湖南冶金考古主要收獲：以銅、鐵、鋅為例

莫林恒

摘要：本文以銅、鐵、鋅三種金屬為代表，考察了當(dāng)前湖南境內(nèi)礦冶考古發(fā)現(xiàn)以及金屬遺物的考古學(xué)研究、鑄造工藝與科技檢測分析的成果。認為在商周、楚漢、唐宋以及明清等時期湖南境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的金屬器多有精品，且具有顯著的本地特色，表明了湖南是中國重要的金屬冶煉與制造中心之一。這固然與湖南境內(nèi)豐富的礦產(chǎn)資源有關(guān)，但同時也因為湖南能夠較快地將中原先進技術(shù)本地化.并加以創(chuàng)新，有的方面甚至達到了當(dāng)時最先進的水平.從而創(chuàng)造出了獨特的冶金文明.并成為了中華冶金文明中重要的組成部分。

關(guān)鍵詞：湖南；冶金考古；青銅器；鐵器；桐木嶺遺址

湖南是我國著名的“有色金屬之鄉(xiāng)”，礦冶歷史悠久，出土了大量商周時期精美的青銅器，西漢時期曾在湖南設(shè)長江以南唯一的“金官”，東漢設(shè)“鐵官”，從唐宋至明清時期一直是我國的礦冶重鎮(zhèn)。在湖南曾發(fā)現(xiàn)過開采、冶煉、鑄造銅、鐵、鋅等金屬的重要礦冶遺跡，出土了銅、錫、鐵、金、銀、鉛、鋅等各類金屬制品，并有大量與礦冶有關(guān)的歷史文獻記載。近年來湖南省文物考古研究所聯(lián)合北京大學(xué)考古文博學(xué)院、中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所、北京科技大學(xué)等單位在湘江下游開展了對商周時期冶鑄遺址的調(diào)查，在湘南開展了對歷史時期多金屬冶煉遺址的調(diào)查，并通過2016年對桂陽桐木嶺遺址主動性發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)了一處保存狀況較好、遺跡結(jié)構(gòu)功能清楚、出土冶煉遺物豐富的古代煉鋅遺址，極大地推動了湖南冶金考古工作。本文將以銅、鐵、鋅三種金屬為代表，梳理湖南省的礦冶考古研究歷史，揭示湖南冶金考古的成就，并探討未來的工作方向。

一、商周青銅器的發(fā)現(xiàn)與銅礦的開采

目前湖南出土了較多商周時期青銅器，總數(shù)達500余件，是商周考古的重要研究資料。石門皂市遺址曾發(fā)現(xiàn)的商時期冶煉遺跡與湖南麻陽發(fā)現(xiàn)的一處楚國銅礦開采遺址都為研究先秦時期湖南的采礦、冶鑄技術(shù)提供了重要線索。

1、湖南商周青銅器的發(fā)現(xiàn)與研究

湖南是我國南方出土商周銅器比較集中的地區(qū)之一。上個世紀以來，陸續(xù)出土商周銅器（不包括楚式銅器）總數(shù)達500余件，這其中包括如四羊方尊、虎食人卣、人面方鼎、象尊、豕尊、牛尊、大鐃等，造型優(yōu)美、裝飾華麗、工藝精湛，與中原地區(qū)出土的青銅器相比毫不遜色，這些青銅器無疑是研究南方乃至整個中國青銅文明不可或缺的重要素材。

由于大部分青銅器都出土于窖藏，且未經(jīng)科學(xué)發(fā)掘，這對判斷青銅器的年代、族屬、性質(zhì)造成了很大的困擾。湖南商周青銅器研究的最核心問題是這些青銅器是本土鑄造，還是從外地傳入，爭論的意見基本處在“有”與“沒有”兩個極端。

目前，高至喜、何介鈞、熊傳薪、施勁松、熊建華、王恩田、向桃初等學(xué)者都對湖南商周青銅器進行過系統(tǒng)的研究，并就這批商周銅器的產(chǎn)地、文化屬性、來源、性質(zhì)等提出了自己的觀點和解釋。其中前五位先生雖然在銅器的類型劃分、類型名稱及各類型銅器鑄造者的族屬甚至銅器的具體年代判定上有分歧，但他們均認為湘江流域在商代晚期已經(jīng)開始鑄造大量的青銅器，即湖南商代晚期有一個較為發(fā)達的青銅文明。這一看法已被國內(nèi)外學(xué)者所認同，成為湖南出土的商周銅器性質(zhì)的主流認識。他們依據(jù)器形、紋飾、銘文等特征，大體將湖南商周青銅器分為三大類：第一類是中原型，即器形、紋飾與中原青銅器完全相同，銘文中的“父乙”、“戈”、“鳳”、“祖丁”等，均在中原青銅器中可以找到。第二類是中原與地方型的結(jié)合體，造型、紋飾、風(fēng)格基本和中原一致，但又不同程度地表現(xiàn)出地方特色，可能是商人或周人到湖南后吸取當(dāng)?shù)匚幕卣鞫诒镜罔T造的，這就包括人面紋鼎、四羊方尊、豕尊、象尊、牛尊等。第三類是地方型，造型、紋飾、風(fēng)格基本上是土著特色，但有些方面又受到中原影響，這主要有各式的銅鐃、镈、甬鐘、銅斧等。但是，王恩田先生和向桃初先生則認為湘江流域出土的商周青銅器主要是商末周初殷移民南下帶來和到本地后鑄造的，湘江流域商代晚期可能并不存在一個發(fā)達的青銅鑄造中心。

