冶金起源的思考

冶金起源研究思考1冶金起源的思考20061378冶金064李积鹏20061378一、已有的研究基础1二、研究要解决的迫切问题21．加强中原地区早期冶金技术的研究22．加强夏家店下层文化冶金技术的研究23．加强火烧沟四坝文化铜器的定量分析34．加强新疆地区早期冶金技术的研究45．加强冶金遗址和矿物来源的研究46．有关铜器材质分类标准的问题47．冶金技术的早期交流问题5一、已有的研究基础冶金技术起源是以考古发掘的实物资料为基础的，新中国成立以来，特别是改革开放20余年来，考古发掘的商代以前的早期铜器500余件和一些冶金遗物，为探讨中国冶金技术的起源提供了极其宝贵的第一手资料。经老一辈到新一代考古学家和自然科学史专家、学者的共同努力，使得冶金起源和早期发展的研究蓬勃开展，取得了丰富的成果。经科学鉴定和分析的铜器及冶金遗物260余件，发表的有关论文数十篇。在国内、外引起对中国冶金起源问题的学术讨论，为深入开展中国冶金技术起源和早期发展的研究提供了宝贵的资料并奠定了基础。北京科技大学冶金与材料史研究所是一个专门从事冶金与材料史研究的科研机构。中国冶金技术起源与早期发展作为冶金史研究的一个重要内容，一直是北京科技大学冶金与材料史研究所的主要课题并较早的开展了这方面的研究工作。对我国出土的早于商代的铜器、炼渣、炉壁、铸范等冶金遗物200余件运用现代科学仪器和研究方法进行了检测分析，获得了珍贵的信息和大量数据。在分析检测的基础上从冶金学、金属学、矿物学等角度开展了理论上的研究，并有针对性的进行了一些必要的实验室模拟实验。并就中国早期铜器的技术特征和发展道路提出了初步的看法，发表的论文在国内外学术界产生了一定的影响，对推动中国冶金技术起源的研究起到积极的作用。冶金起源研究思考2（图表1冶金高炉）二、研究要解决的迫切问题在当前开展中国古代文明起源和早期发展研究的课题中，要推进冶金起源的研究，必须要解决以下几个问题。1．加强中原地区早期冶金技术的研究已分析检测的样品主要集中于中原地区以外的北方和西北地区，中原地区陕西、山西、河南的早期铜器及冶金遗物被检测的样品数目仅有61件，这无疑是探索华夏文明起源的一大缺环。河南偃师二里头文化在夏商周断代工程中具有重要的地位，对二里头文化铜器和冶铸遗物的研究对搞清我国夏代冶金技术水平以及与周边地区冶金技术的关系，进而探索夏文化的起源和早期发展都具有重要的意义，目前检测的样品数量较少，早期所做的分析有些需要重新考察，炉壁、炉渣和陶范的研究基本上没有开展。因此，下一步应加强二里头冶金技术的研究工作。2．加强夏家店下层文化冶金技术的研究分布于辽西地区和京、津、唐地区的夏家店下层文化是我国北方早期青铜文化的重要组冶金起源研究思考3成部分。已分析的夏家店下层文化铜器仅有4件，内蒙赤峰敖汉旗大甸子夏家店下层文化遗址集中出土50多件铜器，此外三座店，大山前遗址也有铜器出土。对这些遗址铜器进行检测分析，对研究我国北方古代冶金技术水平以及与中原地区的交流和影响，阐明其在华夏文明形成中的作用具有重要意义初等函数的积分公式（初等函数的积分公式）3．加强火烧沟四坝文化铜器的定量分析70年代末和80年代初北京科技大学冶金与材料史研究所曾对甘肃玉门火烧沟四坝文化遗址出土铜器65件进行了定性分析，由于当时不允许对器物取样，所以进行的是器物表面带锈的分析。有的器物表面锈层较厚，有的明显锈蚀产物分布不均匀，故对这类器物表面分析的的结果往往与基体金属的成分存在差别，加之所用携带式X－射线荧光仪分辨率不高，致使定性分析的结果具有一定局限性。最近，北京科技大学冶金与材料史研究所与甘肃文物考古研究所合作对26件火烧沟铜器进行了取样，正在进行定量分析。部分齐家文化铜器的检测也存在着与火烧沟同样问题，应进一步加强对其定量分析和研究。数学英语物理线代李五74859878王明82978069纪安84919088（冶金064期中成绩）2223xblxdx冶金起源研究思考44．加强新疆地区早期冶金技术的研究新疆地区自古就是东西方文化和技术交流的中心区域，对新疆地区出土的早期铜器进行研究，并与其相邻地区的冶金技术进行比较，对搞清新疆地区冶金技术的起源和发展历史以及在中西文化交流中的地位有着重要意义。