史前白灰面初步研究

2017-08-02裴学松

文物春秋 2017年3期

裴学松

【关键词】史前；白灰面；化学成分；涂抹位置；底部处理方式；功能

【摘要】自仰韶时代开始，遗址中的房址、窖穴等遗迹上常见涂抹一层白色石灰状物质，梁思永先生称之为“白灰面”。根据考古资料，将史前白灰面房址从仰韶早期至二里头时期的发展历程分为五个阶段：第一阶段为白灰面的诞生期，第二、三阶段为发展传播期，第四阶段为繁荣期，第五阶段为中心转移期。居住面、墙壁是白灰面涂抹比例最高的两个位置，而这与遗存的保存状况密切相关。在涂抹白灰面前，史前先民往往会先在其底部施加一层草拌泥或垫土，从而加强防潮等性能，另外白灰面还有坚固、美观、修补粘合等功能。

1931年，梁思永先生在安阳后冈遗址发现几片白灰涂抹而成的圆形平面，后来在《后冈发掘小记》中提到首次发现并命名“白灰面”的情况：“ 白灰面这种建筑的遗留，在发掘后冈以前还没有见过，是一种新发现。它的名称固然不知道，就是用途也因为遗留的残破情形不能确定，所以不得已临时采用了白灰面这蠢笨的形容名称。”[1]从此，白灰面的名称被考古界沿用下来。作为史前时期就已出现的建筑材料，白灰面在建筑史上有着重要的地位，对其进行全面系统的研究就显得很有必要。

一、白灰面出土情况

根据现有资料，白灰面主要发现于房址等建筑遗存。迄今发现最早的白灰面房址是仰韶时代早期的山西芮城东庄村遗址F201，其居住面周边残存一层薄薄的白灰[2]。

到了仰韶时代中期，晋南的垣曲小赵遗址继续有白灰面房址的发现[3]，豫西与关中地区也开始出现白灰面房址，并且传播至汉水上游地区。河南洛阳王湾一期F1、F14两座房址居住面均使用石灰质物质[4]，渑池班村遗址所出白灰面经检测为石灰[5]。关中地区白灰面房址最早出现在白水下河遗址，共发现三座[6]。白灰面在汉水流域的使用可早至湖北枣阳雕龙碑遗址二期，该遗址三期所出白灰面经检测为石灰，二期白灰面与三期一样光滑细腻无杂质，应属于同一种物质[7]。

仰韶时代晚期，白灰面使用范围更加广泛。西北地区此时出现白灰面房址，典型遗址有甘肃的秦安大地湾[8]和宁县阳■[9]等。黄土高原北部在仰韶晚期也存在白灰面抹饰房屋的现象，如陕西靖边五庄果墚遗址AF2居住面有厚0.5～1厘米的白灰面[10]。此时汉水流域的屈家岭文化延续了白灰面的使用，但主要集中在汉水上游。湖南澧县城头山城址的墙基由土块、河卵石、白灰夯筑而成[11]，证明此时长江以南地区也存在白灰面的使用。大汶口文化晚期，皖北地区的房址中开始使用白灰面，典型遗址有蒙城尉迟寺[12]。

到了龙山时代，在北到内蒙古中南部、南至长江中游、西到甘青、东达鲁西的广大范围内都有白灰面的出现。其中黄河中游地区尤其盛行，各省份都发现大量的白灰面房址，成为一种普遍且具有一定代表性的现象。黄河下游的鲁西、鲁西南地区在龙山文化时开始流行白灰面，如茌平教场铺[13]、泗水尹家城[14]等遗址，而沿海地区发现较少，涂抹白灰面的技术明显从西部传播而来。

二里头文化时期，中原地区白灰面的使用趋于减少，但是西北齐家文化异常流行使用白灰面，基本上出土的房址都以白灰面涂抹居住面与墙壁。青海民和喇家遗址经勘探发现密集的白灰面房址[15]，甘肃天水师赵村与西山坪两处遗址就出土26座齐家文化白灰面房址[16]。此时东北地区的夏家店下层文化也常见白灰面房屋，如辽宁建平水泉F25居住面为草拌泥与白灰面涂抹而成[17]，北票丰下遗址F4、F12的居住面和墙壁用白灰涂抹[18]。内蒙古中南部在龙山时代盛行使用白灰面，到了朱开沟文化仍有少量遗留，朱开沟遗址仅出土14座白灰面房址[19]。海岱地区的岳石文化也存在白灰面房址，山东长岛大口遗址就出有居住面和墙壁涂抹白灰面的房址[20]。

