材質(zhì)分析與青銅器辨?zhèn)舞b定

古器物的材質(zhì)分析學(xué)是指通過原材料成分及性質(zhì)的分析，來確定特定的歷史年代器物材質(zhì)特征的一門科學(xué)?，F(xiàn)在的高科技造假，所使用的方法、材料及手段都是日新月異的。然而特定的歷史條件下，歷史文物是特定的歷史時(shí)代下的產(chǎn)物，不同的歷史年代，人們制作器物時(shí)對(duì)原材料的認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用水平不同，使歷史文物無可避免地受所處時(shí)代的限制。以青銅文物為例，由于礦石采冶的地點(diǎn)和合金配比方式不同，會(huì)造成各時(shí)代青銅器在原材料使用方面的差異。這種差異很多時(shí)候會(huì)因?yàn)橘Y源的枯竭而造成不可復(fù)制的境地。另一方面，同一時(shí)代不同器類甚至同一器類不同部位所使用的合金配比不同，會(huì)造成器物在耐腐蝕性方面有著不一樣的差異。這些都成為我們利用青銅器材質(zhì)分析進(jìn)行辨?zhèn)舞b定的關(guān)鍵。

青銅合金成分性能的材質(zhì)分析與辨?zhèn)舞b定

古人在生產(chǎn)實(shí)踐的過程中，很早就注意到青銅器合金成分的不同，會(huì)造成其金屬特性的差異。工匠們會(huì)根據(jù)這個(gè)原理，在制造不同器類的青銅器時(shí)，考慮到其用途和特殊要求，會(huì)使用不同的合金比例。我國在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，隨著鑄造青銅器的技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，由于經(jīng)驗(yàn)的積累，鑄造各種青銅器時(shí)銅與錫的配合已有一個(gè)比例?！吨芏Y·考工記》說：“金有六齊：六分其金，而錫居其一，謂之鐘、鼎之齊；五分其金，而錫居一，謂斧斤之齊；四分其金，而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金，而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金，而居二，謂之削殺矢之齊；金錫半，謂之鑒燧之齊?！?/p>

這里的所謂金就是銅，銅錫合金即青銅。所謂“金之六齊”，就是區(qū)分青銅品種的六種配方之分量，以制造各種用器。有冶金專家研究認(rèn)為，《考工記》規(guī)定各類青銅器的銅錫合金的比例是很合乎合金的原理的。青銅中錫的成分占17%到20%最為堅(jiān)韌，“五分其金，而錫居一”或“四分其金，而錫居一”的合金配比，適宜做斧、斤、戈、戟等堅(jiān)韌之器。青銅中錫的成分占30%—40%，硬度最高?！犊脊び洝分幸?guī)定“大刃之齊”錫約占25%，“削殺矢之齊”錫占28%，是因這類武器所需硬度高。青銅中錫占的分量增多，光澤就會(huì)從青銅色轉(zhuǎn)為赤黃色、橙黃色、淡黃色。錫占到30%—40%，青銅就會(huì)變?yōu)榛野咨！犊脊び洝芬?guī)定“鐘鼎之齊”錫占15%，為了使它能呈現(xiàn)橙黃色較美觀，同時(shí)也為了能敲出美妙的聲音。《考工記》規(guī)定“鑒燧之齊”錫占33%，是因?yàn)殂~鏡需要白色光澤。

基于這個(gè)原理，對(duì)于古青銅器的鑒定，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)于高錫青銅和低錫青銅的具體特性的鑒定。于是我們應(yīng)該注意以下原理：

（一）不同門類的器物，其合金的比例配方不同。由于合金比例不同，不同門類的器物，其硬度、韌性、抗腐蝕等各方面的能力均不一致。在同樣的條件下，其單位質(zhì)量、色澤、氧化速度、銹蝕、皮殼等外在表征均不一致。比如說，同一墓葬出土的戰(zhàn)國青銅器，其鼎、壺等等青銅禮器與戈矛類兵器、銅鏡等生活用器，在色澤、銹蝕情況方面，均不應(yīng)相同。具體可作如下分析：

1.鑒定漢唐銅鏡、高古兵器等高錫青銅器時(shí)，應(yīng)符合有如下特征：

第一，胎體呈銀灰或銀白。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)青銅合金中錫的含量達(dá)到25%以上，胎體將由金黃轉(zhuǎn)變?yōu)殂y白色（圖1）。

