禮縣出土春秋秦鼎的實驗考古學(xué)研究——鑄型工藝中的分體模與嵌范技術(shù)復(fù)原

劉彥琪 王 剛 呂小龍 任曉磊 柏庚辰

(1.北京大學(xué)考古文博學(xué)院，北京 100871;2.甘肅省禮縣博物館，甘肅禮縣 742200;3.北京大學(xué)，北京 100871)

1 器物背景資料與問題的提出

甘肅禮縣圓頂山地區(qū)出土的3件青銅圓鼎，編號1499、1507及1515。出土器物破碎，被表面硬結(jié)物覆蓋，其器表工藝痕跡未被擾動，確保了我們所認知的器物信息具有原真性。僅以1499、1507兩器為例(圖1)，器物體量較小，器身較淺、作圜底微微趨平的盆狀;立耳位于口沿上;蹄足中部有一道凸出的束箍，足根接于腹中部，與鼎腹連接處的蹄足上部向外隆起的特征明顯，體現(xiàn)出春秋中期型秦鼎的特征［1，2］。如圖2，鼎1507樣品的金相顯示其為銅鉛錫合金的鑄造組織。從α+δ相的比例看含錫量在6% ～7%，α相分枝較短，樣品含鉛量較高。我們進一步利用掃描電鏡對樣品上腐蝕不嚴(yán)重的區(qū)域進行面掃描，如圖3，結(jié)果為Cu77.67%、Sn11.10%、Pb8.90%、As1.69%、Fe0.64%，金相照片α+δ相的比例得出的含錫量與掃描電鏡檢測的數(shù)據(jù)有所差異。商周圓鼎鑄造通常采用圖1黑框內(nèi)所示3種分型方式，腹底可見△或Y形范線痕跡。禮縣這3件春秋圓鼎的腹底中央皆僅有一道范線(圖1:X')，鼎身對開分型。足部也為對開分型，且足側(cè)范線(圖1:X)未與腹底范線貫通。說明鼎身與足未用整塊范鑄造，因此我們很容易誤判鼎身與鼎足為分鑄鑄接成形。1507、1499的足、腹連接部位斷裂，修復(fù)時將斷面清理后，器表痕跡清晰地呈現(xiàn)出來，沒有觀察到任何分鑄鑄接或鑄焊的痕跡(圖4:Z)。我們進一步利用6MeV加速器射線源高精度斷層掃描設(shè)備對器物進行CT檢測，如圖5，表明器物為渾鑄成形。至此我們面臨這樣的問題:足、腹未用整塊范鑄造，也不是鑄接或鑄焊成形，鑄型當(dāng)具何種結(jié)構(gòu)?對于對開分型，為了防止起范時卡模，器物模的結(jié)構(gòu)又當(dāng)如何?回答這些問題，需要我們在器物上發(fā)掘信息以便分析研究。

圖1 器物造型

圖5 器物CT檢測

2 器表工藝痕跡的發(fā)掘、提取與分析

出土文物的工藝痕跡是古人生產(chǎn)活動的直接或間接的表述。這些痕跡往往被器表沉積的硬結(jié)物覆蓋，需要借助修復(fù)以發(fā)掘信息，才能進行痕跡觀察和提取。通過痕跡分析最大限度地獲取相關(guān)工藝信息，進而可復(fù)原古人工藝技術(shù)行為的本來面目。我們所關(guān)注的工藝痕跡，實質(zhì)上就是器物研究所依據(jù)的物證。為保證器表信息的真實性，須在若干原則的指引下完成修復(fù);修復(fù)本身也是一個對器物深化認識的研究過程;修復(fù)的核心理念，是在現(xiàn)有研究手段和認識水平下，最大限度地做到完整而真實的認識器物，進而解決某些考古學(xué)問題;因此修復(fù)與研究同時進行至關(guān)重要。

2.1 鼎身的痕跡觀察分析

鼎身上除可見前文所述腹底范線，還可觀察到如下痕跡:

(1)腹底“擦劃”與“刻劃”痕跡

如圖4，腹底可見成組分布的弧形線狀痕跡(X)，痕壁平滑，每組線痕互相平行，是典型的擦劃痕跡。兩組擦劃痕跡交匯處有類似于塑性材料堆積形成的痕跡(D)。顯然這些痕跡不是在堅硬的金屬器表加工形成，而是古代鑄工在泥?；蚰喾渡嫌檬种感弈ǖ挠∮洠T后轉(zhuǎn)移到器物上。澆口(J)兩側(cè)有凸起的短線痕(K)，痕起緣清晰，是典型的刻劃痕跡，是在泥范內(nèi)壁刻劃的記號，它疊壓著修抹形成的擦劃痕跡，將其打破(圖4右上放大圖)，表明擦劃痕跡是在刻劃痕跡之前形成的。這進一步確證擦劃痕跡為范表修抹所致，而非器表打磨所致，因打磨痕跡必定會疊壓在刻劃痕跡之上。

(2)腹內(nèi)壁“刮削”痕跡

鼎1507腹內(nèi)壁可見類似“刮削”形態(tài)的痕跡，兩道痕跡相交處形成凸起的峰(圖6:G)，腹外壁則未見此痕跡。這些痕跡不是在青銅器上刮削形成的，而是用工具刮削泥芯產(chǎn)生，鑄后被轉(zhuǎn)移至器物內(nèi)壁。從圖1我們可見，雖然兩鼎尺寸、造型相當(dāng)近似，但腹部的細節(jié)特征有別。1499上腹壁外奢，而1507則微有內(nèi)斂，且垂腹明顯，說明兩鼎未使用同一個腹部模。綜上判斷，造型時使用了刮模成芯工藝，鼎身模未被反復(fù)使用。

(3)口沿形態(tài)

兩鼎口沿外緣有飛邊，其方向與水平面垂直(圖6:X2箭頭方向)，飛邊的方向性反映了金屬液在鑄型內(nèi)沿分型面溢出的方式，據(jù)此可知鼎身鑄型結(jié)構(gòu)如圖7?？谘嘏c水平面呈15°夾角，而耳根部兩側(cè)的口沿則過渡為水平方向，口沿外緣的飛邊也轉(zhuǎn)為水平方向(圖6:R箭頭方向)，這顯示耳部可能由獨立的范塊成形，待下文所述其他證據(jù)予以確認。

2.2 鼎耳痕跡的觀察分析

1507、1499兩個鼎的3耳(1耳缺失)尺寸相同，耳的造型略微偏斜。這一形態(tài)特征在3耳上反復(fù)出現(xiàn)，僅細節(jié)特征有微小差異(圖8)。根據(jù)痕跡學(xué)理論，痕跡具有個性化的特征，這是“大自然從不精確重復(fù)其本身”原理的表現(xiàn)。物質(zhì)世界的任何一個客體都是獨一無二的，正因客體存在特殊性，因此它只等同于其自身，而與其他一切客體都有區(qū)別。3耳特征既有符合點又有差異點，這是事物存在的常態(tài)。從是否反映客體特性的角度考察，特征的符合或差異都有本質(zhì)符合、本質(zhì)差異與非本質(zhì)符合、非本質(zhì)差異之別。因此在分析判斷時，必須首先分清特征相同點和差異點的性質(zhì)。這就需要探究差異點的產(chǎn)生原因。若差異點能從現(xiàn)象形成過程中找出合理解釋，表明此差異與客體特性無關(guān)，為非本質(zhì)差異。雖然鼎耳略微偏斜的形態(tài)特征可能是翻模時泥范變形所致，但3耳不可能因泥范變形這一偶然因素產(chǎn)生一致的形態(tài)。3耳的形態(tài)特征在本質(zhì)上相互符合，微小的個性差異是翻模時泥范變形所致。根據(jù)同一認定原理①同一認定原理:“同一”是特定的客體物自身與自身的等同，即物的自身同一。同一認定指具有專門知識的人或熟悉客體物某些特征的人，在研究和比較先后出現(xiàn)的兩個反映形象特征的基礎(chǔ)上對其是否出自一個或是否原屬于同一整體物所做出的判斷。同一認定的方法必須以對客體物特征的比較為基礎(chǔ)，或者說，比較客體特征是認定同一與否的唯一途徑。參見徐為霞《偵查學(xué)原理》，北京:中國民主法治出版社，2007年。，3套耳范系使用同一個造型并不規(guī)整的耳模翻出。