本文对全国各地区出土史前白灰面房址的数量进行了统计（表一）。将二里头文化时期放在史前进行讨论，一是因为目前公认的真正意义上的文字开始于商代的甲骨文，本文的史前特指文字出现以前；二是为了完整地说明史前白灰面房址的分布趋向。

根据出土情况，白灰面房址的分布范围随着时代的发展呈现以中原为中心不断向周边地区扩散的现象（图一）。笔者将这一扩散过程分为五个阶段：第一阶段为仰韶早期，为白灰面诞生期，迄今仅发现山西芮城东庄村F201一处。目前虽无法确定具体地点，但白灰面诞生于中原地区无疑。第二阶段为仰韶中期的初步传播期，白灰面在中原地区扩散开来，并且传播至汉水上游地区。第三阶段为仰韶晚期的快速传播期，白灰面传播到西北、皖北、黄土高原北端以及长江中游地区。第四阶段为龙山时代的繁荣期，在北到内蒙古中南部、南至长江中游、西到甘青、东达鲁西的广大范围内都有白灰面房址的分布。此时白灰面的分布范围与使用数量达到了鼎盛期，而推动其不断向外扩散的动力无疑是白灰面极佳的坚固美观、防潮防虫等性能。第五阶段为二里头文化时期，中原地区白灰面的使用趋于减少，分布的中心转移至齐家文化分布的西北地区，此阶段可称为白灰面的中心转移期。这一时期周边偏远地区的白灰面使用情况明显多于中原地区，中原地区白灰面的减少可能与当时土木结构建筑的发展有关。

除了白灰面房址外，中原地区在龙山时代还盛行在窖穴的底部、四壁涂抹白灰面。洛阳王湾遗址三期灰坑往往以白灰面抹底[4]，安阳后冈遗址发现12座涂抹白灰面的窖穴[21]，新安马河[22]、汤阴白营[23]等遗址也存在窖穴内涂抹白灰面的现象。偃师灰嘴遗址二里头文化时期还发现涂抹白灰面的井台[24]。

白灰面除了出现在房址、窖穴等遗迹上，还会涂抹在器物上。陕西旬邑下魏洛遗址Y2中曾出土下腹部涂抹厚0.3厘米白灰面的灰陶器肩腹残片[25]，2016年山西兴县碧村遗址灰坑内出土的蛋形瓮残片的腹部与足部也抹有约0.3厘米厚的白灰面（资料待刊）。

二、白灰面检测研究

关于石灰的记载最早出现在《周礼·秋官·司寇》：“赤■氏掌除墙屋，以蜃炭攻之，以灰洒毒之，凡隙屋除其狸虫。”此记载说明战国时已有利用石灰驱虫的官职。从颜色、质地与用途等方面看，白灰面与石灰都颇为相似。当今建筑中所用石灰为熟石灰，是由石灰岩烧制成生石灰，再加水反应得到熟石灰，其中最关键的一步就是要经过烧制。西晋张华所编《博物志》记载了用石灰岩烧制石灰的方法：“烧白石作白灰，即讫，积著地，经日俱冷，遇雨及水浇，即便燃，烟焰起。”其中所载石灰制作流程与现在完全相同。《博物志》是一本记载异境奇物、神仙方术的书籍，作者将石灰的制作流程记载其中，可见当時知道石灰制作原理者尚少。

迄今发现最早的石灰窑出现在庙底沟二期。2004年，陕西旬邑下魏洛遗址出土四座石灰窑，其火塘、操作间与窑室内残存大量石灰及烧过的石块[25]。四座石灰窑的形制表现出成熟的技术水平，完全不是石灰窑的萌芽阶段，可见此前已经历了较长时间的发展，石灰窑的出现可能远在庙底沟二期之前。

上世纪50年代，胡继高先生在郑州龙山时期灰坑、商代建筑遗址以及破裂的大口尊上发现了白灰的使用，随后他用遗址周围的料礓石（黄土中的钙质结核）模拟实验得出白灰面由料礓石磨成粉末加水调制而成的结论[26]。赵全嘏先生通过化学实验发现河南郏县太朴村、郑州紫荆山北遗址出土的白灰面主要成分均为碳酸钙，并据此推断新石器时代和商代的白灰面可能为料礓石加工而成[27]。

上世纪80年代，仇士华先生对山西夏县东下冯、河南安阳后冈等遗址出土的白灰面进行了14C测定，得出了此白灰面由人工烧制石灰制成的新结论[28]。其原理为：天然石灰岩形成于久远的地质年代，内部14C已衰变殆尽，人工材料制成的白灰面吸收了制作时期的14C，其内部含量依然可以被测定。

