冶金起源的思考

冶金起源的思考20061378冶金064李積鵬20061378TOC\o"1-7"\h\z\u一、已有的研究基礎(chǔ) 1二、研究要解決的迫切問題 21．加強(qiáng)中原地區(qū)早期冶金技術(shù)的研究 22．加強(qiáng)夏家店下層文化冶金技術(shù)的研究 23．加強(qiáng)火燒溝四壩文化銅器的定量分析 34．加強(qiáng)新疆地區(qū)早期冶金技術(shù)的研究 35．加強(qiáng)冶金遺址和礦物來源的研究 46．有關(guān)銅器材質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)的問題 47．冶金技術(shù)的早期交流問題 4一、已有的研究基礎(chǔ)冶金技術(shù)起源是以考古發(fā)掘的實物資料為基礎(chǔ)的，新中國成立以來，特別是改革開放20余年來，考古發(fā)掘的商代以前的早期銅器500余件和一些冶金遺物，為探討中國冶金技術(shù)的起源提供了極其寶貴的第一手資料。經(jīng)老一輩到新一代考古學(xué)家和自然科學(xué)史專家、學(xué)者的共同努力，使得冶金起源和早期發(fā)展的研究蓬勃開展，取得了豐富的成果。經(jīng)科學(xué)鑒定和分析的銅器及冶金遺物260余件，發(fā)表的有關(guān)論文數(shù)十篇。在國內(nèi)、外引起對中國冶金起源問題的學(xué)術(shù)討論，為深入開展中國冶金技術(shù)起源和早期發(fā)展的研究提供了寶貴的資料并奠定了基礎(chǔ)。北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所是一個專門從事冶金與材料史研究的科研機(jī)構(gòu)。中國冶金技術(shù)起源與早期發(fā)展作為冶金史研究的一個重要內(nèi)容，一直是北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所的主要課題并較早的開展了這方面的研究工作。對我國出土的早于商代的銅器、煉渣、爐壁、鑄范等冶金遺物200余件運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)儀器和研究方法進(jìn)行了檢測分析，獲得了珍貴的信息和大量數(shù)據(jù)。在分析檢測的基礎(chǔ)上從冶金學(xué)、金屬學(xué)、礦物學(xué)等角度開展了理論上的研究，并有針對性的進(jìn)行了一些必要的實驗室模擬實驗。并就中國早期銅器的技術(shù)特征和發(fā)展道路提出了初步的看法，發(fā)表的論文在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了一定的影響，對推動中國冶金技術(shù)起源的研究起到積極的作用。（圖表SEQ圖表\*ARABIC1冶金高爐）二、研究要解決的迫切問題在當(dāng)前開展中國古代文明起源和早期發(fā)展研究的課題中，要推進(jìn)冶金起源的研究，必須要解決以下幾個問題。1．加強(qiáng)中原地區(qū)早期冶金技術(shù)的研究已分析檢測的樣品主要集中于中原地區(qū)以外的北方和西北地區(qū)，中原地區(qū)陜西、山西、河南的早期銅器及冶金遺物被檢測的樣品數(shù)目僅有61件，這無疑是探索華夏文明起源的一大缺環(huán)。河南偃師二里頭文化在夏商周斷代工程中具有重要的地位，對二里頭文化銅器和冶鑄遺物的研究對搞清我國夏代冶金技術(shù)水平以及與周邊地區(qū)冶金技術(shù)的關(guān)系，進(jìn)而探索夏文化的起源和早期發(fā)展都具有重要的意義，目前檢測的樣品數(shù)量較少，早期所做的分析有些需要重新考察，爐壁、爐渣和陶范的研究基本上沒有開展。因此，下一步應(yīng)加強(qiáng)二里頭冶金技術(shù)的研究工作。2．加強(qiáng)夏家店下層文化冶金技術(shù)的研究分布于遼西地區(qū)和京、津、唐地區(qū)的夏家店下層文化是我國北方早期青銅文化的重要組成部分。已分析的夏家店下層文化銅器僅有4件，內(nèi)蒙赤峰敖漢旗大甸子夏家店下層文化遺址集中出土50多件銅器，此外三座店，大山前遺址也有銅器出土。對這些遺址銅器進(jìn)行檢測分析，對研究我國北方古代冶金技術(shù)水平以及與中原地區(qū)的交流和影響，闡明其在華夏文明形成中的作用具有重要意義初等函數(shù)的積分公式（初等函數(shù)的積分公式）3．加強(qiáng)火燒溝四壩文化銅器的定量分析70年代末和80年代初北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所曾對甘肅玉門火燒溝四壩文化遺址出土銅器65件進(jìn)行了定性分析，由于當(dāng)時不允許對器物取樣，所以進(jìn)行的是器物表面帶銹的分析。有的器物表面銹層較厚，有的明顯銹蝕產(chǎn)物分布不均勻，故對這類器物表面分析的的結(jié)果往往與基體金屬的成分存在差別，加之所用攜帶式X－射線熒光儀分辨率不高，致使定性分析的結(jié)果具有一定局限性。最近，北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所與甘肅文物考古研究所合作對26件火燒溝銅器進(jìn)行了取樣，正在進(jìn)行定量分析。部分齊家文化銅器的檢測也存在著與火燒溝同樣問題，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對其定量分析和研究。