圖6 器物1507器表痕跡

我們還發(fā)現(xiàn)2件器物的3個耳與口沿的相對位置皆不一致，鼎1507的這一特征尤為明顯:左側(cè)耳(圖1:L)偏向口沿內(nèi)側(cè)，故與口沿接觸面積很小(圖6:L)。左耳內(nèi)側(cè)(簡稱LN)根部與腹內(nèi)壁連接處可見表面粗糙的凸起痕跡(圖1:T1，圖6:LN的T1部位)，增大了器身與立耳的連接面積;右側(cè)耳偏向口沿外側(cè)(圖1:R，圖6:R)，在右耳內(nèi)側(cè)(RN)根部未見上述凸起痕跡，代之以范線痕跡(圖6:RN箭頭所指)，在右耳外側(cè)(RW)根部可見一平臺超出口沿外緣，并有水平方向飛邊(圖6:RW箭頭方向)。1499殘存1耳內(nèi)側(cè)根部的范線清晰可見(圖9)。綜合前文“口沿形態(tài)”所述，可確認兩器物耳部都具有獨立鑄型。耳部穿孔側(cè)壁可見泥芯外露(圖6:LN)，耳部壁厚1毫米，說明耳部泥芯自帶突起芯頭插入耳范定位，以保證耳部型腔厚度均勻。在耳外側(cè)邊緣有沿豎直方向的飛邊(圖6:X1)，說明此位置為耳部雙合范的分型面。耳部鑄型由一塊外側(cè)范、一塊內(nèi)側(cè)范及一塊泥芯組成，見圖10。

2.3 鼎足痕跡的觀察分析

足根兩側(cè)各有一個三棱錐狀突起(圖1:T)，三棱錐之一側(cè)面與足側(cè)范線相切(圖4:T)。三棱錐用途詳見下文。足底邊緣有垂直于底面的飛邊(圖11:箭頭方向)，近足底邊緣處有凸起的金屬殘茬(圖11:M)，為澆口或冒口痕跡。足底有線狀割削痕跡，痕跡之間有打破和疊壓關(guān)系，圍合成不規(guī)則多邊形，內(nèi)有泥芯外露(圖12)?？梢源_定這些痕跡都不是在銅器上加工產(chǎn)生的，而是范表痕跡轉(zhuǎn)移到器物上的結(jié)果。飛邊方向和殘茬反映了鑄型結(jié)構(gòu)。而割削痕跡則是鑄型表面形態(tài)的反映，當(dāng)鑄型被割削，會剝離部分物質(zhì)，我們可根據(jù)痕跡間的位置關(guān)系判斷它們形成的先后，被打破或被疊壓的痕跡先形成。鑄造時金屬液完成充型，痕跡從鑄型表面轉(zhuǎn)印到器物上，痕跡間的位置關(guān)系變成反象。分析足底割削痕跡位置關(guān)系得出的先后形成順序與鑄型上的相反，因此鑄型上割削痕跡的形成先后排序如圖12線圖所示。由此可見，這種痕跡是連續(xù)地在芯和芯頭連接部位進行割削產(chǎn)生的，用以形成足底型腔。痕跡成因的檢驗將在后文的實驗考古部分進行論述。如圖13，從足部斷面可見足內(nèi)泥芯且足的壁厚不均，三棱錐凸起T為空心，其內(nèi)泥芯與足芯一體;足內(nèi)壁C部位可見不透空的凹槽，說明足部泥芯在該部位自帶泥芯撐。凹槽上有切削痕跡(C放大圖上箭頭所指)，這是刀修芯撐留下的痕跡。觀察比較幾條足的斷面，發(fā)現(xiàn)足芯截面形態(tài)各不相同。綜上判斷，足芯是用足范翻制泥坯后刀修而成，而非用芯盒翻制。足部背面有長條形區(qū)域外露泥芯，也為芯撐痕跡(圖1:D2)。