此后，李最雄先生对甘肃秦安大地湾遗址仰韶晚期白灰面进行了偏光显微镜岩相鉴定和扫描电镜分析，发现F901、F405两座房址的白灰面为人造粘土陶粒轻骨料和以这种骨料为集料、以料礓石烧制的水泥为胶结材料的轻混凝土。化学全分析显示，这种轻骨料是用当地产的料礓石粉碎后掺入一定量的当地红粘土，调水后制成泥浆，手工搓成棒状或做成无定形颗粒，入陶窑烧制而成。人造粘土陶粒主要成分为方解石，还含有少量石英。胶结材料的主要成分为方解石，另有少量石英、水化硅酸钙等。李先生还对料礓石粉与水拌和后的性能进行了测试，结果表明料礓石粉与水拌和时的和易性极差，很快产生离析，无水化反应，凝结块强度极低，从而判断白灰面不可能是料礓石粉末加水调制而成[29]。

上世纪90年代中期，渑池班村遗址庙底沟文化的白灰面通过X射线衍射等检测发现其表面为石灰反应生成的方解石[5]，从而以确凿的证据证明仰韶时代中期人类已掌握烧石灰的技术。

进入21世纪，李乃胜等人在X射线衍射、拉曼光谱等技术分析的基础上，发现山西陶寺遗址白灰面的成分有石灰和生石膏两种[30]，这一结果表明，我国先民早在4000年前就已经开采石膏作为建筑材料，同时证明同一遗址的白灰面存在由不同原料制成的情况。

至此，在学者们的努力下，白灰面的成分已确定有石灰、石膏、人造粘土陶粒轻骨料和以这种骨料为集料、料礓石烧制的水泥为胶结材料的轻混凝土等多种情况，是否存在由料礓石磨碎加水调制而成的白灰面尚有争议。

三、白灰面涂抹位置

白灰面最广泛的用途是用作房屋的建筑材料，无论是在刚诞生的仰韶早期，还是普遍流行的龙山时代，房屋的居住面、墙壁等部位一直都是白灰面经常出现的位置。

为了了解各时期房址中白灰面涂抹位置的情况，笔者整理了已公布的资料（表二），并计算出各时期不同位置涂抹白灰面的数量占房址总数的百分比（图二）。

从图二可以看出，仰韶时代早期，白灰面涂抹在房址的居住面。仰韶时代中期，涂抹白灰面的位置仍主要是居住面。而且新发现墙壁涂抹白灰面的房址。仰韶时代晚期，白灰面涂抹位置开始多样化，居住面、墙壁、灶面、门道、柱洞都发现涂抹白灰面的现象，还发现一处涂抹白灰面的集水坑。庙底沟二期文化时期新出现了屋顶、室内柱涂抹白灰面的房址。这几座房址均出自蒙城尉迟寺遺址，这是一处被突发性灾难损毁的聚落，多座房址被较好地保存下来[31]。龙山时代，白灰面的使用迎来鼎盛期，居住面、墙壁、灶面、门道、柱洞、土台、室内坑、壁龛、基槽等部位均存在涂抹白灰面的现象。二里头文化时期，白灰面在房址中的使用趋于减少，此时涂抹白灰面的位置有居住面、墙壁、灶面、门道、室内坑等。

整个史前时期，居住面始终是涂抹白灰面比例最高的位置。居住面是房址中最容易保存下来的部位，而诸如集水坑、屋顶等部位则极易被破坏，所以发现居住面涂抹白灰面的比例最接近于真实情况，而难以保存的部位比例则要低于实际情况。仰韶中期至二里头时期，墙壁涂抹白灰面的比例大致呈不断上升的态势，此现象与墙壁的保存状况有较大关联。时代越久远，墙壁越难保存下来，涂抹白灰面的比例也就越低，后期墙壁保存下来的情况较多，比例也就随之上升。可以说白灰面涂抹位置的比例与各部位的保存状况密切相关。

自仰韶晚期开始，涂抹白灰面的位置呈现多样化，这可能与房址各部位的保存状况有一定联系，但更重要的是白灰面使用技术的进步。随着时代的发展，白灰面使用技术越发娴熟，涂抹的位置自然也呈现出多样化的现象。到二里头文化时期，白灰面总体使用量趋于减少，房址内各部位白灰面的使用亦随之减少，可见白灰面涂抹位置的多寡与白灰面使用的普遍程度也有较大关联。

