝绸之路 2015年6期

关键词：铜器酒泉青铜

刘生平

（甘肃省社会科学院酒泉分院，甘肃酒泉735000）

酒泉早期的青铜冶炼和铸造技术

刘生平

（甘肃省社会科学院酒泉分院，甘肃酒泉735000）

酒泉早期铜器冶炼遗迹较多，出土的早期铜器数量多、器型独特、铸造工艺先进，呈现较高的青铜冶铸水平，对研究中国早期铜器的特点和铸造技术有重要价值。

酒泉；青铜器；铸造技术

青铜器的使用是文明时代开始的重要标志之一。中国古代青铜器分别起源于西北地区和中原地区，青铜时代开始于公元前2000年前后。①甘青地区是我国青铜冶铸的起源地，也是中国早期铜器发现最多的一个地区。而这些地区有色金属矿藏丰富，高度发达的制陶业又培育出了创造高温的手段和能力，这是青铜冶铸较早兴起的物质和技术条件。甘青地区早期铜器广泛发现于马家窑文化的马家窑类型、马厂类型、齐家文化和四坝文化中。其中，马家窑文化有1个遗址有早期铜器出土，马厂文化有3个遗址，齐家文化有15个，四坝文化有7个，在这26个遗址中共出土各种铜制品超过400件。②甘肃东乡县林家遗址发现一件马家窑类型的青铜刀，长12.5厘米，锡青铜合范铸制，短柄长刃，柄部有明显的嵌装木柄的痕迹，年代为公元前2900至公元前2740年，这是目前所见年代最早的青铜铸造品。③甘青地区共发现马厂文化的铜器3件,其中一件是永登蒋家坪发现的青铜刀,另两件是酒泉市肃州区照壁滩和高苜蓿地发现的红铜锥和红铜块，年代为公元前2200年前后。④酒泉发现的两件铜器经检测分析均为红铜,分别使用了热锻（局部经冷加工）和锻造技术。⑤这些发现表明，早在公元前2200年前后，酒泉已经有了较为成熟的金属冶炼技术。

一、酒泉早期的铜器冶炼遗迹

在远古时代，酒泉山川秀丽，矿藏丰富，铜矿是先民们最先发现的宝藏。1987年第二次全国文物普查时，考古人员在距金塔县城东北约40公里的戈壁沙漠中发现了一处冶铜遗址，定名为“火石梁遗址”。火石梁遗址东西长350米，南北宽270米，面积约9.5万平方米。文化堆积厚0.5～2.5米。地表散见大量夹砂红陶片、彩陶片及少量细泥红陶片、石器残片和细石器、残铜块、小铜珠颗粒、铜渣、铜矿石、绿松石和骨珠等，遗址东北部有直径约30米的碳烧结块富集区，发现大量的碳结块、孔雀石和碎铜块，并采集有类似冶炼工具的两把石勺。⑥这些文物证明，火石梁是一处青铜器时代的陶器烧制作坊和青铜器冶炼场遗址，属四坝文化类型，距今约3900年。在第二次全国文物普查中，金塔县还在距火石梁遗址以东约7公里处的缸缸洼发现了另外一处冶铜遗址。该遗址南北长600米，东西宽560米。地表密布夹砂红陶片、彩陶片和破碎的石器，东部风蚀台上有冶铜遗址，地表有大量铜矿石、碎铜块和炭釉结块。1987年以来，金塔县博物馆在缸缸洼遗址发掘和采集到石刀、石斧、石纺轮等石器300多件，陶罐等陶器22件，还有2串骨珠。这些物证表明，缸缸洼是一处烧制陶器和冶炼铜器场所。另外在第三次文物普查时，又在该县北山发现古铜矿遗址，距县城约90公里，因此处附近现有一处被当地人称为“白堂”的铜矿，该遗址被定名为“白山堂古铜矿遗址”。古铜矿南北长382米，东西宽185米。在遗址中心位置遗存有原始矿井一处，南北长19.7米，东西宽9.1米，深4.8米，矿井壁面有原始工具凿挖痕迹。甘肃省文物考古研究所及中科院的专家实地考察后指出，该遗址属青铜器时代的四坝文化类型。前有冶炼遗址，后有铜矿遗址，专家分析认为，火石梁遗址和缸缸洼遗址的铜矿冶炼原料就来源于白山堂古铜矿。2007年6月，甘肃省文物考古研究所、中国社会科学院考究所等在玉门市柳湖乡小康村四组北500米处的骟马文化古董滩城址发掘时，发现许多铜矿石、炭渣和少量铜炼渣，并采集到一件炼铜坩锅残片，分析为一处冶铜作坊。另外，在酒泉沿祁连山北麓一线蕴藏丰富的有色金属矿藏，已发现硫砷铜矿、砷黝铜矿和其他一些含砷铜矿。