足部形態(tài)特征是一種三維的、非直觀的痕跡，我們需對相關(guān)信息進行提取轉(zhuǎn)化，使之成為可被直觀認知的形象。如圖14，我們對1499、1507兩鼎的5條足部造型以石膏翻模提取，用模翻出5條足的復(fù)制件，在A、B、C三個部位切片，這樣便將復(fù)雜的三維特征轉(zhuǎn)化為便于分析的二維圖像。采用幾何特征標(biāo)畫法對A、B、C三組樣品進行比對檢驗，發(fā)現(xiàn)5條足同一部位形態(tài)一致，5條足的形態(tài)特征在本質(zhì)上互相符合。據(jù)前文所述同一認定原理，確認2件鼎的5條足用同一足模翻制鑄型，細微差異是翻模時變形所致。

通過上述諸多現(xiàn)象，我們可以斷定足部有獨立鑄型，結(jié)構(gòu)見圖15。

小結(jié):通過上文的分析，制作1499和1507兩個鼎的鑄型時，共同使用1個耳模、1個足模，器身分別制模。只有使用與器身模分開的足部和耳部分體模才能完成上述工藝。耳部、足部采用獨立鑄型嵌入整器鑄型。但耳、足周圍未見嵌范留下的接縫痕跡，相應(yīng)部位也未經(jīng)打磨，故嵌范痕跡并非因打磨而消失。嵌范為什么沒有留下工藝痕跡?嵌范是如何完成的?在以上痕跡分析的基礎(chǔ)上，我們將帶著這些問題進一步通過實驗考古予以探索。

3 器物生產(chǎn)過程的實驗考古學(xué)研究——器表痕跡分析的檢驗

上述痕跡分析是帶有一定主觀性的經(jīng)驗判斷，需要用實驗考古檢驗。痕跡分析和實驗考古可互相印證才能作為物證，形成研究結(jié)論。另外，實驗考古作為一種直觀的認知手段，可使我們發(fā)現(xiàn)純理論研究未關(guān)注到的盲區(qū)，更如實地復(fù)原鑄型的生產(chǎn)過程。通過這種直觀體驗，我們可感知到相關(guān)工藝反映出的古代鑄工的行為模式和工藝思想，從中窺探當(dāng)時的社會歷史圖景。

3.1 鼎身模制作

在輪盤上堆放木塊或用過的陶模做支撐，在其上填泥舂實并塑形。邊轉(zhuǎn)動輪盤邊用木質(zhì)刮板修出鼎身造型(圖16)。這樣制成的鼎身模為壁厚均勻的空心造型，陰干過程中能均勻收縮，不易開裂。刮模成芯后，芯輕薄而透氣性好，鑄后易于清理。

3.2 耳模與足模制作

用黏土或滑石雕出1耳模、1足模。耳模中央凸起為穿孔和芯頭位置(圖17)。足模正、側(cè)形態(tài)見圖18，其底部預(yù)制凸起部分作為芯頭，翻范時可直接翻出芯座。

3.3 耳部鑄型制作

按前文所述分型方式，用耳模翻范，脫模后再用其翻制另外若干套耳范。將耳范組裝好，置于陰暗處緩慢陰干。燒制后耳范強度較好，向其內(nèi)空腔填入黏土，制得耳坯(圖19)，達到皮革硬度①皮革硬度:黏土在干燥過程中，要經(jīng)過一個階段，叫做皮革硬度階段，此階段黏土仍然是潮濕的，但是已經(jīng)沒有可塑性，此時再做擠捏，黏土便會破裂。如果繼續(xù)干燥，所有的可塑水分全部脫去，黏土達到骨干程度。參見劉景森《陶藝設(shè)計制作與工藝實驗教程》，北京:冶金工業(yè)出版社，2004。后將其中央凸起之外的部分刮薄一層制得耳芯(圖20，圖21)，中央凸起作為臥式芯頭，不接觸金屬液，兩芯頭臥在兩側(cè)耳范的芯座內(nèi)，芯頭與芯座的配合使耳芯固定(圖22)。

