国学研究文萃·考古卷
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一 偶發性黄銅

1973年,陝西省西安半坡博物館姜寨遺址考古隊在陝西臨潼姜寨仰韶文化一期遺址中發現了兩件銅質器物。一件是圓形薄片(標本T74F29∶15),已殘缺成半圓形,直徑4.8、厚0.1釐米(圖一)。經檢測,成分爲銅66.54%、鋅25.56%、錫0.87%、鉛5.92%、硫0.8%、鐵1.11%;金相組織爲帶輕微樹枝狀晶偏析的Cu-Zn a相,係鑄態組織。另一件是管狀物(標本T259[3]∶39),係由銅片卷成,殘長5、直徑0.4釐米(圖二),經掃描電子顯微鏡X射綫能譜儀半定量分析,含銅69%、鋅32%、鐵0.5%及硫0.5%—0.6%[2]。顯然,這兩件器物都是典型的黄銅合金,這也是至今爲止在我國所發現的最早的金屬製器,年代爲公元前4700—前4000年[3]。此後,1974年山東膠縣三里河龍山文化遺址(2300BC—1800BC)又出土了兩截黄銅質錐形物,含鋅量爲20.2%—26.4%[4](圖三)。這兩處的發現,不僅在我國是最早的黄銅實物,也是迄今世界上所發現的較早的冶煉黄銅,特别是姜寨的黄銅器,在世界上也屬於最早的人工冶煉金屬製器之一,其在人類文明史上的意義無疑是十分重大的。

圖一 姜寨出土黄銅片

圖二 姜寨出土黄銅管

圖三 膠縣三里河出土黄銅錐

然而,對這些早期黄銅器的確鑿性,學術界一直有所爭論。安志敏先生從黄銅和鋅冶煉的技術角度出發,指出上述黄銅器“祇有在冶金工藝充分發達的基礎上纔可能實現”,因此,遠在六千多年前的仰韶文化是不可能有的,從而對遺物的年代提出懷疑[5]。這一看法,在學術界有一定的代表性。可是,參與過上述遺址發掘的業内人員一致認爲,這些遺物的出土地層和年代是没有問題的[6]

客觀地説,上述疑問的産生並非没有道理,因爲黄銅冶煉本身在技術上是有一定難度的,尤其是像上述含鋅在20%以上的黄銅合金,即便是礦煉黄銅(cementation brass),也應是一個細緻的冶金過程纔能够得到,而這在煉銅尚未開始或者説尚處萌芽時候的仰韶文化時期確實是難以想象的。對這一問題,北京鋼鐵學院冶金史研究室曾作過較爲深入的探討。他們用鋅礦和銅礦直接冶煉以獲得黄銅,並做了多次冶煉試驗,所得結果如下[7]:

(1)用化學純的氧化銅和氧化鋅混合冶煉,所得黄銅含鋅最高34.3%,最低5.7%;

(2)用天然氧化銅礦(孔雀石,湖北大冶)和天然氧化鋅礦(菱鋅礦,雲南會澤)混合冶煉,所得黄銅含鋅最高18.08%,最低4.09%;

(3)用山東栖霞的天然銅鋅共生礦冶煉,所得合金成分爲:Cu40% ~50%,Pb34% ~40%,Zn2% ~2.5%。

這一研究結果表明,高純度的銅、鋅氧化物還原可以獲得高鋅黄銅;用銅和鋅的氧化礦混合還原,可以獲得含鋅較高(近20%)的黄銅;用純粹的銅鋅共生礦還原,獲得黄銅是比較困難的。在冶金活動尚處於萌芽狀態的仰韶文化時期,第一種情况的發生雖然不是絶對不可能,但客觀地説,可能性是極小的[8],而第二種和第三種情况都是有可能在偶然的焙燒或焚燒活動中發生的,尤其是第三種情况;但由於第三種情况的實驗結果含鋅量過低,因此,早期黄銅由第二種情况産生的可能性是很大的,即仰韶人及後來的龍山人用美麗的孔雀石和招人喜愛的爐甘石(好的爐甘石往往是白而潤,似微透明)混合,在還原劑存在下加熱得到了黄銅。

然而,這種早期的黄銅煉製技術並没有發展起來,在此後的兩千餘年中,我國經歷了輝煌的青銅時代,從夏商周三代到秦漢,銅和青銅制器無數,可至今爲止尚未發現一件是黄銅質的,黄銅在中國絶迹了[9]。因此,可以這麽説,不管我國史前的黄銅是怎樣獲得的,有一點是可以肯定的,即這種技術並没有被認識和掌握,更没有得到發展並流傳下來;這些早期的黄銅祇是一種偶發性的産物,並不是作爲一種冶金技術積累、發展的結晶[10]

這一時期的黄銅器,從合金成分上來説當屬於含雜質較多的多元黄銅,除了基本合金元素鋅外,常見的鉛、錫、鐵等成分都有,這是中國古代黄銅的一個特點,也是其直接源於礦物燒製活動的一個證明。

[1] 周衛榮,中國錢幣博物館。原載《國學研究》第10卷,2002年11月。

[2] 半坡博物館等《姜寨—新石器時代遺址發掘報告》,文物出版社1988年版,第148頁。

[3] 文物編輯委員會編《文物考古工作十年(1979—1989)》,文物出版社1990年版,第296頁。

[4] 中國社會科學院考古研究所編《膠縣三里河》,文物出版社1988年版,第196—199頁。

[5] 安志敏《中國早期銅器的幾個問題》, 《考古學報》1981年第3期,第269—285頁。

[6] 參見嚴文明《論中國的銅石並用時代》, 《史前研究》1984年第1期,第36頁;鞏啓明《姜寨遺址考古發掘的主要收獲及其意義》, 《人文雜志》1981年第4期,第124—125頁。

[7] 北京鋼鐵學院冶金史組《中國早期銅器的初步研究》, 《考古學報》1981年第3期,第287—302頁。

[8] 所以,筆者認爲,姜寨遺址黄銅管合金成分的測定,可能存在較大偏差,當予重測才是。

[9] 據筆者考查,國内外已報導的個别含鋅較高的器物,不是器物本身之真僞有問題就是分析的方法有問題;另參見W. T. Chase, Zinc in Chinese Bronzes, “中國古代青銅技術”國際學術討論會論文,1997年12月5—6日,上海博物館。

[10] 學術界有一種看法,認爲我國史前的黄銅冶煉技術之所以没有發展起來,是因爲青銅冶煉技術的迅速發展和發達,也就是説,青銅技術抑制了黄銅冶煉的發展。這一觀點似乎有一定的道理,但其忽略了一個事實,即在青銅冶煉興盛之前,並没有出現一個比較普遍使用黄銅的時期;考古遺址、遺物中也没有發現任何青銅替代黄銅的迹象。