以上这些重大发现相互印证，不仅进一步表明酒泉先民在距今3900年至3600年前就已经掌握了先进的冶铜技术，而且说明酒泉出土的早期铜器就是在酒泉本地冶炼的。

二、酒泉早期铜器的重要发现

截止目前，酒泉境内发现的最早的铜器，是1987年在酒泉市肃州区丰乐乡大庄八队西侧的照壁滩遗址出土的一件铜锥和高苜蓿地遗址出土的铸造红铜块，为马厂文化的遗物。此后，四坝文化的铜器在酒泉发现数量最多，种类也最全。1976年，甘肃省博物馆文物工作队在玉门市清泉乡火烧沟遗址进行发掘，清理墓葬312座。其中，随葬铜器的墓就有106座；1990年进行了第二次发掘，在17座墓葬中有4座出土铜器。两次发掘出土铜器总数在200件以上，种类包括镞、刀、匕、斧、锥、凿、镢、泡、管、钏、钿丝、耳环、鼻饮、圆形铜饰、令牌头等。⑦1986年9月，北京大学考古学系与甘肃省文物考古研究所在河西走廊进行考古调查，在瓜州县鹰窝树遗址清理四坝文化墓葬3座，获铜器7件，另在地表采集铜器或残件8件，⑧共计15件，有生产工具、兵器、生活用具和装饰品。1987年5月，甘肃省文物考古研究所与北京大学考古学系联合对干骨崖墓地进行发掘。清理墓葬107座，出土铜器共48件，包括生产工具、兵器、生活用具和装饰品。⑨生产工具有锥、刀、斧、镞，生活用具有镜形饰、泡、扣，装饰品有耳环、指环、联珠饰等。⑩除此之外，酒泉境内属于四坝文化的另外几个遗址也发现了部分铜器。如金塔缸缸洼遗址出土碎铜块，金塔二道梁遗址发现锈铜块，玉门大墩湾遗址地表遗留有碎铜渣，玉门砂锅梁遗址出土有铜器。⑪酒泉境内晚于四坝文化的骟马文化也有大量铜器出土，现藏于玉门市博物馆属骟马文化的铜器就有21件，如铜锤戈、铜牌饰、铜镜、铜扣饰、铜铃、螺旋状管饰等。1986年9月，河西史前考古调查队在瓜州兔葫芦墓地出土铜器5件，瓜州县博物馆收藏的兔葫芦遗址铜器16件，⑫共21件，有刀、镞、凿、耳环、戒指、扣、饰等。总体来看，酒泉境内发现的早期铜器超过300件，是中国西部出土铜器最多的地区之一。

酒泉早期铜器出土情况统计表

三、酒泉早期铜器的种类和特征

酒泉早期青铜器按其种类和功能大致分为工具、武器和装饰品几大类。

（一）工具类

工具类分为刀、削、锥、斧、凿、镰等。

刀，分两类，一类为直柄，另一类为环首直柄。两类刀的刃部形态变化较多，分为弧背直刃刀、凹背弧刃刀、弧背凹刃刀等。刀均比较大，一般长10厘米以上，最长者超过20厘米。如酒泉干骨崖出土的一把环首直柄刀为弧刃，柄较长，弧曲背，刀尖略微向上翘起，弧形刃较短，尾端有圆角近方形环首，柄一面平整，一面中间铸一道凹槽。

削，一种体形略小的有刃工具。形状为直柄，凹背弧刃，刃部较短。火烧沟出土的削为扁长条状，后端似有残缺，前锋呈舌形，直背直刃，背部稍厚，双面刃。残长8.4厘米、宽1.8厘米、背厚0.35厘米。

锥，形体比较小，长6～7厘米左右。作圆锥状，前段为使用的尖锋，后段横截面为圆角四棱形。酒泉丰乐照壁滩遗址出土的马厂文化铜锥为长条棍状，前半截断面圆形，后半截断面近扁方形。在干骨崖遗址发现的铜锥为长条锥状，前半段较长，横断面圆形，直径稍大于后半段，后半横断面圆角方形，插入7～8厘米长骨柄或木柄内，估计当时有相当一部分锥装有木柄或骨柄。