3.4 足部鑄型制作

在陰干的鼎身模DM上刻好圓形的足部位置記號線K，其圓心位于鼎身模軸線，一手將足模固定在鼎身模上，使足模根部凸起T對準(zhǔn)K(圖23)。另一手在足模周圍逐塊堆貼黏土翻制足范(圖24)。用刀將足范切開取出足模(圖25)。足模包在泥內(nèi)無法看到，切開泥范時要沿著與K對齊的FX，因K與T對齊，故可保證被切開的范F1和F2的分型面FX與T相切(圖26)，只有這樣才能確保由同一足模翻制而成的若干套足范的分型面與足模的相對位置一致。這對于隨后的鑄型組裝至關(guān)重要，后文詳述。可見，足模根部的三棱錐T是幫助足模定位和確定足范分型面位置的重要結(jié)構(gòu)。足范陰干燒制后填入黏土制成足坯，陰干到皮革硬度后從陶范中取出(圖27)，用刀將芯頭(圖15:XT)以外部分刮薄一層并修出自帶芯撐(圖15:D1，D2)，然后在足芯和芯頭連接部位割削(圖28)，形成足底型腔，芯與芯頭之間經(jīng)由未被割透的部分連接(圖15及圖30的D3部位)。芯頭卡在足范上的芯座(圖15:XZ)內(nèi)以便足芯定位(圖29)。最后在芯頭上做出冒口(圖30:M)，冒口與足底型腔連通，澆鑄時用以排氣。但由于芯陰干燒制后收縮，芯頭與芯座不能嚴(yán)密配合，單憑芯頭難以保證芯的定位精度，因此還需在足芯上修出自帶芯撐，輔助足芯定位。足芯根部凸起T可以插入范內(nèi)，臥在F2上，也可以幫助芯定位(圖15)。將芯頭從芯上掰斷后，可以看到芯頭上有互相疊壓的割削痕跡(圖30)，驗證了我們對圖12割削痕跡的分析。若用芯盒翻制成芯，范、芯可同時制作完成并同步陰干，等比收縮，要保證范、芯配合嚴(yán)密是易于實現(xiàn)的;偏芯導(dǎo)致圖13所示足壁厚不均，表明范、芯間有較大尺寸誤差，正因如此，古鑄工在足芯上不厭其煩的使用多種定位措施。由此我們可判斷，制作此器鑄型時，采用了用燒成的足范翻制足坯再刮薄成芯的工藝。器物上的痕跡提供了證據(jù)，實驗考古也驗證了這一分析。

3.5 鑄型組裝與嵌范——翻制器身范

鼎身模未陰干時，將芯頭切去部分嵌入耳范，觀察其結(jié)構(gòu)，便可理解圖6:RW所示耳根部形態(tài)的成因(圖31)。2套耳范嵌入鼎身模的深度不同(圖32:R右耳鑄型，L左耳鑄型)，反映在器物上便是圖6所示兩耳與口沿相對位置不一致。

每套足范裝配泥芯后捆牢而成為一個整體，足范為手工翻制，相互間的尺寸、形狀均有差異，不能以它們作為足范定位的參照。此時已看不到足范內(nèi)腔，若3足型腔與鼎身模相對位置不一致，鑄后3足高度就會參差不齊。前文已述，每套足范的分型面與足模相對位置一致，因此組裝鑄型時，使3足范分型面FX都對準(zhǔn)鼎身模上的記號線K，就可保證3足范相對位置準(zhǔn)確，3足部型腔高度一致(圖33)。然后，在翻制鼎身范時使足范嵌入并固定在相應(yīng)位置。

通過對黏土性質(zhì)進一步認知，發(fā)現(xiàn)含水量不同的黏土很難互相粘接。當(dāng)器身模陰干到皮革硬度，它已無塑性且含水量少，含水較多的主體范便不會與它粘接。翻制主體范時，一手固定足范，另一手在其周圍的鼎身模上逐塊堆貼黏土，主體范翻制完畢，足范便被嵌入主體范內(nèi)。起范后我們可見其內(nèi)壁布滿堆貼黏土塊時未密合的接縫，足范與主體范間也有嵌范形成的接縫(圖34)，用手指蘸著細膩的黏土面料在范內(nèi)壁修抹，便可填平這些接縫(圖35)，使鑄件表面光潔，在腹底也就找不到足部鑄型的嵌范痕跡。手指在范表修抹后形成與前文圖4:X，D形態(tài)一致的痕跡(圖36，37)，驗證了前文的痕跡分析。主體范翻制完畢后，將其與器身模組裝在一起陰干，這樣可防止泥范變形。

