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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( 六 )


有关石家河文化的锡料来源 ， 在鄂湘赣三省交界的幕阜山区有易开采的锡矿 ， 矿区边上有石家河文化和后石家河文化遗址 ， 如通城尧家岭遗址等（图二一：13、表一） ， 这可以直接证明锡铜合金是本土起源的 。 此外 ， 大冶香炉山遗址调查时发现了锡铅铜的炼渣 ， 在其旁边发现典型的屈家岭文化陶片及以降的遗物 ， 故虽然香炉山炼渣标本的年代尚不能确定 ， 但也有可能属于石家河文化 。 [13]除了幕阜山区 ， 我们在赣西北的九岭山脉调查时 ， 也发现有容易开采的锡矿砂 ， 且其周围有古人活动留下的遗存 ， 根据从其中一处遗址的文化层下部采集的碳样所测得年代 ， 其年代上限为公元前3600左右（表一） 。 该地区较多的遗物具有石家河时代的风格 。 具体矿藏和采矿情况、年代和文化关系等 ， 还需要详细调查和研究 。
到了石家河文化晚期至后石家河文化时期（初步评估其绝对年代约为公元前2400~公元前2000年间） ， 在阳新大路铺遗址第七层冶炼区中出土了一件特别有意思的三元合金铜片（03ET23077:13 ， 图三：1） ， 这可能不仅是中国 ， 甚至是世界历史中最早的锡铅铜三元青铜合金之一 。 该铜片呈绿色扁平状 ， 检测其成份有Cu 19.84%、Pb 25.02%、Sn 41.34%、Fe 7.07%[14] 。 这块铜片的成份 ， 铜、铅、锡比例均高于自然生成矿物的比例 ， 显然是人为添加而成 。 只不过 ， 其合金比例极不合理 ， 锡的含量过高 ， 而铜的含量过少（这或许应该考虑铜锈流失的因素） 。 这种比例在铸造时就足以使器物破碎（含30%以上锡料的合金特别易碎 。 或许为了减少易碎的后果 ， 该铜片又加入过多的铅 ， 但仍无法解决问题） 。 “从成份构成来看 ， 这应该不是器物的残片 ， 而是反映古人的试验 ， 说明其时尚处于努力提升冶炼技术 ， 铸造大型坚固青铜器的摸索和试验阶段 。 ”[15]所以这可能是4000多年前长江中游某位冶炼专家的试验品 ， 也是一件具有世界性意义的重大发现 。
合金技术的起源与发展 ， 首先涉及到矿源问题 。 由于西亚地区早期合金以砷青铜（Cu-As铜和砷的合金）为主 ， 锡青铜相对晚出 。 学界以西亚为榜样而普遍认为 ， 冶炼发展从纯铜经砷铜到锡铜 。 就铜矿结构来说 ， 氧化带下部的胶结带常有黝铜矿脉 ， 包括以Cu12As4S13为基楚的砷黝铜矿 ， 如Cu6[Cu4(Fe,Zn)2]As4S13等 。 学界一般认为 ， 因为含砷的铜硬度高 ， 经过多年的经验 ， 古人开始故意选择这种天然含砷的铜料 ， 之后认识并能提炼出砷而开始做砷铜合金 。 这种理解相当合理 ， 但是忽略了砷黝铜并非主矿 ， 而是以脉性的形式零散地出现 。 砷黝铜脉有时候会包含在斑铜矿（bornite, Cu5FeS4）或黄铜矿（chalcopyrite, CuFeS2）等主矿内 ， 但有时候只是在其它基岩中作细小的矿脉 。 其次 ， 砷黝铜脉在西亚、欧洲有较密集的堆积；而在东亚较稀薄、并非普遍 ， 虽然中国境内黄河中游的中条山、长江中下游的安徽地区、内蒙古的林西铜矿大井均有此类铜料 ， 但矿脉小、含量也相对低；至于长江中游地区 ， 砷黝铜脉更少 。 由于这种自然情况 ， 东亚地区尤其是长江中游并没有发现所谓“砷铜阶段”[16] 。 同理 ， 学界以西亚为榜样而普遍认为 ， 对铜料的认识是从用孔雀石做装饰品开始 ， 然后进一步了解从孔雀石还原铜 。 但是这种模式却不符合长江中游冶炼发展的历程 。 此地孔雀石很纯而缺钙 ， 因此易磨碎而不能用来雕刻 ， 所以本地对铜矿的认识不可能是从做装饰品开始 。
长江中游零星资料表明：第一、在遗址中开始出现孔雀石 ， 这是冶炼技术起源的指标；第二、冶炼技术似乎是经过长期的纯铜阶段后 ， 在此基础上直接发展到锡铜（中间可能还有锌铜）[17]；第三 ， 较很早开始用铅 ， 以改善金属的屈服度 。
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


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