我們認為湖南商周青銅器的核心鑄造技術(shù)很可能是來源于中原商王朝，是商人或周人到湖南后吸取當(dāng)?shù)匚幕卣鞫诒镜罔T造的，形成了有地方特色的青銅文明。有關(guān)湖南青銅器的年代、文化屬性和鑄造產(chǎn)地的討論無疑還會繼續(xù)深入。應(yīng)該看到湖南擁有較為豐富的銅、錫、鉛資源，銅、錫、鉛等礦料的開采、冶煉、鑄造是一條生產(chǎn)鏈，需要有效的組織管理。同時，以動物型為代表的青銅器明顯具有地方特色，在出土青銅器較為集中的溈水流域發(fā)現(xiàn)了炭河里和高砂脊遺址，尤其是炭河里遺址發(fā)現(xiàn)了城墻、壕溝、宮殿建筑，其規(guī)模較大、規(guī)格較高，在文化等次上與發(fā)現(xiàn)的銅器群是相匹配的，這些都是研究湖南商周青銅器的重要線索。從更廣闊的視角研究商王朝勢力對于湖南的影響，分析湖南青銅器的礦料來源和冶鑄工藝，尤其是如何合理解釋青銅器與炭河里文化的關(guān)系等，均是目前研究湖南商周青銅器的關(guān)鍵問題。

2、商周青銅器鑄造工藝與科技檢測

湖南商周青銅器的鑄造工藝是青銅器研究的重要內(nèi)容，對探討商周時期南方青銅器的地域特征具有重要意義，但其制作技術(shù)體系與考古學(xué)文化面貌一樣復(fù)雜。因此，一方面需要針對各時期的典型器物做更為細致的個案研究，另一方面需要與中原及周邊各地區(qū)進行充分的比較。

廉海萍、譚德睿將其制作技術(shù)體系概括為三類：中原技術(shù)鑄造、仿中原技術(shù)鑄造和自主創(chuàng)新設(shè)計鑄造；并梳理出引進中原技術(shù)與器物、由當(dāng)?shù)刈孕性O(shè)計鑄造較為粗陋的器物、當(dāng)?shù)赝耆莆辗惰T技術(shù)并有所創(chuàng)新的三個階段。

2015年湖南省博物館與中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所合作，對湖南省博物館藏30件商周青銅器進行技術(shù)研究，目前發(fā)表了部分成果。蘇榮譽等學(xué)者對湖南省博物館藏石門卣、華容折肩尊、桃江金泉馬簋等重要青銅器進行了風(fēng)格和工藝分析，認為石門卣、華容折肩尊屬于商代南方類型，鑄造于商代南方作坊，其中石門卣以其蓋、腹扉棱分鑄最具特色。周文麗等學(xué)者發(fā)現(xiàn)四羊方尊口沿和羊角殘片采用了不同的合金比例，說明羊角和器身是分鑄的。

湖南商周青銅器的系統(tǒng)科技檢測分析起步較晚。早期主要是對四羊方尊、人面紋鼎等重要青銅器進行過成分分析。近20年來，隨著望城高砂脊及寧鄉(xiāng)炭河里遺址考古綜合研究的開展，內(nèi)田純子、馬江波、金正耀等學(xué)者利用鉛同位素比值對溈水流域商周青銅器群的產(chǎn)地進行了有益探索。馬江波測定了湘東北銅鼓山類型及費家河文化青銅器、春秋時期越人青銅器的鉛同位素比值，將湖南商周青銅器所用礦料構(gòu)成了完整連續(xù)的序列。岳陽銅鼓山遺址銅器中包含高放射性成因鉛，說明這類特殊鉛在長江以南的出現(xiàn)時間可以早至二里崗上層階段。寧鄉(xiāng)青銅器中，部分器物使用了殷墟早期十分流行的高放射性成因鉛，也有部分使用流行于商末周初中原地區(qū)的一類普通鉛。據(jù)此，馬江波與金正耀認為晚商時期湖南并無利用就近金屬資源的跡象，反倒與中原存在著密切的礦料交流。西周時期的高砂脊器群中不再見到高放型鉛，內(nèi)田純子認為高砂脊器群所用礦料來自中原，而馬江波則認為以高砂脊M5為代表的部分器物使用了來自湘南的鉛，這暗示了湘南地區(qū)多金屬礦資源可能在西周時期就得到開發(fā)。