3.6 刮模成芯

主體范陰干到皮革硬度，脫模起范。然后將器身模芯頭以外的部分均勻地刮薄一層制成型芯，刮薄的部分就是型腔厚度，與鑄成的器物壁厚大體相當(dāng)。由于耳范已經(jīng)燒制，硬度較大，刮模成芯時不便修整，因此口沿斜面接近耳部時過渡為平面，圖38箭頭1、2、3所指部位顯示了這種變化，這吻合前文所述“口沿形態(tài)”。被刮模成芯的部位可見圖38:Q所示痕跡，其形態(tài)特征和圖6:G一致，驗證了前文的痕跡分析。圖32可見兩耳鑄型嵌入深度不同，左側(cè)耳(L)鑄型嵌入較深，因此鼎身型腔未與整個耳部型腔連通，這會使鑄成的耳部強度變差。因此，需要將芯挖去部分(圖39:左箭頭)，使鼎身型腔與耳部型腔貫通(圖39:右箭頭)，增大鼎身與耳部的連接面積，這便是圖1:T1和圖6:LN-T1痕跡的成因。

最后，將耳芯和耳范裝好，再將兩扇器身范和型芯重新組裝，芯底部芯頭卡在范上的芯座內(nèi)，防止型芯漂移，以保證型腔厚度均勻。腹底記號線(圖4:K)用于在范上標(biāo)記澆口位置，澆口是范翻好后修出的，位于腹底，器物倒立澆鑄。器物鑄型結(jié)構(gòu)如圖40。

圖39 耳內(nèi)側(cè)根部凸起痕跡的成因

圖40 器物鑄型結(jié)構(gòu)

4 結(jié)論

通過痕跡分析和實驗考古學(xué)研究，我們回答了文首提出的問題，闡述了春秋時期秦國鑄工生產(chǎn)青銅器鑄型時采用的分體模工藝和嵌范整鑄技術(shù)。在西周早期，青銅器多采用渾鑄法，分鑄法在西周中晚期到春秋早期開始多見，春秋中期以后達到鼎盛。而在同一時代，地處西陲地區(qū)的秦人鑄工依然采用渾鑄法，他們依然繼承著西周的工藝思想。我們可以從中窺探到這一時期秦人對西周文化傳統(tǒng)的因襲，及其與山東諸國技術(shù)交流的貧乏。在這一格局下，春秋型秦式鼎脫離山東諸國的技術(shù)潮流而在西周舊有技術(shù)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上作了一些演進。這樣的結(jié)論與以往的考古學(xué)研究所作的判斷是一致的。這一時期秦人鑄型工藝的主要特點是嵌范工藝和分體模的使用。嵌范工藝使分型簡化、范的扇數(shù)減少，從而簡化了鑄型的組裝，降低了范、芯定位和裝配的難度。僅使用兩扇范對合的鑄型結(jié)構(gòu)，是該地區(qū)較有特色的技術(shù)創(chuàng)新。而用細面料修抹分范與主體范接縫的工藝措施，則使器表范線數(shù)量大大減少，降低了繁重的鑄后打磨清理的工作量，提高了生產(chǎn)效率。耳部、足部分模的使用，使得制模難度大大降低，制作2件圓鼎只需制作2個鼎身模、1個耳部分模和1個足部分模，而且耳、足分模可以在制作其他器物時重新使用。這些做法都加快了制模效率，也使青銅器的生產(chǎn)效率得以提高。

1 陳平.試論關(guān)中秦墓青銅容器的分期問題(上)［J］.考古與文物，1984，(3):58～73.

2 陳平.試論關(guān)中秦墓青銅容器的分期問題(下)［J］.考古與文物，1984，(4):62～73.