酒泉先民的青銅冶煉和鑄造技術(shù)

  劉生平

青銅器的制造和發(fā)明，是人類歷史上劃時(shí)代的創(chuàng)舉，它直接導(dǎo)致生產(chǎn)工具和武器的歷史性飛躍，把人類由蠻荒時(shí)代推向文明時(shí)代。青銅器是最早廣泛使用的金屬。甘肅地區(qū)的馬家窯文化是我國(guó)青銅冶鑄的起源地，而酒泉境內(nèi)有色金屬礦藏豐富，高度發(fā)達(dá)的制陶業(yè)又培育出了創(chuàng)造高溫的手段和能力，這是青銅冶鑄較早興起的物質(zhì)和技術(shù)條件。

酒泉在遠(yuǎn)古時(shí)代，山川秀麗，礦藏豐富，銅礦是先民們最先發(fā)現(xiàn)的寶藏。由于先民們有熟練的制陶技術(shù)，對(duì)火候的掌握已積累了足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此冶煉銅礦石已不成問(wèn)題。起初，他們只能冶煉紅銅，后來(lái)再用這些紅銅鍛造成各類小型的器物，但是要制作成生產(chǎn)工具，硬度還不夠。在較長(zhǎng)的生產(chǎn)實(shí)踐中，他們對(duì)銅的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步地提高。在銅中加入一定含量的砒石，冶煉成砷銅，成為銅砷二元合金；或加入錫石，冶煉成錫青銅；或在銅中加入一定含量砒石、錫石，冶煉成銅砷錫三元合金。在制造銅器過(guò)程中，開(kāi)始以鍛造為主，在熱鍛后又進(jìn)行冷鍛加工，以后又有了用范模鑄造或復(fù)合鑄造等復(fù)雜工藝。盡管酒泉處于河西走廊西端，與東部發(fā)展存在較大差距，但終究由蠻荒時(shí)代進(jìn)入了文明的門(mén)檻。

銅石并用時(shí)代，銅器在酒泉已普遍使用，有青銅、砷銅和紅銅制品，基本上以小件工具和裝飾品為主，大型容器為數(shù)不多。到青銅時(shí)代，中原王朝(包括西北東部的關(guān)中地區(qū))已經(jīng)有了極為發(fā)達(dá)的青銅冶鑄工藝，器型和種類繁多，工藝精湛，花紋精美，達(dá)到了青銅發(fā)展的顛峰時(shí)期，而西部地區(qū)的酒泉，金屬冶鑄的工藝水平也達(dá)到了當(dāng)時(shí)西北青銅器制作工藝的最高水平。一是銅器的種類和數(shù)量大大增加，除了小件銅工具和裝飾品之外，也生產(chǎn)了鑄造精美的四羊頭青銅權(quán)杖飾、銅座承獸方盤(pán)等。二是在青銅器的制作方法上，除小件工具仍然使用鍛打外，銅容器已使用了范鑄，形制復(fù)雜的銅器還使用合范法鑄造。

四壩文化分布在河西走廊及其以西地區(qū)，是銅器冶煉的漸趨成熟時(shí)期。大量的銅器隨葬和銅鏃的出現(xiàn)是其主要表現(xiàn)形式，以鑄造占主導(dǎo)，兼有熱鍛和冷加工工藝。銅器種類有錫青銅、砷銅、鉛錫青銅和其他多元合金，重要特征是砷銅的大量存在，含砷量在2.62%～6.01%之間，平均達(dá)4.73%，與西亞、東南歐、北非相同。另外地質(zhì)資料顯示，在河西走廊西部沿祁連山北麓一線蘊(yùn)藏豐富的有色金屬礦藏，已發(fā)現(xiàn)硫砷銅礦、砷黝銅礦和其他一些含砷銅礦。生活在四壩文化時(shí)期的酒泉先民在大量使用磨制石斧、石刀、石砍砸器、石刮削器、石鋤、石鑿、石磨棒等石器和骨器的同時(shí)，開(kāi)始制造銅器。