第二，質(zhì)地脆硬。當(dāng)合金中的錫含量達(dá)到20%時(shí)，由于合金的伸長(zhǎng)率已下降到極低，強(qiáng)度也急劇下降。故而高錫青銅容易在劇烈磕碰時(shí)產(chǎn)生碎裂。

第三，金屬結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力變化的適應(yīng)性差。尤其薄胎器，常見“風(fēng)裂痕”（圖2）。出土的高錫青銅鏡由于出土環(huán)境的改變而造成的“開裂”。

第四，耐腐蝕性強(qiáng)，常形成致密的二氧化錫保護(hù)層，極穩(wěn)定，呈現(xiàn)“水銀古”、“不銹鋼”現(xiàn)象（圖3）。

第五，由于其脆性大，在除銹或修整時(shí)易出現(xiàn)“剔骨連筋”的現(xiàn)象。即在磕碰及剔除銹蝕物時(shí)，容易將胎體一并連帶拉裂剔除。

2.鑒定青銅禮器等低錫青銅器時(shí)，應(yīng)注意是否符合有如下特征：

第一，磨損痕明顯。低錫青銅器耐磨損性遠(yuǎn)低于高錫青銅器。故而在長(zhǎng)期把、持及使用之處，有明顯的磨損痕跡（圖4）。

第二，紋飾粗糙。因低錫青銅液的流動(dòng)性不如高錫，尤其是高錫鉛三元合金青銅液，紋飾往往不夠精細(xì)（圖5）。

第三，易被腐蝕，貼骨銹成為常見銹蝕物（圖6）。

第四，易形成沙眼，常留下修補(bǔ)痕跡，偶見紅銅或錫等材料補(bǔ)平并打磨修整的痕跡。

第五，刻銘。由于低錫青銅硬度較低、韌性較強(qiáng)，適宜刻銘。故而在鐵質(zhì)工具普遍使用的戰(zhàn)國以來，多見刻銘青銅器的出現(xiàn)（圖7）。

（二）、分鑄法鑄造的青銅器，同一種器物，不同部位之間的合金比例可能不同。由《考工記》可知，古人對(duì)青銅合金的特性已經(jīng)有很高的掌握力。含錫量其耐腐蝕性更好、更硬，也更脆；含銅量越高其耐腐蝕性更差、更軟，也更有韌性。那么如何保證所鑄造的器物集硬度與韌性于一體，鑄造更為結(jié)實(shí)、精良、耐用的器物，成為古人生產(chǎn)實(shí)踐的一大方向。金屬的復(fù)合工藝便是古人對(duì)合金性能認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的必然產(chǎn)物。所謂的金屬復(fù)合工藝是將兩種或兩種以上的性能不同的合金成分運(yùn)用二次鑄造的方法，運(yùn)用到一件器物中來，使器物的不同部位因其作用的不同而調(diào)整合金比例，達(dá)到更為完善的性能。比如說戰(zhàn)國時(shí)期的復(fù)合金屬鑄劍工藝。作為兵器，含錫量太低會(huì)造成鋒利度不夠而不便殺傷；含錫量過高又會(huì)造成其脆性增大而容易折斷。特別是劍這樣較長(zhǎng)的兵器必須做到既堅(jiān)硬鋒利，又堅(jiān)韌不折，這就需要銅與錫的配比恰到好處。戰(zhàn)國時(shí)期的鑄劍師們?cè)谥谱鲃Φ母鱾€(gè)部位時(shí)，有意識(shí)地加以不同處理，使用不同配比的銅、錫合金，使之達(dá)到不同的效果。這即是復(fù)合劍的制作工藝。劍脊含銅較高，能使劍韌性好，不易折斷，而刃部則含錫高、硬度大，使劍非常鋒利（圖8）。

再比如說分鑄法二次鑄造的青銅鼎，由于鼎身、足分鑄，工匠們有理由在鑄腿足之時(shí)，因?yàn)槌兄氐男枰岣吆辖鸪煞种械你~含量，使之更具韌性；在鑄鼎身之時(shí)，適當(dāng)?shù)靥岣咤a的比例，使熔點(diǎn)減低且鑄造紋飾清晰。