湖南是歷史時期重要的鉛、錫產(chǎn)地，許多研究者關(guān)注湖南商周青銅器中的錫含量。馬江波認為湖南商周各時期不同文化類型銅器的合金技術(shù)較為統(tǒng)一，容器多為鉛錫青銅和錫青銅，兵器和工具類銅器多為錫青銅，據(jù)此認為用錫較多是湖南商周時期合金配比特征。劉亮對湖南省博物館藏青銅器腐蝕產(chǎn)物進行了分析，發(fā)現(xiàn)多件器物表面銅流失嚴重，導(dǎo)致氧化錫富集。湖南青銅器是否含錫比例較高，考慮到精美銅器中錫含量高還可能受到器物等級的影響，工具及兵器又受到機械性能限制，必須加入足量的錫。故而因此這一觀點的檢驗仍然還需要更多科技檢測。

湖南楚漢時期青銅器數(shù)量多、分布廣。然而，目前科技分析工作明顯不足，這與商周時期充實的綜合研究形成了反差，也限制了商周青銅器科技檢測數(shù)據(jù)的解讀與研究。崔劍鋒對常德楚墓出土青銅器進行了分析，將便攜式XRF無損分析與取樣分析結(jié)合，又通過顯微金相進行觀察，發(fā)現(xiàn)了一件銅戈經(jīng)過淬火處理，銅天平盤則為鍛制成型。這些發(fā)現(xiàn)反映了戰(zhàn)國時期青銅器的制作工藝趨于多樣化。若能對湖南地區(qū)戰(zhàn)國及漢代青銅器進行更為系統(tǒng)的科技檢測，定會對研究湖南自商周以來青銅器所使用的礦料來源，鑄造工藝的發(fā)展演變提供更多幫助。

3、商周時期銅的開采、冶鑄遺存

商周時期湖南發(fā)現(xiàn)的礦冶遺址有石門皂市遺址和麻陽銅礦開采遺址。

湖南石門皂市遺址發(fā)現(xiàn)了商時期的冶鑄遺存。在T9探方發(fā)現(xiàn)一個比較完整的熔爐，爐體長1.5、寬0.8米，可分辨火道與爐膛兩部分，火道兩壁墻體內(nèi)層燒結(jié)，地平，底部為含炭黑灰土，全長約75、寬35、殘高40厘米，略似簸箕形（圖一）。爐膛坍塌，根據(jù)遺跡推斷為橢圓形，爐膛內(nèi)出土陶大口缸殘片多塊，爐膛周圍10平方米范圍內(nèi)，散布有七八塊銅渣，最大一塊面積達50平方厘米。發(fā)掘者推測這里可能是一座熔銅爐。1984年夏，冶金考古專家李京華先生考察該遺址時，從燒土塊中發(fā)現(xiàn)三件泥質(zhì)鑄范，其中一件是柱狀鼎足范，說明此遺址有鑄銅作坊。

湖南麻陽發(fā)現(xiàn)一處銅礦開采遺址，位于湘西沅麻盆地中段，東側(cè)的辰溪、麻陽兩縣交界之處的九曲灣。1982年由湖南省博物館等單位的考古工作者和麻陽銅礦工程技術(shù)人員組成聯(lián)合調(diào)查組，對古礦井做了比較全面的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了古礦井14處，其中12處為礦井式地下開采，1處為露天開采，1處塌陷不明。根據(jù)出土的遺物結(jié)合碳十四測年數(shù)據(jù)等綜合因素，判斷一部分古礦井為戰(zhàn)國時期。通過調(diào)查和清理，主要發(fā)現(xiàn)了一段保存比較完整的古礦井結(jié)構(gòu)，傾斜分層采礦和礦山巷道遺跡，以及“火爆法”的煙熏痕跡，在礦井的頂部和側(cè)壁上，仍保存有鐵鏨開采痕跡。發(fā)掘清理出的遺物有木、鐵、陶質(zhì)的器物，大多數(shù)是當(dāng)時的采礦工具，少數(shù)是當(dāng)時的生活用器，如木槌、木撮瓢、木舀瓢、木撬棍、木楔、木手鏟、木杯、鐵鏨、鐵錘、陶罐、陶豆和少量竹片及大量藤條等。