目前考古工作者发掘了不少年代属于公元前第一、二千纪的墓葬和遗址，出土了大批包括铜器、铁器在内的文物，为研究新疆的古代冶金技术提供了丰富的实物资料。北京科技大学冶金与材料史研究所与新疆文物考古研究所，新疆维吾尔自治区博物馆，哈密地区文物管理所、库车县文物管理所等单位合作，重点对哈密天山北路遗址出土铜器已开始进行研究。5．加强冶金遗址和矿物来源的研究冶金遗物包括炉渣、炉壁、燃料、矿石等携带着大量的古代冶金信息，对其加强研究对搞清古代冶金技术的起源和发展水平尤为重要。但目前有关早期冶金遗址和遗物的发掘资料较少，应加强普查工作和有目的的考古发掘，从而获取大量的实物证据，加以深入研究。矿料来源的研究方面，国内外学者们已做了大量的工作，包括铅同位素比值和微量元素测定。但到目前为止还缺乏有效的方法。要解决铜器的铜、锡、铅的来源，需要加强矿源的地质调查、矿样的收集、分析，大量数据的积累等长期工作，特别是对研究方法的探索，找到切实可行的解决办法是一大研究课题。6．有关铜器材质分类标准的问题根据成分和金相检验结果对铜器材质进行分类是冶金史、考古学进一步研究的需要。但对于早期铜器来说，由于冶炼条件原始，未有金属精炼技术，所以铜器所含由矿石带入的杂质元素较多，给材质分类带来一定困难。如砷铜和红铜的界限，以最低含砷量划分，至今国内外没有确切的标准。一些学者把那些公元前第4－3千纪的含有1％砷的铜器都称之为砷铜(1)(2)，把1%作为砷铜含砷量的下限。有学者认为在原始条件下冶炼砷铜，通常砷含量是在2－10％范围，2％则为砷铜含砷量下限(3)，还有的学者则依照现代工业标准，从组织和性能方面对砷铜分类(4)：砷铜（arseniccopper）含0.1％As，低砷的铜砷合金(Lowarseniccopper－arsenicalloy)含0.1~0.5％As，砷青铜（arsenicbronze）含0.5％As。据此，砷铜的含砷量下限是0.1％以下。可见对砷铜的判定往往是因人而异，一件铜器若含砷量在1.5％，以1％As为标准，它则被判定为砷铜，若以2％As为标准，此铜器则为红铜。若以0.1%为标准，此铜器则为砷青铜。因此不同的标准对铜器材质的划分完全不同。目前国内一般采用2％作为判断某元素作为“合金元素”的下限。无论是1％，2％还是0.1%都是人为制定的标准。按现代金属学概念“合金元素”指有意识加入某金属中使之合金化的元素，现代铜合金中尽管所含某些组分很低，但它是人们有意识加入纯铜中的合金化元素，故都是“合金元素”。而古代的早期铜器中除铜以外的元素，如锡、铅、砷等是否是有意识加入的“合金元素”，则不能靠单纯的化学分析结果来判断。有些元素既使在早期铜器中含量很高，按现代“合金元素”的概念它们也不能称为“合金元素”。如砷（As），有学者指出含砷量达1％－3％的冶金起源研究思考5砷铜中砷都不是人们有意识加入的，而仅仅是使用了某些富砷矿的结果(5)。所以区分古代铜合金中的“合金元素”和“杂质元素”是一个很困难的问题，不可能完全按现代金属学的概念，那么应该以什么概念和标准进行判断又是需要在今后文明探源研究中解决的一个问题。7．冶金技术的早期交流问题目前考古发掘出土和经检测分析的中国早期铜器集中于甘肃地区，齐家文化和四坝文化的铜器最多。甘肃的地理位置在中国西北部，紧邻新疆靠近中亚，且发现部分铜器形制包含有西亚文化的因素，加之砷铜在甘肃四坝文化中出现，引起了中外学者对东西方冶金技术早期交流和探索中国冶金技术起源的热情。目前，东西方冶金技术存在着早期交流和影响这一点在学术界似乎没有什么争议。冶金技术交流是东西方文化交流的一个组成部分，东西方文化历来存在着不同的差异，但并不排除互相交流和影响。冶金技术也不例外。问题在于这种交流和影响是相互的，有来有往。目前，研究西方对中国的影响多，而研究中国对西方的影响则很缺乏。此外，交流和影响与起源不能等同起来，因此应加强东西方冶金技术交流和影响的研究，这对探讨中国冶金技术的起源有重要意义。另外，此问题的解决不能就冶金单独而论，应该从东西方文化的早期交流和影响的整体上进行研究，才能得出较切实的结论。