這一原理，應(yīng)用到鑒定的實(shí)踐過程時(shí)，應(yīng)注意復(fù)合金屬工藝鑄造的器物，其不同部位因合金成分的不同，會(huì)造成其色澤、氧化速率、銹蝕狀態(tài)等各方面的表征各不一樣。細(xì)查其鑄造工藝特征、使用材質(zhì)，有時(shí)候遇見此類現(xiàn)象之時(shí)，不但不會(huì)疑惑，反而會(huì)更加釋然。比如山西省博物院藏青銅鼎（圖9），鼎身與鼎足明顯在色澤、皮殼、銹蝕狀態(tài)方面均不相同。鼎身紋飾精細(xì)，散發(fā)出白亮色澤，銹蝕物較少；鼎足則明顯銹蝕更為嚴(yán)重，且已經(jīng)失去敦身白亮的光澤。初看覺得可疑，細(xì)察之復(fù)合金屬制造工藝，頓覺開朗。必然是鼎足因?yàn)槌兄氐男枰?，在合金的含錫量方面比鼎身要高一些。這一點(diǎn)也證明了含錫量高的青銅器耐腐蝕能力亦比純銅要強(qiáng)。

（三）、基于對(duì)冶煉技術(shù)掌握程度和合金性能認(rèn)識(shí)的程度及礦產(chǎn)資源的限制，同類器物在不同年代不同地域，合金成分有其自身的特征和演變規(guī)律。這些各自的特征和演變規(guī)律是區(qū)別于其他年代和其他地域的關(guān)鍵因素，掌握這些特征和演變規(guī)律可以用以進(jìn)行真?zhèn)蔚蔫b定。

學(xué)者周衛(wèi)榮曾對(duì)中國古錢幣的合金成分進(jìn)行過深入研究，其研究的部分成果可以用于古錢幣的辨?zhèn)舞b定。比如先秦時(shí)期的貨幣，基于人們對(duì)鑄幣初始階段的朦朧性的認(rèn)識(shí)，各國青銅鑄幣受政治和自然礦產(chǎn)資源的影響較大。在當(dāng)時(shí)中國遠(yuǎn)未統(tǒng)一的背景下，布幣、刀幣、圜錢、蟻鼻錢各種類型的錢幣在各自的行用范圍內(nèi)，各區(qū)域的合金成分及銅、錫、鉛含量差異明顯。秦漢鑄幣的含銅量較之戰(zhàn)國時(shí)期，有普遍的提高。隋唐時(shí)期，銅的成分有所下降，鉛、錫含量開始上升，并且成分分配趨向穩(wěn)定。至北宋，制定了穩(wěn)定而合理的青銅鑄幣配方，這個(gè)配方即合金成分可以作為北宋古錢幣辨?zhèn)舞b定的依據(jù)之一。元明時(shí)期人們熟練掌握了青銅鑄幣技術(shù)，降低了鉛含量，提高了銅含量，而錫含量的比重基本沒有變化。

綜上所述，青銅合金成分各個(gè)時(shí)期的各個(gè)地域的特征可以作為青銅器辨?zhèn)舞b定的一項(xiàng)依據(jù)，這一點(diǎn)幾乎是毫無疑義的。因?yàn)楦鱾€(gè)特定的歷史時(shí)期和地域的青銅器的合金成分，有其合理的演變規(guī)律。然而在青銅器辨?zhèn)螌?shí)際操作過程中，需要注意的是，對(duì)于合金成分的認(rèn)識(shí)和參考，應(yīng)建立在對(duì)各個(gè)地域、各個(gè)時(shí)期的合金成分的大體區(qū)間段合理性的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上，切不可生硬地套用數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)單化地進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比。我們僅對(duì)于明顯出譜，顯著的不符合時(shí)代合金成分特征的青銅器，通過科學(xué)的方法進(jìn)行分析，從而對(duì)其真?zhèn)芜M(jìn)行綜合的評(píng)定，而不應(yīng)將其當(dāng)作單一的指標(biāo)特征來確定青銅器的真?zhèn)?。“求同存異”的原則是需要在利用青銅合金成分進(jìn)行辨?zhèn)舞b定中堅(jiān)持的。也就是說，既要考慮到其特定地域及特定歷史年代下相同器物合金成分的共性規(guī)律，也要考慮到冶鑄過程中包括廢銅再利用等因素造成的合金成分的合理差異性。這種態(tài)度才是科學(xué)的辨?zhèn)舞b定實(shí)踐所應(yīng)具有的。

