冶金考古收獲來自田野和實(shí)驗(yàn)室的密切結(jié)合

陳建立

冶金考古是對(duì)古代金屬及有關(guān)礦冶遺存開展研究的一個(gè)考古學(xué)分支學(xué)科，其研究對(duì)象既包括遺跡、遺物等物質(zhì)性載體，也包括技術(shù)思想、傳統(tǒng)工藝等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，涉及人與自然的關(guān)系、社會(huì)生產(chǎn)組織、社會(huì)結(jié)構(gòu)等多方面研究問題。冶金考古研究既需要運(yùn)用考古學(xué)、歷史學(xué)、歷史地理學(xué)、民俗學(xué)和民族學(xué)等人文社會(huì)科學(xué)的研究方法，也需要采用環(huán)境、地質(zhì)、礦業(yè)、冶煉、鑄造、壓力加工、腐蝕與防護(hù)、理化分析和年代測(cè)定等自然科學(xué)的技術(shù)與方法，是名副其實(shí)的交叉學(xué)科。冶金考古需要有自己的理論與方法體系，但以往這方面的研究較為薄弱，近年來國(guó)內(nèi)的冶金考古從田野到實(shí)驗(yàn)室，從研究、保護(hù)到傳承、利用，都取得了一系列新成果，在研究方法上也有一定突破。本期“技術(shù)與生業(yè)”專欄刊出的8篇論文體現(xiàn)了冶金考古田野與實(shí)驗(yàn)室緊密結(jié)合的這種進(jìn)步。

冶金考古的收獲來自田野

通過對(duì)礦冶遺存的年代、文化屬性、技術(shù)狀況和空間分布的綜合分析，可了解古代冶金活動(dòng)及其背后的生產(chǎn)組織、社會(huì)結(jié)構(gòu)和人類行為等方面信息；通過對(duì)礦冶遺存保存現(xiàn)狀的考察，探索其埋藏過程和保護(hù)方法，可為隨后的保護(hù)、利用和綜合管理提供科學(xué)依據(jù)。因此，針對(duì)礦冶遺址的空間結(jié)構(gòu)、功能、生產(chǎn)組織、資源使用、產(chǎn)品分配、冶金活動(dòng)與自然環(huán)境的關(guān)系及保護(hù)等問題，進(jìn)行田野調(diào)查與發(fā)掘是冶金考古的重要工作內(nèi)容，也是冶金考古的研究基礎(chǔ)。

本專欄刊發(fā)的湖南冶金考古的3篇論文，就是通過湖南桂陽桐木嶺礦冶遺址的田野工作，進(jìn)一步促進(jìn)從田野考古角度，對(duì)礦冶遺址調(diào)查、發(fā)掘、資料整理和檢測(cè)分析方法進(jìn)行思考的結(jié)果。桐木嶺遺址考古調(diào)查與發(fā)掘工作的順利開展，很大程度是由于桂陽縣政府有強(qiáng)烈的需求。桂陽縣文化和宣傳部門對(duì)當(dāng)?shù)氐V冶遺址已有很長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)查，對(duì)有關(guān)礦冶活動(dòng)的史料、傳說和文學(xué)作品有系統(tǒng)的梳理，且對(duì)這些遺址的研究、保護(hù)和利用有更深層次的文化建設(shè)方面的迫切需求，因此尋求合作開展考古調(diào)查、發(fā)掘和研究工作。通過田野考古調(diào)查，研究團(tuán)隊(duì)初步掌握了桂陽地區(qū)礦冶遺址具有“移礦就煤”的分布規(guī)律，明確其冶煉和年代性質(zhì)；為進(jìn)一步判定冶煉作坊布局、煉爐結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)確定年，選擇桐木嶺遺址，以聚落考古理念為指導(dǎo)，進(jìn)行主動(dòng)性考古發(fā)掘。發(fā)掘工作完整揭露出焙燒礦石、煉鋅操作的工作面，獲取了作坊布局、焙燒爐、冶煉爐、精煉爐等多方面珍貴信息。檢測(cè)工作也在發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室同步展開，為即時(shí)獲取信息和判定遺址性質(zhì)提供幫助。與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還開展了與礦冶活動(dòng)有關(guān)的道路、村落、人群和傳統(tǒng)工藝方面的綜合性田野調(diào)查，搜集整理有關(guān)家譜、族譜、奏折等民間和官方檔案資料。本項(xiàng)工作以田野考古為基礎(chǔ)，從各方面入手，整體研究明清時(shí)期桂陽煉鋅手工業(yè)的發(fā)展面貌和產(chǎn)品流通問題，研究成果在當(dāng)?shù)氐奈幕ㄔO(shè)中起到重要作用。