有銎斧，形状近长方形，刃部较直，横截面略呈凸弧状。在干骨崖遗址发现的铜斧顶部背面有一椭圆形贯通式銎。近圆角长方形，顶部有一椭圆形半銎孔，上下贯通，正面刃部的横切面呈圆弧形，纵切面近圆锥形，弧形刃，两侧保留明显的铸缝痕，銎孔内下端有一狭窄台面。

镰，弧背，刃部内凹，后部有较长的直柄，柄部一面中间铸一道凹槽，另一面平整。

凿，仅瓜州兔葫芦遗址发现一件，平面圆锥形，剖面扁条状，前端为凿刃，后端残缺。

（二）武器类

武器类主要有矛、匕首、镞和铜锤戈。其中，矛和匕首仅见于火烧沟墓地。其铜匕柄端弯曲成钩状，是经过热锻和冷加工处理的。

镞，在火烧沟和干骨崖遗址、瓜州鹰窝树遗址、兔葫芦遗址都有发现，最为流行的是一种双翼有銎镞，前端锋刃作三角形、柳叶形或矛头状，尾翼下端往往有尖锋，有的左右不很对称，中部起脊，尾端出铤，铤孔一般为圆形，也有的略呈椭圆形。干骨崖一镞造型较特殊，有銎孔，一侧起倒钩。另一镞平面近圆锥状，横断面近菱形，前锋锐利，中央有一道纵向贯通的脊，左侧尾翼出锋钩，斜伸向外，下端有短圆形銎。干骨崖一铜镞銎孔中还残留部分木箭杆。在火烧沟墓地曾采集到一件砂岩质地的双连镞石范，范上镞的形状与出土器物相同，此范具有硬度适中、耐火度高的特点，适宜在其上刻制铸型并能多次使用。此石范的范面留有使用过的痕迹，这表明像铜镞这种消耗性很大的远程射杀武器已能在当地生产铸造。铜镞无论用于狩猎还是战争，它都是一种高消耗性的武器，一旦射出就很难再回收。所以，没有高度发展的青铜铸造业是供应不上的。正如范文澜先生所说：“金属原料，只有到了最便宜时，才能用作箭镞。”欧洲在青铜器时代，大部分箭头仍是用骨或石制成的，很少发现青铜镞，而火烧沟遗址出土了铜箭镞石范，也是迄今为止我国最早的铸箭镞石范，这也证明酒泉四坝文化中晚期铜器的冶铸技术已经达到了一个较高的水平。

铜锤戈，仅1件，为骟马文化遗存，厚重，援部呈长条形，剖面作六棱状，中央起有凸脊，前宽后窄，由前向后贯穿全器。援的前端刃部圆钝，尾端内部作尖锥状，尖锋部位钝厚。援后是上下突起的銎，銎孔椭圆形，外侧周边突起。

（三）装饰品

装饰品种类有耳环、指环、扣、泡、圆牌饰、连珠饰等。

耳环，有四种类型。第一种是将断面圆形的铜丝弯成桃形，再将两端砸扁，相互连接或重叠交错。干骨崖出土的一耳环是将铜丝弯曲锻打制成，断面圆形。两端锻打砸扁展宽，断面呈扁片状，耳环整体近桃形，下部两端合拢。在火烧沟等遗址中还发现有这种形状的金耳环和银耳环，可见其相当流行。第二种是将铜丝弯曲作D形，一端较细呈圆柱状，另一端砸扁展宽，再将两端交错重叠。第三种是一端作喇叭口形，另一端为圆锥状，弯曲成尖椭圆形，两端略有间隙。指环将较细的铜丝连续缠绕成螺旋状，一般达三圈以上。第四种是整体呈上圆下尖的水滴形，两端相连接处被砸扁展宽。

指环，是将铜丝缠绕数圈成螺旋状，一端尖锥形。手镯状若耳环中的第一种，但个体较大，铜丝较粗，横断面圆形，整体弯卷呈椭圆形。最大直径7厘米。

扣饰，一般为蘑菇形，直径1～2厘米，也有的更小。正面鼓凸，背面内凹，有桥形纽，纽孔很小。

泡，分大小两种。小者为圆形，近乎扁平状，背部无纽，外缘一般有小孔。大者直径5～6厘米。圆形，正面微凸，背部有桥形小纽。大者也可作为小铜镜。火烧沟铜泡平面圆形，断面半圆形，凸面素雅无纹，凹面中央置半月形钮，有一穿孔。