2202號“老窿”有分上下兩層開采的情況，即將厚1.4-1.87米的礦層分兩層依次開采了上下的富礦，留下中間的貧礦（中間一層屬于灰白色長石石英細砂巖，含銅0.2%左右，厚0.4米），形成“樓板式結(jié)構(gòu)”（圖二）。更重要的是利用中間0.4米厚的貧礦層穩(wěn)定性當(dāng)頂板做天然護頂，并在跨度大的采空區(qū)內(nèi)，保留粗壯的“I”字形礦柱或隔墻。在跨度較大的相鄰礦柱之間，又輔以木支柱，以防止礦井頂部因壓力過大而下塌。有一段古礦井的木支柱仍然保存原來的布局和形狀。分左右兩排排列有一定的規(guī)則。左壁有7根，基本處于一條直線上，右壁也有7根。左、右兩壁的木支柱，基本上是對稱的。這些開采方法一方面達到了“舍貧礦、取富礦”的目的，另一方面保障了采礦的安全。據(jù)麻陽十三處古礦井現(xiàn)有資料統(tǒng)計，古開采面積約32351平方米，其中2002號斜巷長140米，傾角360，最大深度距地表80余米，1203號巷道沿礦脈走向開拓，巷長約400米，充分顯示楚國戰(zhàn)國時期礦井的提升技術(shù)已有相當(dāng)大的進步，礦山生產(chǎn)已發(fā)展到深部開采的技術(shù)水平，遠遠超過了以往礦山巷道的長度。

麻陽古銅礦開采遺址是我國古代采礦和冶金史上一處重要發(fā)現(xiàn)，留下了各種采礦遺跡和采礦工具，其中保存較好的古采礦空間、巷道、“火爆法”痕跡為研究當(dāng)時楚國的采礦技術(shù)水平提供了寶貴的資料，并對研究在此之前商周時期湖南的采礦技術(shù)提供了重要線索。

湖南商周時期鑄造青銅器的陶范發(fā)現(xiàn)較少，石范出土相對較多。高砂脊出土了一件陶范，發(fā)掘者推測是小型武器或工具的鑄范。石范一般用于鑄造工具類器物，如斧、錛、鑿、刀、鏃等。

二、楚漢鐵器的出土與鑄鐵遺址的發(fā)現(xiàn)

湖南楚漢時期出土了豐富的鐵器產(chǎn)品.并在張家界市桑植縣發(fā)現(xiàn)了長江以南惟一的一處漢代鑄鐵作坊.2015年又在桑植縣發(fā)現(xiàn)一處冶鐵作坊遺址，進一步揭示出此地鐵礦開采、冶煉、鑄造的生產(chǎn)鏈。

1、楚漢鐵器的發(fā)現(xiàn)與研究

湖南發(fā)現(xiàn)了大量楚漢時期墓葬，在墓葬中隨葬了較多的鐵器。1951～1994年間，長沙市區(qū)及其近郊發(fā)掘春秋晚期至戰(zhàn)國晚期墓葬2048座，可以分為春秋晚期、戰(zhàn)國早期、戰(zhàn)國中期和戰(zhàn)國晚期等四期，各期均有銅器、鐵器出土，包括鼎、劍、戈、矛、匕首、戈、戟、斧、鑿、刮刀、削刀、鋸、鍤、六角鋤、豎銎镢、夯錘、帶鉤等各種類型。白云翔先生通過系統(tǒng)分析比較長沙楚墓出土的銅器、鐵器后認為，無論是出土頻率還是出土數(shù)量，銅兵器和日用器具大大多于同類鐵制品，而鐵制木作加工器具和土作農(nóng)耕器具則遠遠多于同類銅制品?；蚩梢哉J為，當(dāng)時的長沙地區(qū)，各種工具的鐵器化程度要高于兵器和日用器具。另一方面，長沙楚墓不同期別的墓葬出土鐵器的統(tǒng)計顯示，戰(zhàn)國中晚期墓葬中鐵器的出土明顯增多。湖南資興舊市發(fā)掘戰(zhàn)國墓80座，其中23座墓出土有鐵器。統(tǒng)計結(jié)果同樣顯示，戰(zhàn)國晚期墓葬中鐵器明顯增多。這與楚國加大了對南方的開發(fā)力度有一定關(guān)系，也反映出戰(zhàn)國中晚期社會生活中鐵器的使用有了較大的發(fā)展。

長沙地區(qū)有近二千座西漢墓，現(xiàn)已整理出106座墓有鐵器210件，與長沙楚墓的墓葬數(shù)量和出土鐵器數(shù)量上大體接近，將兩個時期出土鐵器類型數(shù)量進行統(tǒng)計比較，如下表：