初步認識屈家嶺遺址出土的銅器和冶煉活動的遺存(冶金起源之四)

【編者按】中國冶金技術起源於何方何時?對這一問題的探索,是涉及到中國文明起源與發展的重大命題。郭靜雲教授團隊近期刊發《中國冶煉技術本土起源:從長江中游冶煉遺存直接證據談起》(郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新、陶洋著,全文分上下篇,分別刊發於《南方文物》2018年3期和2019年3期)。


【摘要】通過對長江中游迄今已發現的可能與冶銅有關的證據的再疏理,認為當前中國青銅技術西來的說法仍有許多難以自圓其說的疑問,包括傳入路線不明、技術發展脈絡不同、青銅器的器型和製造方式不同等等。中國青銅技術並非接受外傳,而是本土自行發展,其源頭在長江中游地區。長江中游具備礦物易得和陶窯技術先進兩項優勢,且其國家社會已經足夠發達和複雜,足以供養工匠,並形成對金屬器的需求。儘管目前學界普遍將長江中游大溪文化、屈家嶺文化、石家河文化乃至後石家河文化都歸類為“新石器時代”,因此發掘時並不留意與青銅技術相關的遺蹟遺物,留下的資料稀少零散,但是通過仔細梳理考古資料,仍可以發現長江中游地區公元前第四千紀和公元前第三千紀的諸多遺址,如龍嘴、屈家嶺、一百三十畝、石家河、殷戴家灣、金雞嶺,以及幕阜山區的諸多遺址等,其實均已經發現銅塊、青銅工具、紅銅及青銅煉渣、冶煉工具和設施、相關廢品等直接證據,並先後出現過普通圓型爐、豎穴式圓型爐、長型橫穴式爐,長條型龍窯式熔銅爐以及用煉缸進行冶煉和熔銅的坑式冶鑄工作坊,並且其冶煉活動深入其精神文化中,影響整個社會。這說明,長江中游經歷了漫長的認識銅料並探索冶煉的過程;此時,周圍地區並沒有別的掌握青銅技術的文明,因此長江中游冶煉技術無疑是本土起源的。

因全文較長,現分節摘發。

1、可能發現最早的錫銅

2015年以來,湖北省文物考古研究所對屈家嶺遺址進行了第四次考古發掘,在石家河文化地層中發現幾個銅塊。其中有幾件密集出土於一個探方的石家河文化早期地層中。出土標本大小不一,幾件小塊形狀不明,但2016HQQTN25W4113:3標本可以看出有似小斧或小錛的弧形刃部。

2016HQQTN25W4113:5標本形狀較完整,似一件銅錛(圖四)。銅器出土時的保存情況很不良,全身佈滿很厚的鏽,局部已變成黑銅粉(粉狀的氧化銅)。對粉狀的氧化銅進行X射線熒光儀分析,在不同的粉粒中,銅(Cu)的成分到達92.75~99.20%。除了銅之外,某些部位錳(Mn)和鋁(Al)成分亦到達約2%,這應是從環境裡吸收的雜質;鐵(Fe)的成分約0.3-0.4%,其也屬於土中所含的赤鐵。此外,值得特別注意的是,所有的測量中,都包含有0.6-1%的錫(Sn)(圖四)。因為錫不會生鏽,所以青銅器粉化的部位裡,錫料的比例只會很低。由於錫不會出現在自然銅料中,也不會從泥土中吸收,所以應該考慮這是人工有意加進的合金成份。

初步認識屈家嶺遺址出土的銅器和冶煉活動的遺存(冶金起源之四)


初步認識屈家嶺遺址出土的銅器和冶煉活動的遺存(冶金起源之四)

目前沒有采集到青銅錛所出TN25W41第13層的碳化物碳樣進行測年,但同一探方中,間接疊壓在該文化層之上的第11層有一個稻穀碳樣測試年代,數據為公元前2631-2474年(2016HQQTN25W4111),這表明這件青銅錛的相對年代只會比這一數據早而不會更晚。依據層位關係及文化整體發展情況評估,青銅錛的絕對年代為公元前2500年之前,最有可能的年代範圍是公元前2800-2600年之間。