连珠形饰，有六连珠和三连珠。六连珠较小，整体长方形，两珠一排，共三排相连，两排之间有孔。干骨崖联珠饰系两组三连珠的结合。整体圆角长方形，底面平整，顶面为六个相连突起的圆珠，中间有二孔。

铜牌饰，片状，前半部似兵器中之戚，略呈亚腰之长条状。一侧素面，另一侧铸有花纹图案。此器后端（顶部）为一雄鹰展翅的造型，下部表面铸短条和“V”字形纹，似象征雄鹰的羽翼。表面铸突起的“V”字和横条，图案可分为五部分，每个部分都向内凹，分别铸出为数不等的凸起小圆饼。牌子上下两侧有四枚圆形小孔。穿孔末端的夹角近45度，端面圆钝，不可能作为有刃器具使用。周边有小孔和薄片的特征，很像是镶嵌在什么对象上的饰物，其用途待考。

（四）生活品

生活品仅见骟马文化的铜镜1件。圆形，剖面一面弧形凸起，另一面略内凹。凸面铸桥形纽（残），上有一穿。直径约7.2厘米、钮长2.65厘米、宽0.35厘米、高约1.1厘米、厚0.3厘米。齐家文化的尕马台25号墓中曾出土一件七角星几何纹图案的铜镜，是目前已知我国最早的铜镜实物。骟马文化的铜镜是否与齐家文化的铜镜有某种联系，还有待进一步研究。

火烧沟遗址发现的四羊首权杖头，应是表明部落首领权力的特殊器物。该器制作精巧，外形极似一细颈的小壶，中空。高8厘米、口径2.8厘米、腹径5厘米、底径2.4厘米。在器物下端位置饰四道凹弦纹，銎孔内残存一段木柄；在腹中部偏下对称地铸有4个盘角的羊头，双角下弯，形象生动。在杖首内部空腔内，对应于4羊头的部位有突出内表面的凸起，表明羊头与杖首是分铸的。即羊首用复合模具分铸，然后镶嵌于杖饰主体而成。这是目前所知我国最早的青铜镶嵌铸品，成为四坝文化铸铜工艺技术水准的代表作。

以上酒泉出土的铜器也说明，早在公元前2200年前后，酒泉先民已经掌握了青铜的冶炼和铸造、锻造技术。青铜器的制造和发明，是人类历史上划时代的创举，它直接导致生产工具和武器的历史性飞跃，把人类由蛮荒时代推向文明时代。

四、酒泉早期铜器的金属结构

关于酒泉早期铜器的金属结构，北京科技大学冶金及材料研究所冶金史学专家先后进行过三次检测分析研究。第一次是1981年，检验了火烧沟45件样品，分析研究的结果发表在了《中国早期铜器的初步研究》中；⑬第二次是在1997年，这次除对火烧沟出土的65件铜器进行定性分析外，还对肃州区丰乐高苜蓿地和照壁滩出土的属于马厂类型铜块和铜锥、肃州区干骨崖出土的四坝文化的46件铜器和瓜州鹰窝树发现的7件铜器作了检测，其成果发表在《甘肃早期铜器的发现与冶炼、制造技术的研究》一文中。⑭第三次是在进入21世纪之后，这次检测的样品全部来自火烧沟，总共35件，研究结果在《火烧沟四坝文化铜器成分分析及制作技术的研究》中发表。⑮至此，酒泉出土的早期铜器已经有将近一半被进行过成分的检测，其中一部分还进行了制作工艺的分析。