材質(zhì)分析學(xué)對(duì)青銅器原材料雜質(zhì)測(cè)定的鑒定學(xué)意義

不同時(shí)代、不同地域的青銅器，其鑄造原材料使用的合金配比與習(xí)慣各不相同，其所伴生的微量元素亦不一致。比如有學(xué)者通過對(duì)商周時(shí)期青銅器成分的分析，確定其不含雜質(zhì)元素鋅，那么新仿商周器的合金成分如果含有鋅的成分，被判定為仿品的證據(jù)就會(huì)比較充分。當(dāng)然，在利用原材料雜質(zhì)成分的分析是，我們要注意以下幾個(gè)原理：

第一，要找準(zhǔn)特定的檢測(cè)分析元素。文獻(xiàn)資料記載和考古工作的實(shí)踐均證明銅料的來源渠道多樣。我們?cè)谶M(jìn)行成分分析的時(shí)候，切不可簡(jiǎn)單化地進(jìn)行幾項(xiàng)主要成分?jǐn)?shù)據(jù)的測(cè)定，然后通過類比來辨別青銅器的真?zhèn)?。這在理論上是行不通的。從總體方面而言，古代銅礦采冶遺址限于冶煉技術(shù)的原因，其實(shí)并不復(fù)雜。目前調(diào)查或發(fā)掘的大型的或比較大型的冶礦遺址主要分布在江西、湖南、湖北、安徽、內(nèi)蒙古、新疆、云南等地。數(shù)量并不太多，采集材料進(jìn)行分析也并非難事，工作量亦較陶瓷標(biāo)本數(shù)據(jù)的采集小得多。關(guān)鍵是如何分析這些數(shù)據(jù)為鑒定服務(wù)的問題。事實(shí)上，商周青銅器銅料伴生的微量元素的分析仍有很大的文章可做。因?yàn)殂~礦所伴生的微量元素是各不相同的。目前的偽古銅器以現(xiàn)今精煉的紅銅與其他金屬配比鑄造，從理論上來講其伴生的微量元素與古銅礦所采冶的銅料是不一致的。只是具體測(cè)哪幾類成分、怎么測(cè)、如何進(jìn)行分析和研究運(yùn)用到文物鑒定的領(lǐng)域，尚需作進(jìn)一步的研究，這是學(xué)科未來發(fā)展的一個(gè)方向之一，前景極為廣闊。

第二，在材質(zhì)分析檢測(cè)的過程中，一定要嚴(yán)格遵守科學(xué)的操作規(guī)程，慎重對(duì)數(shù)據(jù)的取舍。

第三，要正確分析干擾因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。比如受過污染的青銅器在取樣的時(shí)候，可能會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成巨大的影響。

目前對(duì)于古代青銅器合金成分微量元素分析，取得較大成果的是對(duì)于鉛同位素檢測(cè)方面。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于金屬材料而言，鉛同位素具有一定的指紋性特征，由同一種礦煉出來的鉛的同位素比，不隨時(shí)間和冶煉、鑄造過程而變化，我們可以通過鉛同位素的比值來測(cè)定特定時(shí)間特定產(chǎn)地的青銅器的合金成分特征。

小結(jié)

青銅器的辨?zhèn)螒?yīng)建立在識(shí)真的基礎(chǔ)上，識(shí)真是一個(gè)艱巨的科研任務(wù)。青銅器的材質(zhì)作為青銅器構(gòu)成的基本要素之一，是我們進(jìn)行“識(shí)真”研究的重要對(duì)象和內(nèi)容，對(duì)青銅器材質(zhì)的分析與研究也就成為青銅器辨?zhèn)舞b定的一大重要方法。

只有進(jìn)行多學(xué)科的深入研究，并主動(dòng)積極地利用相關(guān)自然科學(xué)的先進(jìn)成果，我們對(duì)于古代青銅器的認(rèn)識(shí)才會(huì)更深刻。當(dāng)然，也只有對(duì)古代青銅器本身的認(rèn)識(shí)越深刻，我們對(duì)其辨?zhèn)舞b定的能力才會(huì)越強(qiáng)。