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历史考古与上古文明|石家河文化：东亚自创的青铜文明（上）（一）矿业工具2、矿料磨碎工具（二）冶炼设备与相关配件(12)


此外 ， 模拟试验表明 ， 用于冶铸业的风嘴上 ， 表面都不会留下任何炼渣 ， 其陶色在使用过程中也基本上不会有大的变化 ， 这种情况增加了我们在考古情境中辩识风嘴的难度 。 实际上 ， 除了鼓风器之外 ， 固定式双烧室的炼炉也可能会埋设导气管[47] ， 所以 ， 若在考古中发现两端无底而中空的管形器 ， 也许需要结合其形制、尺寸和出土情境 ， 综合判断其具体作用 。
热气流动、抽气力和鼓风的安排 ， 对冶炼的成功有关键作用 。 如果冶炼氧化铜 ， 炼炉不仅需要高温 ， 还需要控制氧气 ， 以便在还原气氛中能产生化学反应 ， 所以在炼炉里安排鼓风 ， 需要同时符合高温与缺氧这两种互相矛盾的目标 。
2、炼炉与坩锅合为一体的炼缸：炼缸技术的发明是石家河文化出现的指标
由于长江中游最早是用氧化铜矿冶炼（主要是碳酸氧化铜孔雀石） ， 所以发明并发展还原冶炼法 ， 其技术至少可溯源至油子岭文化[48]；前述炼炉、鼓风器、坩锅等一套冶炼工具在公元前第四千纪长江中游大溪文化三（如青山遗址 ， 图九：4）、四期、油子岭文化和屈家岭文化已零星可见（另文再详细讨论） 。 到距今5000年以来的石家河文化 ， 仍继续使用还原冶炼法 ， 且得到进一步发展 ， 其中最关键的突破是发明了炼缸（“smelting” vat or “vat furnace”） 。 自此以后 ， 长江中游冶金活动稳步迈向专业化 ， 进而奠定中国青铜技术的重要基础 ， 冶炼技术迅速上升并普遍化 。 炼缸把炼炉与坩锅合成一体 ， 除了作炼炉之外 ， 还可以作熔铜炉 ， 既可用于从矿石冶炼铜 ， 亦可以用于熔铜铸造 。 这是长江中游发明的独有的冶炼技术 ， 古埃及、西亚、中亚、欧洲都未见到 。
商周时期掌握青铜铸造技术的城址中 ， 经常发现一种俗称为“将军盔”的缸形炼炉 ， 其特点是夹粗砂陶质、壁厚重、在底部特别加厚、外底部突出 。 经模拟实验证实 ， 炼缸的底部突出 ， 与其用做浇铸的缸式熔铜炉有关 。 尖厚底的设计有利于铜液保温而不致于凝固 ， 而且使操作者易于倒出铜液 ， 方便浇注 。 炼缸厚实、多层的陶质结构 ， 使其能够经受短时间内（20分钟）加温至1100℃以上而不至于破裂 ， 这样的温度足以将铜料熔化 ， 且操作者接触炼缸外壁时 ， 不致太烫手 ， 从而可以徒手操作 。 虽然该试验针对的是盘龙城时代商文化的炼缸[49] ， 但是这种类型的陶炼缸 ， 其实早已出现于长江中游 ， 其始见时代正好是屈家岭文化演变为石家河文化之际 ， 考虑到这种技术突破所具有的革命性意义 ， 笔者建议将其出现作为石家河文化发生的关键指标之一 。
屈家岭、石家河文化交接之际 ， 大型炼缸的碎片发现于石家河城内冶炼场所和灰烬坑中 ， 以及其他屈家岭、石家河文化遗址中 ， 如汉北地区的京山屈家岭、江汉地区的城河城、澧阳平原的城头山、洞庭平原的七星墩、幕阜山区的大路铺等等遗址（图十：1─13；十三：2；二六：10；三三：2） 。 最早的炼缸上腹直壁 ， 下腹斜收 ， 小平底 ， 在口沿部分壁厚1.5－3.3厘米；底部壁厚超过3-5厘米 ， 多为夹粗砂红陶 ， 因此可以耐高温 。 通常情况下 ， 只有用作瓮棺葬具或祭坛上礼器（即从实用器转变为宗教仪式性用途）的炼缸 ， 才会完整地保存下来；其他此类实用器 ， 会一直使用到损毁为止 ， 所以很难见到完整器出土 ， 尤其是汇流铜液的底部 ， 更难完整保存 。
历史考古与上古文明|石家河文化：东亚自创的青铜文明（上）（一）矿业工具2、矿料磨碎工具（二）冶炼设备与相关配件
本文插图
图十 1─13. 屈家岭、石家河文化交接时期的炼缸：1. 城头山M385:2葬具（口径38 ， 高48.5厘米）; 2.城

石家河文化早期 ， 炼缸技术快速发展 ， 出现了不同形制 ， 如小平底、尖底、尖圆底和杯形底等几种特定形状的炼缸（图十：14─25；二五；二六：9、8；三三：1） 。 [50]在后石家河文化（图十：26；二七）和盘龙城文化遗址中（图十二：2─5） ， 炼缸依然是非常普遍的器物 ， 形状与石家河文化一致 。 这一器物也更广泛地传播到其他地区 ， 如江西吴城及淮黄流域 。 但该技术的源头是在约距今5000年前的长江中游 。 实际上 ， 长江中游地区还可见到时代更早但尺寸较小的炼缸 。 对于炼缸技术的源头 ， 笔者拟另文再讨论 。


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