內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土部分金屬器的初步研究

謝欣芮 李延祥 靜永杰 王曉琨

(1.甘肅省文物考古研究所 2.北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所3.錫林郭勒盟博物館 4.中國人民大學(xué)歷史學(xué)院）

內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1（編號2010BYM1，以下簡稱M1）①，是距今1500 年前北魏時期的鮮卑貴族墓葬，位于正鑲白旗伊和淖蘇木寶日陶勒嘎查架子圖南坡一個開口向東的簸箕形山坳之中，西距白旗旗政府所在地40 公里，北距渾善達(dá)克沙地邊緣20 余公里。正鑲白旗位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟的中南部，其所在草原正處在鮮卑南遷的線路上，故留下了大量遺存。墓葬出土了金、銅、鐵、陶瓷、玻璃、玉石、漆器等各類材質(zhì)的文物，就出土的金屬器而言，金器最多，但大多為小件器物，銅器次之。

對內(nèi)蒙古地區(qū)鮮卑墓葬金屬器的研究，除李秀輝對內(nèi)蒙古烏盟商都東大井和察右中旗七郎山墓地出土的金屬器進(jìn)行了成分和金相分析外②，目前未見較全面的技術(shù)分析論文發(fā)表。因此，對內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土金屬器的研究，可以進(jìn)一步揭示北魏時期北方游牧民族金屬器物的制作技術(shù)及相關(guān)工藝，完善當(dāng)時社會經(jīng)濟(jì)和文化交流的內(nèi)容。本文對墓葬出土的27 件金屬器物進(jìn)行了分析研究，并對金屬器物的制作技術(shù)進(jìn)行探討，為研究北魏時期金屬器的發(fā)展提供依據(jù)。

一、樣品及分析方法

圖一 銜環(huán)（BY007）

圖二 鋪首（BY026）

圖三 金帶飾（BY086-092）

本次用于測定的樣品共27 件，其中16 件（4 件金器和12 件銅器）取樣分析(鎏金銅器盡量選取帶有鎏金層的部位)，剩余10 件金器保存完好，采用無損方法進(jìn)行檢測。部分樣品照片如圖一、二、三所示。采用金相顯微鏡、掃面電鏡以及能譜分析儀對樣品進(jìn)行觀察、分析與研究。

對樣品進(jìn)行分類，整理記錄后，將剪切的樣品用丙酮脫油污后，再用超聲波清洗10 分鐘，然后用丙酮脫水冷風(fēng)吹干，將清洗干凈的樣品選取合適的分析面，采用環(huán)氧樹脂包埋并按一般金相制樣過程拋光。在未侵蝕狀態(tài)下，對樣品進(jìn)行初步觀察，針對不同材質(zhì)的樣品采用不同的侵蝕劑進(jìn)行侵蝕，以顯示出樣品的金相組織。鎏金銅樣品用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% 的三氯化鐵鹽酸酒精溶液進(jìn)行浸蝕；金器樣品用王水加鉻酸酐浸蝕。用萊卡（Leica）DM4000M 光學(xué)顯微對侵蝕后的樣品進(jìn)行顯微組織觀察和照相；同一樣品經(jīng)再次磨光、拋光，在未浸蝕狀態(tài)下進(jìn)行噴碳處理后，送入掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察和成分分析。本次分析所采用的是蔡司（ZEISS）EV018 高分辨掃描電子顯微鏡和BRUKER XFlash Detector 5010 型能譜儀，測定的技術(shù)條件是：激發(fā)電壓為 20kV，測量時間大于60s。

二、鎏金銅器的分析檢驗(yàn)

1.樣品的成分分析

利用掃描電鏡能譜儀對樣品進(jìn)行成分分析，結(jié)果見表一。

表一 內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土部分銅器的成分分析結(jié)果

注：“-”表示未檢測出，下同。

圖四 銜環(huán)樣品（BY002-1）的掃描電鏡背散射電子像

圖五 銜環(huán)樣品（BY002-1）的掃描電鏡能譜分析圖譜，顯示汞譜峰的存在

圖六 銅釘樣品（BY027-D）的掃描電鏡背散射電子像

圖七 銅釘樣品（BY027-D）的掃描電鏡能譜分析圖譜，顯示其為黃銅制品

由表一可以看出，輔首銜環(huán)的材質(zhì)都是錫鉛青銅。據(jù)掃描電鏡能譜分析，鎏金層成分Au，Cu 含量不同，但均測出有汞的成分，說明使用了汞鎏金技術(shù)（圖四、五）。BY028-2 的樣品鎏金層厚達(dá)38μm，未測出Cu元素。BY019 和BY027 樣品均為用來固定鋪首的銅釘，分別含鋅20.5%和19.7%，屬于黃銅，這是非常重要的實(shí)物證據(jù)（圖六、七）。