检测结果显示，肃州区丰乐高苜蓿地和照壁滩出土的属于马厂类型铜块和铜锥，均为红铜，其中铜块是铸造而成，铜锥是热锻成型后局部再经冷加工而成。火烧沟铜器经定性分析的65件，结果表明红铜器和青铜器的比例各约50%。青铜器中锡青铜较铅青铜的数目多,铅锡青铜数目最少，仅6件。用青铜做装饰品的比例大于工具，装饰品中60%由青铜制作，而工具的青铜比例只有40%；经光谱分析是否含砷的29件铜器中仅5件含少量砷，后来他们又再次对这里的37件样品进行检测，发现有13件铜器的含砷量均超过了2%。说明火烧沟铜器以红铜为主，砷铜、锡青铜比例有所增加，四羊首权杖头还采用了复杂的分铸镶嵌技术。酒泉干骨崖遗址出土48件铜器，46件经鉴定，其中10件为砷铜，22件为锡青铜，5件为锡砷青铜，其余为其他，其砷铜的含砷量在2%～6%的范围内，铜锡合金的含锡量多为2%～10%；对30件器物进行金相检验的结果表明，热锻成型和铸造的铜器在数量上相当，2件工具和1件镞在铸造成形后又进行过冷加工。瓜州鹰窝树发现的7件铜器，经检验全部为锡青铜，其中4件金相检验，3件为铸造，1件为热锻。至此，可以看出酒泉冶铜业已经完成了从红铜时代向青铜时代的转变。骟马文化的铜器虽未检测分析，但可以看到制作工艺有了进一步提高，不仅采用了铸造技术，还使用了较为复杂的合范铸造工艺。

五、对酒泉早期铜器的几点认识

通过以上的分析，可以得出以下几个初步的认识或结论：第一，酒泉发现的早期铜器不仅数量多，而且种类多样。第二，酒泉早期铜器中，除了小件铜工具和装饰品之外，还有四羊首权杖头这种铸造精美的较大的铜器。第三，酒泉出土早期铜器的一个显著特点是，铜器都有一部分含有一定量的砷，从而有别于中原地区出土的早期铜器。第四，酒泉的早期铜器，红铜、青铜等多种铜质并存，这也是中国早期铜器的一个共同特点，火烧沟铜器还存在红铜多用于制造工具、而装饰品多用青铜制作的现象。第五，铸造和热锻、冷加工工艺同时使用，而铸造工艺已发展到一个比较成熟的阶段，成为铜器制作的主要工艺。火烧沟遗址中，红铜器和青铜器的比例大致相当，晚于火烧沟的干骨崖遗址所出铜器主要是铜锡、铜砷合金，而稍晚干骨崖遗址的瓜州鹰窝树遗址出土铜器全部为铜锡合金制品。第六，在青铜器的制作工艺上，除小件工具仍然使用锻打外，已使用了范铸，形制复杂的铜器还使用复合模具分铸，然后镶嵌的工艺。火烧沟出土的四羊首权杖头可能预示着这一时期某些铜器已经开始成为身份和地位的象征。第七，酒泉的冶铜业比齐家文化的发展水平更高，铜器已广泛存在于生产、生活、军事及装饰领域，青铜制作已经程序化、规模化，虽然仍未达到制作和使用青铜容器的高度，但无疑已进入青铜时代。

［注释］

①白云翔:《中国的早期铜器与青铜器的起源》，《东南文化》，2002年第7期，第25页。

②徐建炜：《甘青地区新获早期铜器及冶铜遗物的分析研究》，北京科技大学2009年硕士论文。

③甘肃省博物馆：《甘肃省文物考古工作三十年》，见《文物考古工作三十年》，文物出版社1979年版，第142页。

④李水城：《酒泉县丰乐乡照壁滩遗址和高苜蓿地遗址》，见《中国考古学年鉴》（1987），文物出版社1988年版。

⑤⑧甘肃省文物考古研究所、北京大学考古文博学院：《河西走廊史前考古调查报告》，文物出版社2011年版。

⑥⑪杨永生主编：《酒泉文物》，甘肃文化出版社2012年版，第18～21页。

⑦甘肃省博物馆：《甘肃省文物考古工作三十年》，见《文物考古工作三十年》，文物出版社1979年版。

⑨李水城、水涛：《酒泉干骨崖墓地》，见《中国考古学年鉴》（1987），文物出版社1988年版。

⑩北京大学考古文博学院、甘肃省文物考古研究所：《甘肃酒泉干骨崖墓地的发掘与收获》，《考古学报》，2012年第3期，第362页。

⑫李水城、水涛、王辉：《河西走廊史前考古调查报告》，《考古学报》，2012年第2期；甘肃省文物考古研究所、北京大学考古文博学院：《河西走廊史前考古调查报告》，文物出版社2011年版，第345页。

⑬北京钢铁学院冶金史组：《中国早期铜器的初步研究》，《考古学报》，1981年第3期，第287～302页。