據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，酒泉先民在距今3900年～3600年前（相當(dāng)于夏商時(shí)期）就已經(jīng)熟煉掌握冶煉技術(shù)。1987年第二次全國(guó)文物普查時(shí)，考古人員在距金塔縣城東北約40公里的戈壁沙漠中發(fā)現(xiàn)了一處冶銅遺址，定名為“火石梁遺址”?；鹗哼z址東西長(zhǎng)350米，南北寬270米，面積約9.5萬(wàn)平方米。發(fā)現(xiàn)和采集到諸如陶質(zhì)雙耳罐，簇形紐蓋，單孔、雙孔石刀、石勺等生活用具和生產(chǎn)工具。這些石器通體磨光，制作精細(xì)，而陶器則有精細(xì)的幾何花紋；兩把石勺類似冶煉工具坩堝。遺址內(nèi)東北部直徑約30米的灰堆中埋藏有大量的炭結(jié)塊、孔雀石和碎銅片，文化層厚度為0.3米～2.2米。這些文物證明，火石梁是一處青銅器時(shí)代的陶器燒制作坊和青銅器冶煉場(chǎng)遺址，屬四壩文化類型，距今約3900年。在第二次全國(guó)文物普查中，金塔縣還在距火石梁遺址以東約7公里處發(fā)現(xiàn)了另外一處冶銅遺址。該遺址南北長(zhǎng)600米，東西寬560米。因地處四周高、中間低的一片洼地中，加之當(dāng)?shù)剞r(nóng)民當(dāng)時(shí)曾在此處發(fā)現(xiàn)了被他們稱為“缸缸”的陶罐，此地也被形象地稱為“缸缸洼”。缸缸洼遺址地表密布夾砂紅陶片、彩陶片和破碎的石器，東部風(fēng)蝕臺(tái)上有冶銅遺址，地表有大量銅礦石、碎銅塊和炭釉結(jié)塊。1987年以來(lái)，金塔縣博物館在缸缸洼遺址發(fā)掘和采集到石刀、石斧、石紡輪等石器300多件，陶罐等陶器22件，還有2串骨珠。這些物證表明，缸缸洼是一處燒制陶器和冶煉銅器的冶煉場(chǎng)所。第三次文物普查時(shí)，又在該縣北山發(fā)現(xiàn)古銅礦遺址，距縣城約90公里，因此處附近現(xiàn)有一處被當(dāng)?shù)厝朔Q為“白山堂”的銅礦，該遺址被定名為“白山堂古銅礦遺址”。古銅礦南北長(zhǎng)382米，東西寬185米。在遺址中心位置遺存有原始礦井一處，南北長(zhǎng)19.70米，東西寬9.10米，深4.80米，礦井壁面有原始工具鑿?fù)诤圹E。經(jīng)甘肅省文物考古研究所及中科院的專家實(shí)地考察，該遺址屬青銅器時(shí)代的四壩文化類型，距今3900年至3600年。前有冶煉遺址，后有銅礦遺址，專家分析認(rèn)為，火石梁遺址和缸缸洼遺址的銅礦冶煉就來(lái)源于白山堂古銅礦。相隔20多年的兩次重大發(fā)現(xiàn)相互印證，不僅進(jìn)一步表明酒泉先民在距今3900年至3600年前就已經(jīng)掌握了先進(jìn)的冶銅技術(shù)，同時(shí)說(shuō)明當(dāng)時(shí)的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了銅石并用時(shí)期。古銅礦遺址的發(fā)現(xiàn)，為研究中國(guó)北方古代銅礦開(kāi)采、選礦、冶煉、鑄造技術(shù)及發(fā)展水平提供了實(shí)物證據(jù)，同時(shí)也為研究古代冶銅業(yè)的萌芽和發(fā)展?fàn)顩r提供了很好的依據(jù)。

