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早期锡青铜冶炼工艺的思考与模拟实验

南方文物 2022年第5期 143-151页

作者：马丁王昌燧罗武干中国科学院大学考古学与人类学系

冶金作为人类历史上的一项重要进步,一直是历史学研究的热点。关于长期争论的冶金单一起源和多地起源问题,近年来欧亚大陆早期冶金技术多样性的发现以及早期简单冶金技术的揭示,致使多地起源观点更被关注。受早期黄铜冶炼工艺等研究的启... 详细信息

冶金作为人类历史上的一项重要进步,一直是历史学研究的热点。关于长期争论的冶金单一起源和多地起源问题,近年来欧亚大陆早期冶金技术多样性的发现以及早期简单冶金技术的揭示,致使多地起源观点更被关注。受早期黄铜冶炼工艺等研究的启示,本研究利用模拟实验并结合测试分析,探讨了早期锡青铜低温冶炼工艺的可行性。使用坩埚、马弗炉等工具,在650~950℃的温度下,以木炭为还原剂,冶炼孔雀石与锡石的混合物,并进而重熔冶炼产物。利用X射线荧光、X射线衍射、金相分析等方法观察、测试相关冶炼产物,其结果表明,冶炼温度达到700℃左右即可得到海绵状铜块。在930℃左右直接冶炼孔雀石和锡石的混合物,可得到有实用价值的锡青铜块。在不超过1000℃的温度下,能够将小块金属融合成锡青铜锭乃至铜刀坯料,金相组织可见α固溶体树枝晶及α+δ共析体,符合铜锡合金铸造组织特征。本项工作表明,在浇注青铜工艺成熟之前,有可能存在通过类似早期黄铜固态还原工艺冶炼获得锡青铜,期望这一推测能对冶金起源探索有所裨益。

关键词：锡青铜冶炼模拟实验固态还原

四川会理文管所藏多元风格青铜器矿料来源的MC-ICP-MS分析

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光谱学与光谱分析 2023年第4期43卷 1140-1146页

作者：毕研琦杨颖东杜靖唐翔罗武干中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院古脊椎动物与古人类研究所北京100044 中国科学院大学考古学与人类学系北京100049 成都文物考古研究院四川成都610000 国家文物局考古研究中心北京100009 会理县文物管理所四川会理615100

青铜器的矿料来源及其体现的地区间文化互动等信息是考古学界关注的重点问题。四川会理位于欧亚草原、中原、南亚和东南亚之间的“十字路口”,且处在著名的“藏彝走廊”之上,自古以来就是多民族聚居地和多元文化交汇区,当地出土的青铜... 详细信息

青铜器的矿料来源及其体现的地区间文化互动等信息是考古学界关注的重点问题。四川会理位于欧亚草原、中原、南亚和东南亚之间的“十字路口”,且处在著名的“藏彝走廊”之上,自古以来就是多民族聚居地和多元文化交汇区,当地出土的青铜器更是包含多种文化因素。然而,以往对该地青铜文化的研究多集中于墓葬形制和随葬品的器型及纹饰等所体现的文化互动上,而对多元风格青铜器的矿料来源和地区间文化互动的具体模式关注较少。使用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对会理文管所藏8件具有多元文化风格的青铜器进行成分分析和铅同位素比值测定。在此基础上,搜集铜、铅矿山和相关青铜器的铅同位素数据并结合考古类型学进行对比分析,以期揭示不同地区和青铜文化之间的互动联系。pXRF分析结果显示,这批样品合金类型多样,包括纯铜、锡青铜、铅锡青铜和锡铅青铜等。MC-ICP-MS分析结果显示,两面石寨山型铜鼓和盐源文化风格树形器应为利用滇中南地区的铅料生产的,且前人对多面石寨山型铜鼓的研究结果显示其矿料均来自滇中南,表明铜鼓这种象征权力与地位的礼器的矿料来源及生产较为独特,很可能为统治阶层所垄断;而石寨山型铜钟则是利用会理当地铜料生产的“仿制品”。以上结果表明,会理与石寨山、盐源等周边地区青铜文化存在着实物和精神等层面的复杂互动。研究显示,在运用pXRF、MC-ICP-MS明确青铜器合金成分和矿料来源的基础上结合文献记载与考古类型学分析可以为深入探讨地区间文化互动的具体模式提供很好的证据支持。

关键词：青铜器多元风格矿料来源文化互动模式 MC-ICP-MS

秦并蜀的铜冶金考古解读：以成都出土烟荷包钺为例

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中国科技史杂志 2022年第4期43卷 495-506页

作者：王睿哲王宁李佩杨弢罗武干中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院大学人文学院考古学与人类学系成都文物考古研究院

众多历史及考古学者都对秦并蜀这一重要历史事件进行了深入研究，然而，罕见从铜冶金考古视角对秦并蜀进行解读的工作。故迄今我们并不清楚秦并蜀这一重要历史事件对蜀地青铜手工业是否产生了影响及其具体的影响方式如何。为了探讨此问... 详细信息