《湖南冶金考古主要收獲：以銅、鐵、鋅為例》一文是桐木嶺遺址考古發(fā)掘領(lǐng)隊(duì)、湖南省文物考古研究所莫林恒副研究員結(jié)合這幾年從事冶金考古的親身經(jīng)歷，對(duì)湖南冶金考古工作的整體思考。文章從礦冶遺存的發(fā)現(xiàn)與發(fā)掘、金屬器的制作工藝、合金成分和鉛同位素比值的檢測(cè)分析等多個(gè)方面，闡述了湖南省冶金考古的主要收獲，認(rèn)為湖南商周青銅器與中原關(guān)系密切，但不排除本地鑄造或利用本地礦源的可能性：湘西是漢代南方地區(qū)重要的鋼鐵冶鑄中心；湘南為唐宋至明清時(shí)期多金屬冶鑄中心。該文還分析了目前湖南冶金考古研究所面臨的問題，指出今后需加強(qiáng)青銅器、鐵器的鑄造工藝以及科技檢測(cè)分析，并建議在更深入系統(tǒng)地開展礦冶遺址調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇重要遺址開展主動(dòng)性發(fā)掘，以帶動(dòng)冶金考古研究取得新的突破。

當(dāng)然這些工作的開展，需要從研究方法和實(shí)踐層面進(jìn)行突破，《從蒸餾罐看湖南桂陽桐木嶺遺址煉鋅技術(shù)》和《清代桂陽州煉鋅業(yè)初探》兩篇文章則是在這個(gè)思想指導(dǎo)下完成的。前者通過對(duì)桐木嶺遺址出土蒸餾罐和爐渣的顯微組織和化學(xué)成分的分析，結(jié)合考古發(fā)現(xiàn)和文獻(xiàn)記載，更全面地復(fù)原了桐木嶺的煉鋅技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了考古材料和文獻(xiàn)記載難以提供的技術(shù)信息。這說明檢測(cè)分析是從科學(xué)上正確認(rèn)識(shí)冶鑄遺物的制作工藝和冶煉流程的最為關(guān)鍵和直接的途徑。后者結(jié)合歷史文獻(xiàn)和發(fā)掘資料，對(duì)清代桂陽州的煉鋅業(yè)進(jìn)行了綜合分析和研究，初步揭示清代桂陽州煉鋅業(yè)的整體面貌。清代桂陽州煉鋅業(yè)從采礦、冶煉到產(chǎn)品流向，政府都起到了重要作用，最后形成了桂陽州特有的煉鋅生產(chǎn)管理模式。該研究說明，古代煉鋅業(yè)與其所在的社會(huì)密切相關(guān)，需要結(jié)合歷史學(xué)的研究方法進(jìn)行探討。

筆者認(rèn)為，從田野考古層面開展湖南冶金考古研究還有其獨(dú)特意義。首先通過商周青銅器和青銅冶鑄遺存的研究，可探討當(dāng)時(shí)中原與南方之間青銅冶鑄技術(shù)的交流、資源特別是金屬錫的流通問題，是整體認(rèn)識(shí)先秦時(shí)期冶金手工業(yè)發(fā)展面貌不可或缺的工作。其次，通過對(duì)鋼鐵制品，特別是長(zhǎng)沙楚墓出土鐵器重新進(jìn)行年代學(xué)和制作技術(shù)研究，可為探索南方地區(qū)鐵器化的進(jìn)程、中原地區(qū)生鐵技術(shù)向南方地區(qū)的傳播等重要學(xué)術(shù)課題提供科學(xué)資料。第三，歷史時(shí)期湖南大規(guī)模冶煉生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)金屬除供應(yīng)當(dāng)?shù)睾椭醒胝酝?，還可能參與了當(dāng)時(shí)的世界貿(mào)易，從更大的范圍和視野下觀察湖南冶金工業(yè)的發(fā)展歷程，是中國(guó)冶金考古總體研究目標(biāo)之所需。最后，湖南擁有大量礦冶遺址，是礦冶文化遺產(chǎn)研究、保護(hù)和利用的寶庫(kù)，是促進(jìn)當(dāng)?shù)匚幕ㄔO(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，也需要將冶金考古研究與地方社會(huì)、文化和經(jīng)濟(jì)建設(shè)緊密結(jié)合起來，整體提升學(xué)術(shù)研究服務(wù)社會(huì)的能力。