四、白灰面底部处理方式

白灰面作为一种涂抹于房址、窖穴等表面且呈现出一个规整平面的白色石灰状物质而被称作白灰面。为了使白灰面达到光滑平整的效果，同时增强防潮等性能，在涂抹白灰面前往往会对其底部做一定的处理。

笔者从已公布的白灰面房址资料中整理出详细描述白灰面底部处理方式的房址，从中统计出各时期白灰面底部的不同处理方式（表三），并计算出其在房址总数中的占比（图三）。

如图三所示，仰韶早期的唯一一座白灰面房址在涂抹白灰面前，先在居住面上铺设了一层垫土。因为仅有一座房址，所以不具有代表性。仰韶时代中期开始，白灰面底部多涂抹草拌泥，铺设垫土的现象也较为普遍，还有的房址在涂抹白灰面之前对地面进行夯打或踩踏，甚至经过火烤。这几种处理方式中以涂抹草拌泥与铺设垫土为主，夯土、踩踏面、火烤硬面较少。白灰面底部铺一层木板的情况仅有一例，无代表性。但是这些处理方式并不一直单独出现，而是经常呈现组合的方式。如山西垣曲龙王崖F101，经过夯打的地面上再涂抹草拌泥，最后抹一层白灰面[32]。

仰韶中期至二里头时期，白灰面底部涂抹草拌泥的比例呈持续上升趋势，说明草拌泥是处理白灰面底部的绝佳方式。随着白灰面使用的增多，草拌泥被越来越多地运用于白灰面底部处理。从庙底沟二期文化时期开始，涂抹草拌泥始终占据着白灰面底部处理方式的首位。

白灰面底部铺设垫土的现象从仰韶早期就已出现，但并未占据主要地位，说明铺设垫土的效果并不及草拌泥。涂抹白灰面之前对地面进行夯打或踩踏的现象开始于仰韶晚期，之后比例则持续降低，说明其防潮等效果并不理想。

在普遍对白灰面底部进行处理的同时，我们也发现很多房址的白灰面直接涂抹于地面之上，底部未做任何处理，而且这一比例相当大，可达到30%～50%。

五、白灰面的功能

根据学者们的研究，白灰面成分已确定有石灰、石膏和人造粘土陶粒轻骨料与料礓石烧制的水泥组成的轻混凝土三种。这三种材料制成的白灰面都有坚固、美观、卫生、防潮的功能，但是其蕴含的原理又略有不同。

石灰制成的白灰面是由石灰岩烧制成生石灰，再与水混合反应得到熟石灰。熟石灰涂抹建筑表面后吸收二氧化碳变成碳酸钙。碳酸钙具有坚固、稳定的性能，可使房屋墙壁坚固耐用，不易倒塌，居住面更加坚实平整。生石灰防潮的原理是生石灰遇水反应生成熟石灰，从而消耗掉水分，而熟石灰不具备生石灰的吸水功能，而且其吸收二氧化碳生成碳酸钙的同时会生成一部分水，反而会增加室内的潮湿度，但是，后期变成碳酸钙的白灰面非常致密，能将水汽阻隔在外，从而达到防潮的作用。另外，根据药学原理，熟石灰为碱性，能够使蛋白质变性，从而杀死细菌、害虫，因此，石灰防潮的同时还能够防止虫子蛀蚀粮食及房基柱础等。

石膏的一个主要性能是凝结、硬化快，在加水拌合后很快失去可塑性而产生强度，凝结、硬化时产生的微膨胀使石膏表面光滑细腻，具有非常好的装饰性，是美化室内的绝佳材料。石膏在硬化过程中多余的水分会蒸发出来，在其内部形成大量的毛细空隙，对空气、土壤中的水汽具有较强的吸附能力，所以石膏制成的白灰面同样可以起到坚固墙壁、防潮的作用。

根据李最雄先生的研究，轻混凝土不但有良好的防潮性，而且具有较好的保温性和较高的抗压性[29]。这种混凝土由人造粘土陶粒轻骨料和作为胶结材料的料礓石烧制的水泥两部分组成。粘土陶粒轻骨料外表有一层光滑、致密的釉面，内部有大的空隙或空洞，其防潮原理与石膏近似；作为胶结材料的料礓石烧制的水泥中有一定量的水化硅酸钙，具有强粘接力，使得轻混凝土具有較高的抗压强度，进而起到坚固居住面的作用。