2.樣品的組織檢驗(yàn)

所得樣品經(jīng)鑲嵌、磨光、拋光，制成金相樣品，金相組織結(jié)果見表二，典型樣品的金相組織見圖四～九所示。

由表二可以看出，BY019-D 和BY027-D 兩件銅釘是經(jīng)過熱鍛成型（圖一三），其余鋪首銜環(huán)的基體都是鑄造成型，但在鎏金層表面經(jīng)過了熱鍛加工，BY018-2 和BY028-1 中不同程度的發(fā)現(xiàn)孿晶晶粒內(nèi)部有滑移帶出現(xiàn)，說明熱鍛以后還進(jìn)行過冷加工（圖八～一二）。

表二 部分銅器金相組織觀察結(jié)果

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圖八 銜環(huán)（BY002-2）的金相組織照片

圖九 銜環(huán)（BY006-1）的金相組織照片

圖一〇 鋪首（BY027）的金相組織照片

圖一一 鋪首（BY028-2）的金相組織照片

圖一二 鋪首（BY028-2）的金相組織照片

圖一三 銅釘（BY027-D）的金相組織照片

三、金器的分析檢驗(yàn)

1.金器樣品的成分分析

采用掃描電鏡能譜分析儀對三件金帶飾和一件金頭箍進(jìn)行了成分分析，其中金頭箍樣品采用了平鋪、立面兩種鑲樣方式，立面鑲樣主要測量頭箍厚度。分析結(jié)果見表三。

由表二可以看出，四件金飾品均為Au-Ag-Cu 合金，金的成色不是很高，含有較多銀和少量銅。

2.樣品的組織檢驗(yàn)

四件金飾品經(jīng)鑲嵌、磨光、拋光處理后，用王水加鉻酸酐溶液侵蝕，在金相顯微鏡下觀察，其結(jié)果列入表四。

從表四可以看出，所有金器樣品均為熱鍛成形，金相組織為α 再結(jié)晶晶粒及孿晶。

3.部分金器的無損分析結(jié)果

對10 件金器進(jìn)行了無損檢測，直接在掃描電鏡能譜分析儀中進(jìn)行微區(qū)成分分析，結(jié)果見表五。

由表五可以看出，10 件分析的金飾件都是采用金銀合金制成，金耳環(huán)含金量較高，達(dá)到95%以上。

表三 內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土部分金飾品的成分分析結(jié)果

表四 部分金器樣品的金相組織檢驗(yàn)結(jié)果

表五 內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土部分金飾品的無損分析結(jié)果

四、相關(guān)問題討論

1.金器與鎏金銅器的材質(zhì)及制作工藝特征

本文對內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土的27 件樣品進(jìn)行了分析檢測，其中13 件銅器和4 件金器進(jìn)行取樣分析，剩余10 件金器保存完好，采用無損方法進(jìn)行檢測。通過對檢測結(jié)果的分析、整理及總結(jié)，對出土器物的材質(zhì)和工藝特征進(jìn)行討論，如下：

在材質(zhì)方面，所取樣分析的11 件鎏金銅器的基體均為鉛錫青銅，鉛錫含量基本穩(wěn)定，沒有太大的波動。根據(jù)對器物表面特征的觀察及金相組織的鑒定結(jié)果，可以判定寶日陶勒蓋墓葬出土的鎏金鋪首銜環(huán)基體是以鑄造成型為主，并在鎏金表面采用熱鍛的制作工藝，個別鋪首還有冷加工的痕跡。李秀輝對東漢晚期內(nèi)蒙古烏蘭察布盟東大井拓跋鮮卑墓葬出土銅器的分析結(jié)果表明，大部分銅器為鉛錫青銅，進(jìn)行金相檢測的銅器都是鑄造成型，一件鍍金銅飾件為熱鍛加工而成③。由此推斷，鮮卑族使用鉛錫青銅制作銅器是普遍現(xiàn)象，并且鎏金器物均經(jīng)過熱鍛加工。

對用來固定BY019 和BY027 兩件鋪首上的兩件銅釘進(jìn)行分析后表明，銅釘材質(zhì)為黃銅，含鋅量平均20.1%，根據(jù)金相組織的鑒定結(jié)果，判定黃銅釘為熱鍛成型。我國考古發(fā)掘最早的黃銅器物是1974 年在山東膠縣三里河龍山文化地層中發(fā)現(xiàn)的兩段黃銅堆④。李秀輝對內(nèi)蒙古察右中旗七郎山鮮卑墓地（公元4 世紀(jì)末—5 世紀(jì)初）出土的ZQM8:2a 銅指環(huán)和ZQM1 8:2銅帶飾進(jìn)行了成分分析，得知其材質(zhì)分別為含Zn7.3%和18.3%的黃銅⑤，比伊和淖爾M1 出土的黃銅制品時代早。根據(jù)文獻(xiàn)記載和考古發(fā)現(xiàn)，古羅馬和波斯人煉制黃銅早于中國。這些黃銅實(shí)物的發(fā)現(xiàn)從側(cè)面反映了北方少數(shù)民族與西方之間的文化交流。