众多历史及考古学者都对秦并蜀这一重要历史事件进行了深入研究，然而，罕见从铜冶金考古视角对秦并蜀进行解读的工作。故迄今我们并不清楚秦并蜀这一重要历史事件对蜀地青铜手工业是否产生了影响及其具体的影响方式如何。为了探讨此问题，本文利用X光成像、合金成分及金相显微组织等分析方法，对成都地区出土9件战国中期至西汉早期铜钺进行系统研究。结果显示，秦并蜀前铜钺的锡含量在12%—17%之间，铅含量在0%—10%之间，其范铸成型后又经过热锻等形变加工处理，且銎部与刃部的铸后加工处理方式存在差异；而秦并蜀后铜钺的锡含量为3%—13%,铅含量为7%—23%,其铸造过程中多使用垫片，且成型后不再进行热加工与冷加工。可见，秦并蜀前后铜钺的合金配比、加工工艺及铸造技术都发生了转变。本文还进一步分析了产生这种变化的原因。

关键词：秦并蜀铜钺 X光成像成分分析金相

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郑韩故城铸铁陶范表面处理技术分析

文博 2023年第4期 87-94页

作者：王淡春罗武干张飞燕蔡全法安徽博物院安徽合肥230071 安徽大学历史学院安徽合肥230071 中国科学院大学考古学与人类学系北京100049 故宫博物院北京100009 河南省文物考古研究院河南郑州450000

河南郑韩故城仓城铸铁遗址是一处战国时期韩国铸铁作坊,遗址内出土了大量的铸铁陶范,表面可见有黑色和红色薄层。本文对遗址出土陶范胎体及表面层进行了系统分析。结果表明,红色表面层的显色成分为赤铁矿,黑色表面层的显色成分为炭黑,... 详细信息

河南郑韩故城仓城铸铁遗址是一处战国时期韩国铸铁作坊,遗址内出土了大量的铸铁陶范,表面可见有黑色和红色薄层。本文对遗址出土陶范胎体及表面层进行了系统分析。结果表明,红色表面层的显色成分为赤铁矿,黑色表面层的显色成分为炭黑,且黑色层叠压于红色层之上。两种颜色表面层的使用,均有助于减少粘砂,利于脱模,有效提升铸件的质量。在冶铸遗址内还发现有一件涂料缸,器内残留的红色涂料与陶范表面红色层相近,表明红色表面层可能是工匠有意涂抹所致。

关键词：郑韩故城陶范表面层涂料

广西邕宁顶蛳山遗址出土黑色石料材质的光谱无损分析

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光谱学与光谱分析 2022年第1期42卷 253-257页

作者：李颖周振宇杨益民罗武干中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044 中国科学院大学考古学与人类学系北京100049 中国社会科学院考古研究所北京100101

石质材料鉴定是旧石器时代考古学研究的基础,因为石质种类会影响石器的制作技术、器物形态、工具类型,从而进一步制约遗址的石工业面貌乃至文化面貌。然而,仅从外观上对石器材质进行判定有很大的不确定性,特别是在鉴别黑曜石和玻璃陨石... 详细信息

石质材料鉴定是旧石器时代考古学研究的基础,因为石质种类会影响石器的制作技术、器物形态、工具类型,从而进一步制约遗址的石工业面貌乃至文化面貌。然而,仅从外观上对石器材质进行判定有很大的不确定性,特别是在鉴别黑曜石和玻璃陨石这类外观极其相似的天然玻璃质材料,大量案例表明人工目验的结果是不准确的,经常会出现误判的情况。因此,越来越多的研究开始借助现代科学仪器对石器材质进行鉴定。顶蛳山遗址作为岭南地区一处十分重要的石器时代遗址,为我们了解广西地区史前文化特征与内涵,探讨广西与周围地区史前文化交流提供了十分宝贵的资料。然而,对于出土在顶蛳山遗址中的大量黑色石器,发掘者们对这些石器的材质一直存疑。为了确定顶蛳山遗址出土黑色石料的材质,利用拉曼光谱、红外光谱和能量色散X射线荧光光谱(ED-XRF)等分析手段对其进行了原位无损材质鉴定。Raman分析表明,所有样品均为非晶态SiO_(2)类物质;同时样品的均在380 cm^(-1)处出现极强吸收峰,提示样品中可能含有黄铁矿。所有样品的红外光谱在1200~900 cm^(-1)处平滑且不见明显肩峰,同时在750~500 cm^(-1)处不见明显吸收峰,表明样品不含斜长石、石英等矿物,这与玻璃陨石的物相特征相吻合。ED-XRF结果表明,样品的主要成分是SiO_(2)和Al_(2)O_(3),且其碱土金属(RO)和铁含量高而碱金属含量低(R^(2)O),R^(2)O/RO小于1、K_(2)O/CaO的比值处于0.8~1.6之间,这些成分特征均与玻璃陨石相符。综合以上分析结果,可确定本文分析的石料样品均是玻璃陨石。分析结果对于进一步探讨顶蛳山遗址出土黑色石料的产地,顶蛳山遗址先民的活动范围及其与周边地区史前文化的交流与互动都具有重要参考价值。