冶金考古的收獲來自實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析是冶金考古獲取科學(xué)數(shù)據(jù)、進(jìn)行各項(xiàng)認(rèn)知的重要步驟，而檢測(cè)分析及相關(guān)數(shù)據(jù)的解釋方法需要有所突破。田野考古冶金遺存種類豐富、檢測(cè)分析涉及到多學(xué)科的理論和實(shí)踐，但事實(shí)上，目前傳統(tǒng)考古學(xué)與冶金考古研究仍然存在“兩張皮”的現(xiàn)象，所以冶金考古的檢測(cè)分析和研究結(jié)果要真正為考古學(xué)研究服務(wù)，冶金考古工作者就必須親自走向田野，參與到田野考古調(diào)查與發(fā)掘中去，用自身的優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特的觀察角度研究冶金遺物的分布和堆積狀況等問題，并針對(duì)不同遺址的性質(zhì)設(shè)計(jì)可行的檢測(cè)方法。成熟的方法不僅要推廣使用，更應(yīng)該深入探索方法的更新，新興的技術(shù)、方法也要在驗(yàn)證后引入一線工作。例如，關(guān)于古代金屬礦料來源的研究，目前應(yīng)用較多的是鉛同位素比值和微量元素分析方法。盡管有所爭(zhēng)議，但取得的成績(jī)同樣有目共睹。在深入發(fā)展的基礎(chǔ)上，引入新的手段或思路是必要的。再如，關(guān)于古代鋼鐵制品材質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)、通過爐渣分析推定冶煉技術(shù)，只有在冶金學(xué)理論的指導(dǎo)下，才能對(duì)檢測(cè)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)解釋。

《河南省桐柏縣文管會(huì)藏商周青銅器的檢測(cè)分析》一文對(duì)桐柏縣出土9件商周青銅器進(jìn)行檢測(cè)分析。平氏五里墩銅爵使用了高放射性成因鉛，補(bǔ)充了二里岡上層階段該類鉛料在豫南鄂北地區(qū)的應(yīng)用實(shí)例；其合金元素含量較低，則又與鄭州商城和盤龍城等地青銅容器似有差異。二里岡上層時(shí)期的青銅器已有相當(dāng)數(shù)量，但檢測(cè)工作集中在重要都邑的器群，缺少對(duì)于次級(jí)聚落所見銅器的分析。桐柏縣五里墩銅器的分析，就是試圖對(duì)商代早期不同等級(jí)聚落所見銅器的生產(chǎn)、分配與流通進(jìn)行數(shù)據(jù)的積累。從學(xué)術(shù)的預(yù)期方向來講，今后也應(yīng)對(duì)河南及周邊地區(qū)零散發(fā)現(xiàn)的銅器進(jìn)行分析研究。桐柏是春秋前期淮夷文化的西界，青銅器具有獨(dú)特的風(fēng)格和技術(shù)面貌。鐘鼓堂所出簋與壺采用高鉛焊料，是低熔點(diǎn)釬焊技術(shù)的早期實(shí)例。張相公莊及鐘鼓堂出土青銅器的合金成分在漢淮地區(qū)具有代表性，反映金屬資源較為充裕。鐘鼓堂器群的鉛同位素比值恰好包含早晚兩類，同襄陽沈崗M1022一樣，落在了兩類金屬原料相替的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，據(jù)此可以細(xì)化其年代認(rèn)識(shí)。經(jīng)過三十余年的研究討論，鉛同位素分析在溯源研究上取得了很大成績(jī)，近年對(duì)數(shù)據(jù)的解讀不僅限于分辨差異，也開始關(guān)注時(shí)代共性，并由此為青銅器的分期研究提供新的視角。