取樣分析的四件金器的結(jié)果表明，其材質(zhì)均是金銀銅合金，含有銀和少量的銅，且都是采用加熱鍛打的方法制成。無損分析10 件完好器物中，含金量在79.5%-95.5%，BY079 和BY080 兩件編鐘飾件含有較多氧化銹蝕物，所以金含量相比其余飾件較低，所以10 件金制品的材質(zhì)均是以低銀的金銀合金為主。

2.銅器表面裝飾技術(shù)

本文對輔首銜環(huán)鎏金層的進(jìn)行分析表明，鎏金層厚薄不均勻，銜環(huán)鎏金層大多為1μm 左右，最厚處達(dá)7μm，鋪首鎏金層最薄處為1μm，金層堆積處可達(dá)38μm，這和器形的不同有關(guān)，銜環(huán)形制較單一，金層覆蓋整體比較均勻，鋪首形制復(fù)雜，很容易在凹陷處形成金層堆積。對鎏金層成分進(jìn)行分析，測試結(jié)果顯示鎏金層有銅存在，推測銅可能是原本存在于金中的雜質(zhì)元素，也可能由于鎏金層較薄，而背散射電子穿透表層深度為1μm，故電子束可能激發(fā)內(nèi)層的銅基體而導(dǎo)致鎏金層有銅存在，但在BY028-2 樣品中，對鎏金層厚度達(dá)38μm 處進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)銅的存在，所以判斷其他樣品鎏金層中銅的存在應(yīng)該是電子束激發(fā)內(nèi)層的銅基體而導(dǎo)致的。

我國鎏金技術(shù)開始于春秋末戰(zhàn)國初，漢代已發(fā)展到高峰。關(guān)于如何判斷使用鎏金技術(shù)這一問題，國外學(xué)者Lins 用科學(xué)分析法對大英博物館收藏的50 件金裝飾銅器進(jìn)行了分析⑥，吳坤儀對我國古代部分鎏金器物進(jìn)行了分析研究⑦，均認(rèn)為汞的存在是判斷鎏金與其他表面金裝飾工藝的主要依據(jù)。本文取樣分析的鎏金銅器的鎏金層中，均測出有汞的成分，說明使用了金汞齊鎏金技術(shù)。

五、結(jié) 論

通過對內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土的金屬器物進(jìn)行成分分析、組織的形貌觀察，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1. 取樣分析的11 件鎏金鋪首銜環(huán)材質(zhì)均為鉛錫青銅，基體全部鑄造成型，鎏金層表面均經(jīng)過熱鍛加工，部分樣品可見冷加工痕跡。用來固定鋪首的兩件銅釘為黃銅制品，含鋅量平均20.1%，為熱鍛加工制成，為探討黃銅器物出現(xiàn)的原因與可能的冶煉技術(shù)提供了重要的實(shí)物證據(jù)。根據(jù)對鋪首銜環(huán)表面特征的觀察及金相組織的鑒定結(jié)果，可以判斷內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 出土銅器選用的材質(zhì)以鉛錫青銅為主，制作方法主要采用鑄造成型。

2. 取樣分析的4 件金器全部為金銀銅合金，且均為熱鍛成型。無損分析的10 件金飾品大多為低銀的金銀合金。

3. 墓葬出土的鋪首銜環(huán)均采用了鎏金裝飾技術(shù)，以達(dá)到美化器物外觀的目的。反映了北魏時期的鮮卑人民已經(jīng)熟練掌握鎏金的銅器表面裝飾技術(shù)。

附記：本文研究材料由內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟博物館提供，在此表示衷心的感謝。

注 釋

①中國人民大學(xué)歷史學(xué)院考古文博系、錫林郭勒盟文物保護(hù)管理站等：《內(nèi)蒙古正鑲白旗伊和淖爾M1 發(fā)掘簡報(bào)》，《文物》2017 年1 期。

②③⑤李秀輝：《內(nèi)蒙古東大井和七郎山鮮卑墓地出土金屬器物的金相學(xué)研究》，《內(nèi)蒙古地區(qū)鮮卑墓地的發(fā)現(xiàn)與研究》，科學(xué)出版社，2004 年。

④北京鋼鐵學(xué)院冶金史組：《中國早期銅器的初步研究》，《考古學(xué)報(bào)》1981 年3 期。

⑥Lins, P.A., Oddy. The origins of mercury gilding. Journal of Archaological Science, 1975(2).

⑦吳坤儀：《鎏金》，《中國科技史料》1981 年1 期。