关键词：黑曜石玻璃陨石石料材质光谱无损分析

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华光礁Ⅰ号出水瓷器脱盐方法研究

江汉考古 2013年第1期 117-122页

作者：陈岳李乃胜罗武干王昌燧北京 100044

"华光礁Ⅰ号"南宋沉船出水了大量的陶瓷器文物,本文利用电导率仪及离子色谱等方法,分析了相关样品的含盐量,同时对各种脱盐方法进行了实时监测,并最终筛选出了最为有效的脱盐方法。

关键词：华光礁Ⅰ号出水瓷器脱盐离子色谱

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砣具配合解玉砂雕刻玉器纹饰的可能性分析

人类学学报 2015年第4期34卷 537-543页

作者：邓峰罗武干杨益民中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院古脊椎动物与古人类研究所北京100044 中国科学院大学科技史与科技考古系北京100049

玉器是中国传统文化的标志性符号之一,但古代文献中关于玉器加工工艺的记载甚少。人们只能借助模拟实验和加工痕迹的显微分析,来解读古代玉器的制作工艺。至迟出现于商代的砣具,是一种旋转加工工具,它可显著提高玉器表面纹饰的加工效率... 详细信息

玉器是中国传统文化的标志性符号之一,但古代文献中关于玉器加工工艺的记载甚少。人们只能借助模拟实验和加工痕迹的显微分析,来解读古代玉器的制作工艺。至迟出现于商代的砣具,是一种旋转加工工具,它可显著提高玉器表面纹饰的加工效率。以往学界的主流观点是,利用砣具雕刻玉器表面纹饰(雕花)时,其锯片的硬度远低于玉石的硬度,必须添加解玉砂来辅助雕刻。然而,本文的模拟实验表明,即使不使用解玉砂,硬度低于玉石的铁锯片也能为玉器雕花;同时发现使用砣具配合解玉砂并不利于雕花操作,因此对于古代用砣具配合解玉砂来雕花的观点需要审慎解释。再者,古代也有硬度能达到或超过软玉(摩氏硬度为6-6.5)的钢,这种钢砣使用时更无需添加解玉砂。此外,显微分析表明,用现代金刚砂锯片雕花会留下独特的加工痕迹,应可作为鉴伪证据。

关键词：玉器雕刻解玉砂砣具鉴定

湖北及安徽出土东周至秦汉时期热锻青铜容器的科学分析

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文物 2015年第7期 89-96页

作者：秦颍李世彩晏德付罗武干中国科学技术大学科技史与科技考古系中国国家博物馆中国科学院大学科技史与科技考古系

铸造成型的青铜器一般都比较厚重,由于受锡青铜或铅锡青铜自身性质所限,多为礼器或明器。中国古代青（黄）铜锻造技术出现在仰韶文化时期,主要是打制一些装饰用小件。迄今发现的最早热锻的青铜容器属西周时期[1]。春秋战国时期,锻造容... 详细信息

铸造成型的青铜器一般都比较厚重,由于受锡青铜或铅锡青铜自身性质所限,多为礼器或明器。中国古代青（黄）铜锻造技术出现在仰韶文化时期,主要是打制一些装饰用小件。迄今发现的最早热锻的青铜容器属西周时期[1]。春秋战国时期,锻造容器逐渐增多。相对于范铸成形的青铜器，在整个青铜时代，经过热锻打制成形的青铜容器数量少，器形、纹饰简单，甚至无纹饰，相关的专题研究也较少。

关键词：热锻锻造技术显微照片仰韶文化时期金相陈坡铸造成型春秋战国时期锡合金锻造加工

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泥范分铸铸接工艺实验分析

铸造 2018年第9期67卷 818-822页

作者：张少昀秦颍李涛罗武干西北大学文化遗产学院陕西西安710069 中国科学技术大学科技史与科技考古系安徽合肥230026 中国科学院研究生院科技史与科技考古系北京100049

利用实验室考古学方法,通过模拟焙烧实验,从宏观及金相特征方面分析了不同组成的青铜合金,在不同的焙烧温度和时间条件下的变化情况。结果表明:在夯制泥范时就将铸好的青铜附件嵌入进去,经700～800℃烘范,最后浇注成器这一工艺可行性不... 详细信息

利用实验室考古学方法,通过模拟焙烧实验,从宏观及金相特征方面分析了不同组成的青铜合金,在不同的焙烧温度和时间条件下的变化情况。结果表明:在夯制泥范时就将铸好的青铜附件嵌入进去,经700～800℃烘范,最后浇注成器这一工艺可行性不高,红铜附件也同样。这种在较高温度进行烘范的分铸铸接操作工艺在中国青铜时代可以说不是主流,甚至可能是不存在的。

关键词：分铸法青铜合金金相特征