酒泉境內(nèi)玉門(mén)火燒溝文化，被考古學(xué)界認(rèn)定為一種獨(dú)立的地區(qū)性青銅文化。在火燒溝等6個(gè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)270多件銅器，年代為公元前2000年～1600年（夏商時(shí)期）；已發(fā)掘清理的314座墓葬中，三分之一出土有銅器，其中青銅所占比例已超過(guò)50%，不僅有砷青銅，還有錫青銅。器類有斧、镢、鐮、鑿、刀、匕首、矛、鏃、錐、針、泡、釧、管、錘、鏡等，工具武器類占40%，裝飾品占60%，未發(fā)現(xiàn)容器。其中空首斧、環(huán)首刀、矛、鏃、手鐲、扣飾連珠飾、四羊首權(quán)杖頭都是新器類，鏃以雙翼帶銎鏃最為常見(jiàn)。種種跡象表明，火燒溝文化的青銅制作，是馬家窯文化、齊家文化青銅文化的直接繼承和發(fā)展，不論器型還是工藝水平，都較馬家窯文化和齊家文化有明顯進(jìn)步。由于酒泉地處古絲綢之路的咽喉區(qū)，草原牧獵民族在這一帶活動(dòng)頻繁，所以，多種文化碰撞融合，必然在其遺存中有所反映，這突出表現(xiàn)在彩陶及青銅器的風(fēng)格上。如青銅四羊首權(quán)杖飾，呈罐形，有圓銎以納柄。中部四面飾對(duì)稱的四只圓雕羊首，雙角下彎，形象生動(dòng)。羊首系用復(fù)合模具分鑄，鑲嵌于杖飾主體而成。這是迄今所知我國(guó)最早的青銅鑲嵌鑄品。

通過(guò)對(duì)玉門(mén)火燒溝文化銅器進(jìn)行的定量成分分析和金相檢驗(yàn)、表面定性成分分析以及表面局部除銹分析等顯示，火燒溝銅器材質(zhì)多樣，以紅銅比例最大，雜質(zhì)元素多樣化且含量較高，反映了冶煉所用礦料是多金屬共生礦或混合礦，冶金技術(shù)尚處于較原始階段?；馃郎香~器以鑄造為主要制作工藝，不同類型的器物在材質(zhì)和制作方法上有別，紅銅仍然是普遍應(yīng)用并在生產(chǎn)中發(fā)揮主要作用的金屬材料。通過(guò)比較玉門(mén)火燒溝、酒泉干骨崖、民樂(lè)東灰山三個(gè)四壩文化遺址銅器的材質(zhì)和制作工藝，發(fā)現(xiàn)既有共性又存在較大差別。

但是由于西部地區(qū)和中原地區(qū)的文化差距，錯(cuò)過(guò)了與中原地區(qū)前后相繼進(jìn)入文明社會(huì)的時(shí)機(jī)。當(dāng)中原地區(qū)已經(jīng)建立起強(qiáng)大的中央王朝很久以后，酒泉乃至西部地區(qū)仍處于眾多民族遷移流動(dòng)、未能形成文化趨同中心的落后狀態(tài)。與這種緩慢發(fā)展的社會(huì)形態(tài)相對(duì)應(yīng)，這一地區(qū)的青銅制造也進(jìn)展緩慢，有些文化類型的青銅工藝較齊家文化有所進(jìn)步，但終難跨過(guò)齊家文化所代表的那個(gè)青銅制作的低級(jí)階段，產(chǎn)品仍以小件器物如工具、武器、飾件等為主，極少發(fā)現(xiàn)青銅容器，更不用說(shuō)成套的禮器了。青銅業(yè)只沿著制造兵器的方向發(fā)展，這也正反映了社會(huì)發(fā)展水平的制約。畜牧業(yè)為主體的經(jīng)濟(jì)，無(wú)法形成大規(guī)模青銅冶鑄的生產(chǎn)力，也很難培養(yǎng)出一批專門(mén)從事青銅制造的技藝精湛的工匠；而且，不存在以嚴(yán)整貴族體制為核心的政治、文化環(huán)境，也不可能產(chǎn)生對(duì)青銅容器和禮器的強(qiáng)烈需求。這種種因素都使得酒泉地域土生土長(zhǎng)的青銅冶鑄業(yè)，在幼年期即陷入了停滯和枯萎。