之前錫鉛銅三元合金銅片曾出土自湖北省陽新縣大路鋪遺址的石家河文化晚期的地層中(03ET23077:13)[i]。另外,1981-1982年的考古試掘已表明,湖北省通城縣堯家嶺遺址是石家河、後石家河時期的專業化冶煉遺址之一[ii]。我們在2017年9月對堯家嶺遺址進行調查時,瞭解到附近有古代曾被開採過的錫礦。因此,筆者認為,該遺址可能已經是專業化開採錫料的主要據點之一。我們2017年的調查也補證,從剖面層位關係判斷,該遺址年代跨度可能從石家河文化至後石家河文化,且在後石家河文化時期這裡曾是一座城。我們從剖面上的文化層的中上部採取碳化樣本,經檢測其日曆年代範圍為距今4200─4000年。而屈家嶺出土的標本亦使我們進一步推論,長江中游可能已經在公元前第三千紀早段就已自行發明了錫銅合金。這比原來所知道鄂東南的資料,時代還早500多年。這在世界歷史中也屬於早期摸索錫銅合金的年代。

2、發掘背景和冶煉活動的年代問題

屈家嶺遺址1950年代曾進行兩次發掘,由於發現很發達的聚落,當時發掘者誤以為該遺址的年代只比商周略早一些,沒想到其文化年代居然可以早到公元前第4千紀。1950年代發掘內容分為“屈家嶺文化早期”、“屈家嶺文化晚期早段”和“屈家嶺文化晚期晚段”,絕對年代未測定[iii]。之後,1989年第三次發掘的面積很少,但測了兩個碳十四標本,其中一個為3760±175 calBC (BK2398),出自該遺址的最早地層,簡報稱為“前屈家嶺文化”或後來改名為“油子嶺文化”,大致相當於該遺址的絕對年代上限,也相當於前述龍嘴遺址的年代上限。另一個數據為3601±169 cal BC (BK2397) ,碳樣取自第三次發掘區域的晚期地層,與1950年代發掘對照,應歸類於屈家嶺文化早期後段[iv]。依此屈家嶺文化起源應不晚於公元前3600年,而1950年代兩次發掘所定為“早期”的年代大致應在3750-3450 cal BC(包含所謂“油子嶺文化”),而“晚期早段”大致在3500-3300 cal BC,至於“晚期晚段”可能相當於前述龍嘴遺址晚期前段,即3300-3100 cal BC。在晚期早段的地層中,在500多平方米範圍內發現有很厚的燒土面,體積約200立方米左右,但並沒有柱洞痕跡;晚期後段燒土面積雖然沒有那麼大,但也普遍出現。雖然發掘者推論這可能是建築遺蹟,但是,由於並沒有發現柱洞痕跡,所以仍有很多不明之處。

第四次發掘的年代範圍大體落於公元前3800─公元前2400年內,屈家嶺遺址的油子嶺和屈家嶺文化時期發現了很多燒土遺蹟,其中包括疑似建築和陶窯遺蹟需進一步研究才能判明其功用與性質。或許可以考慮,疑似陶窯的遺蹟不一定都是陶窯功能,而部分是煉爐遺蹟,因為大溪文化所發明的燒製黑陶的陶窯,完全可以用於從孔雀石中還原銅。

資料表明,在屈家嶺遺址,石家河文化早期地層所見冶煉遺存,其技術已相當成熟,說明這並不是冶煉活動的最初源頭,還需要更進一步分析該遺址更早地層的遺蹟、遺物,是否也有與冶煉相關,且代表更加原始的技術。

此外,出土銅器粉化的黑銅鏽樣,足以提醒我們,更早的小型銅器恐怕全身都已鏽成黑銅(CuO)的粉末(圖四),將來在發掘中需要在土中加倍仔細,才有可能尋找到此類遺物。
(未完待續)

註釋:

[i]湖北省文物考古研究所、湖北省黃石市博物館、湖北省陽新縣博物館:《陽新大路鋪》,第862頁。

[ii]武漢大學歷史系考古專業、咸寧地區博物館、通城縣文化館、李龍章、彭明祺、向緒成、王然:《湖北通城堯家林遺址的試掘》,《江漢考古》,1983年第3期第3、7-10頁。根據本地人說明“ 堯家林”名稱是因為地方口因而被誤錄,這小地名準確謂堯家嶺。

[iii]中國科學院考古研究所編著,《京山屈家嶺》,北京:科學出版社,1965年。

[iv]屈家嶺考古發掘對,〈屈家嶺遺址第三次發掘〉,《考古學報》,1992年第1期,第63-96頁。

【聲明】本文作者為郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新、陶洋,為《中國冶煉技術本土起源:從長江中游冶煉遺存直接證據談起(一)》(原載於《南方文物》2018年3期)之一部分。若有引用或轉載,務請說明作者與來源。


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