《廣州增城廟嶺出土四件先秦銅器的科學(xué)分析》介紹了廣東增城廟嶺出土的四件器物的合金成分，補(bǔ)充了嶺南青銅時(shí)代晚期的科技研究實(shí)例。文章邏輯清晰，對(duì)比實(shí)例選擇恰當(dāng)，與同時(shí)期東江流域等地出土器物進(jìn)行比較，對(duì)認(rèn)識(shí)這一地區(qū)青銅器的原料和制作工藝有所裨益。盡管這四件銅器不是科學(xué)發(fā)掘所得，但可為嶺南先秦銅器的科學(xué)分析積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為建立嶺南先秦銅器合金體系奠定基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)一步研究嶺南文化交流傳播具有重要價(jià)值，建議今后結(jié)合器物的紋飾風(fēng)格，采用鑄造工藝、微量元素含量、鉛同位素比值進(jìn)行更綜合的研究，以給出更加明確的年代和產(chǎn)地信息。相對(duì)于南方其他地區(qū)而言，以往對(duì)廣東出土青銅器的檢測(cè)分析較少，對(duì)礦冶遺址的專門研究也不多見，因此，我們呼吁今后應(yīng)加強(qiáng)廣東地區(qū)的冶金考古研究。

盡管以往關(guān)于中國(guó)古代鋼鐵技術(shù)研究有重大收獲，但在鋼鐵制品及冶鐵遺物的檢測(cè)分析及相關(guān)數(shù)據(jù)的解釋方面仍有許多需要討論的空間。如關(guān)于中國(guó)冶鐵技術(shù)起源的時(shí)間和機(jī)制、生鐵冶煉及生鐵制鋼的爐渣特征、炒鋼技術(shù)的發(fā)明動(dòng)因及判定標(biāo)準(zhǔn)等問題，既是古代鋼鐵技術(shù)研究的難點(diǎn)，也是國(guó)際學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。特別是尚未建立起公認(rèn)的炒鋼、塊煉滲碳鋼以及對(duì)應(yīng)的冶煉、炒煉或精煉技術(shù)的判定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了從塊煉鐵到生鐵冶煉技術(shù)的演變規(guī)律、對(duì)不同地區(qū)古代冶鐵技術(shù)和鐵器材質(zhì)的正確判定以及對(duì)鋼鐵技術(shù)傳播與交流的認(rèn)識(shí)。因此，我們需要結(jié)合田野考古資料，通過詳實(shí)的檢測(cè)分析，對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行深入研究才可能有更準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

《淺析中國(guó)古代生鐵冶煉中的磷》一文通過對(duì)幾處冶鐵遺址出土爐渣和積鐵的金相學(xué)、掃描電鏡能譜成分分析，一方面判定了這些遺址的生鐵冶煉技術(shù).另一方面也試圖通過磷在冶煉過程中流向的冶金學(xué)分析，來尋找判定炒鋼操作的可能判定依據(jù)。關(guān)于炒鋼判定標(biāo)準(zhǔn)的研究，自上世紀(jì)80年代起，北京科技大學(xué)的柯俊、韓汝玢先生已進(jìn)行了大量探索，并在90年代后期兩位先生指導(dǎo)筆者重新對(duì)炒鋼制品的金相組織特征、夾雜物的成分和形態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)、深入的檢測(cè)分析，試圖給出一個(gè)將炒鋼區(qū)別于鑄鐵脫碳鋼和塊煉滲碳鋼的判定標(biāo)準(zhǔn)。但由于受當(dāng)時(shí)檢測(cè)分析條件限制，尤其是缺乏有明確考古背景的炒鋼冶煉遺存，我們給出的炒鋼判定標(biāo)準(zhǔn)在某種程度上是定性的、經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，還缺乏理論的支撐。隨后，李延祥教授提出古代鍛造成形的鋼鐵制品中含磷非金屬夾雜物可作為炒鋼工藝存在的判據(jù)，為炒鋼問題給出了一個(gè)新視角。近年來，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上，結(jié)合考古發(fā)掘資料，嘗試從理論層面研究爐渣、鐵制品中磷酸鈣的形成機(jī)理與冶煉加工模式之間的關(guān)系。隨著更多的生鐵冶鑄遺物及鐵器樣品被檢測(cè)分析，以及積累的分析數(shù)據(jù).我們發(fā)現(xiàn)一些新的規(guī)律性現(xiàn)象，并試圖對(duì)這些新現(xiàn)象進(jìn)行剖析。本文就是在這一背景下完成的，盡管有一定收獲，但今后仍需從史料整理、田野調(diào)查和發(fā)掘、檢測(cè)分析和實(shí)驗(yàn)考古等各方面開展更深入的研究.才能真正推動(dòng)這方面的研究進(jìn)展。