數(shù)學(xué)英語物理線代李五74859878王明82978069紀(jì)安84919088（冶金064期中成績）4．加強(qiáng)新疆地區(qū)早期冶金技術(shù)的研究新疆地區(qū)自古就是東西方文化和技術(shù)交流的中心區(qū)域，對新疆地區(qū)出土的早期銅器進(jìn)行研究，并與其相鄰地區(qū)的冶金技術(shù)進(jìn)行比較，對搞清新疆地區(qū)冶金技術(shù)的起源和發(fā)展歷史以及在中西文化交流中的地位有著重要意義。目前考古工作者發(fā)掘了不少年代屬于公元前第一、二千紀(jì)的墓葬和遺址，出土了大批包括銅器、鐵器在內(nèi)的文物，為研究新疆的古代冶金技術(shù)提供了豐富的實物資料。北京科技大學(xué)冶金與材料史研究所與新疆文物考古研究所，新疆維吾爾自治區(qū)博物館，哈密地區(qū)文物管理所、庫車縣文物管理所等單位合作，重點對哈密天山北路遺址出土銅器已開始進(jìn)行研究。5．加強(qiáng)冶金遺址和礦物來源的研究冶金遺物包括爐渣、爐壁、燃料、礦石等攜帶著大量的古代冶金信息，對其加強(qiáng)研究對搞清古代冶金技術(shù)的起源和發(fā)展水平尤為重要。但目前有關(guān)早期冶金遺址和遺物的發(fā)掘資料較少，應(yīng)加強(qiáng)普查工作和有目的的考古發(fā)掘，從而獲取大量的實物證據(jù)，加以深入研究。礦料來源的研究方面，國內(nèi)外學(xué)者們已做了大量的工作，包括鉛同位素比值和微量元素測定。但到目前為止還缺乏有效的方法。要解決銅器的銅、錫、鉛的來源，需要加強(qiáng)礦源的地質(zhì)調(diào)查、礦樣的收集、分析，大量數(shù)據(jù)的積累等長期工作，特別是對研究方法的探索，找到切實可行的解決辦法是一大研究課題。6．有關(guān)銅器材質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)的問題根據(jù)成分和金相檢驗結(jié)果對銅器材質(zhì)進(jìn)行分類是冶金史、考古學(xué)進(jìn)一步研究的需要。但對于早期銅器來說，由于冶煉條件原始，未有金屬精煉技術(shù)，所以銅器所含由礦石帶入的雜質(zhì)元素較多，給材質(zhì)分類帶來一定困難。如砷銅和紅銅的界限，以最低含砷量劃分，至今國內(nèi)外沒有確切的標(biāo)準(zhǔn)。一些學(xué)者把那些公元前第4－3千紀(jì)的含有1％砷的銅器都稱之為砷銅(1)(2)，把1%作為砷銅含砷量的下限。有學(xué)者認(rèn)為在原始條件下冶煉砷銅，通常砷含量是在2－10％范圍，2％則為砷銅含砷量下限(3)，還有的學(xué)者則依照現(xiàn)代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從組織和性能方面對砷銅分類(4)：砷銅（arseniccopper）含<0.1％As，低砷的銅砷合金(Lowarseniccopper－arsenicalloy)含0.1~0.5％As，砷青銅（arsenicbronze）含>0.5％As。據(jù)此，砷銅的含砷量下限是0.1％以下?？梢妼ι殂~的判定往往是因人而異，一件銅器若含砷量在1.5％，以1％As為標(biāo)準(zhǔn)，它則被判定為砷銅，若以2％As為標(biāo)準(zhǔn)，此銅器則為紅銅。若以0.1%為標(biāo)準(zhǔn)，此銅器則為砷青銅。因此不同的標(biāo)準(zhǔn)對銅器材質(zhì)的劃分完全不同。目前國內(nèi)一般采用2％作為判斷某元素作為“合金元素”的下限。無論是1％，2％還是0.1%都是人為制定的標(biāo)準(zhǔn)。按現(xiàn)代金屬學(xué)概念“合金元素”指有意識加入某金屬中使之合金化的元素，現(xiàn)代銅合金中盡管所含某些組分很低，但它是人們有意識加入純銅中的合金化元素，故都是“合金元素”。而古代的早期銅器中除銅以外的元素，如錫、鉛、砷等是否是有意識加入的“合金元素”，則不能靠單純的化學(xué)分析結(jié)果來判斷。有些元素既使在早期銅器中含量很高，按現(xiàn)代“合金元素”的概念它們也不能稱為“合金元素”。如砷（As），有學(xué)者指出含砷量達(dá)1％－3％的砷銅中砷都不是人們有意識加入的，而僅僅是使用了某些富砷礦的結(jié)果(5)。所以區(qū)分古代銅合金中的“合金元素”和“雜質(zhì)元素”是一個很困難的問題，不可能完全按現(xiàn)代金屬學(xué)的概念，那么應(yīng)該以什么概念和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷又是需要在今后文明探源研究中解決的一個問題。7．冶金技術(shù)的早期交流問題目前考古發(fā)掘出土和經(jīng)檢測分析的中國早期銅器集中于甘肅地區(qū)，齊家文化和四壩文化的銅器最多。甘肅的地理位置在中國西北部，緊鄰新疆靠近中亞，且發(fā)現(xiàn)部分銅器形制包含有西亞文化的因素，加之砷銅在甘肅四壩文化中出現(xiàn)，引起了中外學(xué)者對東西方冶金技術(shù)早期交流和探索中國冶金技術(shù)起源的熱情。目前，東西方冶金技術(shù)存在著早期交流和影響這一點在學(xué)術(shù)界似乎沒有什么爭議。冶金技術(shù)交流是東西方文化交流的一個組成部分，東西方文化歷來存在著不同的差異，但并不排除互相交流和