美观、卫生的作用无需赘言，无论何种材质的白灰面其表面都是洁白平坦的光滑面，白灰面涂抹在原来裸露泥土的地面、墙壁上，房屋内不再尘土飞扬，窖穴内的白灰面则能够有效阻隔泥土对储藏物品的污染。

胡继高先生发现的破裂大口尊上使用白灰，证明涂抹白灰也是一种修补陶器的方法[26]。白灰面干燥以后具有较强的粘接力与硬度，能够起到很好的固定破损陶器的作用。

史前时期发现的众多房屋地画与壁画都绘制于白灰面之上。著名的白灰面地画有秦安大地湾遗址F411地画[33]，其所代表的意义曾引起李仰松[34]、严文明[35]等先生的热烈讨论。陕西石峁遗址东门瓮城的东、西、南三面墙体内侧发现壁画残块近200块，均以白灰面为底[36]。这些考古发现表明，洁白而平坦的白灰面是绘作图画的理想位置。

综上所述，白灰面具有坚固、美观、卫生、防潮、防虫、修补粘合等功能，还是绘制图画的完美位置，是史前时期重要的建筑材料。

六、结语

白灰面名称由梁思永先生在上世纪30年代首次提出，并沿用至今，但是首次发现白灰面的可能是主持1926年山西夏县西阴村发掘的李济先生。他的《西阴村史前的遗存》对此有详细记录：“顶层以下有一层极薄的石灰层，约一公分上下……在那顶层直接灰土层的地方，下不了许多还有一层极薄的石灰层。”[37]笔者推测，这两层石灰层应是两座白灰面房址，可惜李济先生当时未能意识到。晋南地区在仰韶早期就已出现白灰面房址，西阴村属庙底沟文化遗址，存在白灰面的可能性极大。

在科技手段支撑下，学者们发现白灰面的成分至少有石灰、石膏和轻混凝土三种。烧石灰技术早在仰韶中期就已出现，从而将石灰烧制历史从《周礼》记载的战国时期提早至公元前4000左右。仰韶晚期人类发明了比石灰更为复杂的轻混凝土，其中人工烧制的粘土陶粒轻骨料算得上我国建筑史上的一项重大发明创造。近代研制人造轻骨料的历史不过短短几十年，而在5000年前我国先民就已经掌握了这一技术。晋南地区是我国重要的石膏产地，龙山时代晋南地区的先民已开采石膏作为建筑材料，可以推测陶寺遗址的石膏应采自当地。通过对白灰面成分的研究，进而了解我国史前高超的建筑工艺，这在我国建筑史研究上具有深远的意义。

我国一些地区在史前时期从未出现过白灰面，比如东南沿海地区，究其原因，一是缺少石灰石资源，资源的短缺限制了白灰面的发展；二是木结构建筑的发达，可能也是白灰面发展的一大障碍。而后期白灰面房址的逐渐绝迹也应与木结构建筑、砖石建筑的发展有关。但是，从历史时期以白灰面为底的壁画，到现代房屋粉刷洁白的四壁，其实白灰面从未消亡。

附：本文写作过程中得到王小娟老师的指导，袁媛同学在收集资料等方面曾提供帮助，在此致以诚挚的谢意！

[1]梁思永.后冈发掘小记[G]// 梁思永.梁思永考古论文集.北京：科学出版社，1959.

[2]中国社会科学院考古研究所山西工作队.山西芮城东庄村和西王村遗址的发掘[J].考古学报，1973（1）.

[3]中国社会科学院考古研究所山西工作队.山西垣曲小赵遗址1996年发掘报告[J].考古学报，2001（2）.

[4]北京大学考古文博学院.洛阳王湾考古发掘报告[M].北京：北京大学出版社，2002.

[5]河南省文物管理局，水利部小浪底水利枢纽建设管理局移民局.黄河小浪底水库文物考古报告集[M].郑州：黄河水利出版社，1998.

[6]陕西省考古研究院，白水县文物旅游局.陕西白水下河遗址仰韶文化房址发掘简报[J].考古，2011（12）.

[7]中国社会科学院考古研究所.枣阳雕龙碑[M].北京：科学出版社，2006.

[8]甘肃省文物考古研究所.秦安大地湾新石器时代遗址发掘报告[M].北京：文物出版社，2006.

[9]庆阳地区博物馆.甘肃省宁县阳■遗址试掘简报[J].考古，1983（10）.

[10]陕西省考古研究院.陕西靖边五庄果墚遗址发掘简报[J].考古与文物，2011（6）.

[11]湖南省文物考古研究所，湖南省澧县文物管理所.澧县城头山屈家岭文化城址调查与试掘[J].文物，1993（12）.