《廣西古代生鐵高錳渣與中國(guó)生鐵冶煉技術(shù)多樣化發(fā)展》一文報(bào)道了廣西玉林市興業(yè)縣龍安鎮(zhèn)到大平山鎮(zhèn)約30平方千米范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的.迄今世界最早、規(guī)模最大的高錳渣生鐵冶煉遺址群的研究成果。本文初步揭示了廣西玉林地區(qū)古代生鐵冶煉技術(shù)面貌，為探討該技術(shù)在嶺南地區(qū)傳播的時(shí)空框架、多樣性發(fā)展面貌、及其對(duì)歷史文化的影響，并為遺址保護(hù)提供了新的科學(xué)依據(jù)。誠(chéng)如該文對(duì)高錳渣生鐵冶煉技術(shù)研究處于初步研究階段的判斷，還有一系列亟待解決的問題：廣西古代高錳渣生鐵冶煉遺址的時(shí)空分布規(guī)律如何？為何以錳礦而不是以當(dāng)?shù)爻Ｒ姷氖沂癁橹蹌?？高錳渣生鐵冶煉與高鈣渣生鐵冶煉的技術(shù)是否存在差異？玉林地區(qū)及周邊各地區(qū)是否存在生鐵制鋼如炒鋼等工藝？這些問題的解決，需要田野考古與實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析工作更加密切的結(jié)合。

冶金考古的收獲來自多學(xué)科的密切結(jié)合

冶金考古的發(fā)展也需要加強(qiáng)與歷史地理、民族學(xué)等更多其它學(xué)科田野工作的結(jié)合。冶金考古需要了解古代冶金活動(dòng)背后人的作用、人與自然的關(guān)系，這是冶金考古研究的難點(diǎn)之一。通過借鑒歷史地理、民族學(xué)、人類學(xué)等學(xué)科的田野工作經(jīng)驗(yàn)，并從科技史、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的理論和方法中汲取營(yíng)養(yǎng)，以多學(xué)科結(jié)合的方式來拓展冶金考古的研究方法與材料，可成為解決冶金考古問題的重要途徑之一。《鎳白銅在美洲的發(fā)現(xiàn)》一文通過結(jié)合歷史文獻(xiàn)、影像資料、考古出土器物、博物館藏文物與檢測(cè)分析的方法，并利用當(dāng)?shù)氐拿褡逯静牧?，考察了美洲地區(qū)一種名為阿爾帕卡（alpaca）的金屬材料，發(fā)現(xiàn)其很可能是一種含有銅鎳鋅的三元合金，即鎳白銅。該文頗有新意，應(yīng)鼓勵(lì)這樣的工作。

總之，冶金考古或礦冶文化遺產(chǎn)研究，需要注重從技術(shù)的角度看其對(duì)推進(jìn)人類科技進(jìn)步的作用，需要注重從人與資源、環(huán)境的互動(dòng)方面綜合考察礦冶活動(dòng)，也需要注重從貿(mào)易、交流的角度來看礦冶活動(dòng)在更廣泛時(shí)空范圍內(nèi)的影響。我們面對(duì)的礦冶文化遺產(chǎn)是活態(tài)的，與過去、現(xiàn)在和未來關(guān)系密切，因此融合多學(xué)科的田野和實(shí)驗(yàn)室工作方法，是冶金考古能夠不斷取得新收獲的保障。