遼祖陵一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅器的科技分析

肖紅艷 董新林 崔劍鋒

(1.北京大學(xué)考古文博學(xué)院 2.中國社會科學(xué)院考古研究所)

〔內(nèi)容提要〕 對遼祖陵一號陪葬墓和其獻(xiàn)殿——四號建筑基址出土的47件銅器進(jìn)行了金相觀察、成分分析和鉛同位素比值分析。結(jié)果顯示其使用了包括青銅(30)、紅銅(16)和黃銅(1)在內(nèi)的多種銅合金，合金類型較宋更為復(fù)雜。成型工藝鑄鍛并存，青銅多為鑄造，而紅銅多為熱鍛，表明工匠對銅合金性能掌握臻于嫻熟。鉛同位素分析結(jié)果表明遼東半島或是遼早期銅料的重要供應(yīng)地，而墓內(nèi)出土的唯一一件黃銅器可能自環(huán)地中海東部地區(qū)輸入，揭示了遼的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)或已經(jīng)直達(dá)環(huán)地中海和歐洲地區(qū)。

關(guān)于遼代冶銅技術(shù)的研究，目前可見包括李明華①、何蓮②等總結(jié)發(fā)現(xiàn)的重要遼代銅器，并根據(jù)實物觀察判斷了遼代主要合金類型和加工工藝；李辰元③、劉文兵④、陸金生⑤等則利用科技手段對一些遼代銅構(gòu)件、金屬面具和銅絲網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行成分分析和工藝觀察，為遼代銅冶金研究提供了初步的科學(xué)證據(jù)。然而，以上研究不能夠全面揭示遼代用銅制度和冶銅技術(shù)。

遼祖陵是遼代開國皇帝耶律阿保機(jī)的陵寢，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市巴林左旗查干哈達(dá)蘇木石房子村西北的山谷中。其中，除了阿保機(jī)的祖陵外，還有阿保機(jī)皇后述律平的陵寢及眾多臣子的陪葬墓，為遼代早期最重要的帝陵遺址。從2007年開始，中國社會科學(xué)院考古研究所聯(lián)合內(nèi)蒙古自治區(qū)文物考古研究所對該遺址群開展了系統(tǒng)的考古調(diào)查和發(fā)掘，其中2007年發(fā)掘了編號為2007MBZZPM1(以下簡寫為PM1)的一號陪葬墓，2010年發(fā)掘了該陪葬墓的獻(xiàn)殿遺址四號建筑基址，二者構(gòu)成了以墓和廟為中心的完整二元祭祀格局。經(jīng)過研究，發(fā)掘者認(rèn)為，該陪葬墓為阿保機(jī)第三子耶律李胡之墓。

一號陪葬墓雖多次被盜，但仍出土較多的隨葬品，包括上百件銅器。其獻(xiàn)殿四號建筑基址也出土銅器16件。器類包含各類建筑構(gòu)件、日用器和佛教法器等，為認(rèn)識遼代早期銅器技術(shù)和用銅制度提供了寶貴的實物資料?；诖耍本┐髮W(xué)考古文博學(xué)院和中國社會科學(xué)院考古研究所聯(lián)合對這些銅器開展了系統(tǒng)的科學(xué)分析。

一、分析方法

1.使用NitonXL3t型便攜式X射線熒光分析儀(pXRF)，全金屬模式對銅器的合金材質(zhì)進(jìn)行初步分析。

2.在便攜熒光分析的結(jié)果上選取16件樣品，采用日本Horiba公司的XGT-7000型能量色散X熒光光譜儀對金屬基體進(jìn)行測試，加速電壓為50kV，電流0.1mA，測試時間100s，采用有標(biāo)樣基本參數(shù)法。

3.樣品經(jīng)氧樹脂鑲嵌、砂紙打磨和拋光、3%FeCl3鹽酸酒精溶液腐蝕后，使用日本Nikon公司的LV100金相顯微鏡進(jìn)行金相觀察。

4.樣品除銹后，在王水中加熱至完全溶解。使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測量溶液微量元素含量。溶液經(jīng)過處理后，使用北京大學(xué)地球與空間學(xué)院的NU PLasma2型多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)測試樣品的鉛同位素比值。207Pb/206Pb、208Pb/206Pb和206Pb/204Pb的相對誤差分別小于0.01%、0.01%和0.1%。

二、分析結(jié)果

表一—表三為各類分析結(jié)果。

表一 一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅器pXRF合金材質(zhì)分析結(jié)果

表二 一號陪葬墓及四號建筑基址取樣銅器XRF成分分析和MC-ICP-MS鉛同位素分析結(jié)果 單位：%

表三 一號陪葬墓及四號建筑基址取樣銅器金相觀察結(jié)果

三、討 論

一號陪葬墓和四號建筑基址所出銅器主要分為紅銅和青銅兩大類，除此之外一號陪葬墓還發(fā)現(xiàn)了銅鋅鉛三元合金(圖一)。金相觀察顯示，這些銅器的制作工藝主要為鑄造和熱鍛退火。也包括一些特殊的制作工藝，如淬火、退火、鎏金等。

圖一 合金材質(zhì)扇形統(tǒng)計圖

大量使用紅銅是出土銅器材質(zhì)的一個顯著特征。一號陪葬墓和四號建筑基址出土大部分銅片及銅鈴類構(gòu)件、銅缽均為紅銅。從金相分析結(jié)果看，紅銅材質(zhì)的銅片、銅鈴加工方式多為熱鍛，這與紅銅硬度低、延展性極佳、非常適合鍛打成各類器物的性能相適應(yīng)⑥。鉛錫青銅在我國先秦至歷史時期銅合金體系中一直占據(jù)主導(dǎo)地位，同一時期前后，北宋的用銅依然以青銅為主⑦，大量使用紅銅是遼合金技術(shù)的特征之一。

銅器另一主要材質(zhì)為青銅。幾乎所有銅釘、部分銅飾和少量銅片均為青銅，根據(jù)鉛的含量可以將青銅分為鉛錫青銅和錫青銅兩類。鉛錫青銅釘主要出自墓室，錫含量呈正態(tài)分布，平均值在10%左右(圖二)。錫青銅釘主要出土于四號建筑基址，錫含量與鉛錫青銅釘相近。一號陪葬墓內(nèi)部、一號陪葬墓和四號建筑基址間出土銅釘材質(zhì)的差別可能與生產(chǎn)組織形式有關(guān)，表明墓室和地面獻(xiàn)殿盡管營建于同一時期，但可能是由不同的工匠群分工負(fù)責(zé)的。金相組織顯示青銅釘均為鑄造成型。四號建筑基址出土的銅釘金相組織存在明顯受熱均一化現(xiàn)象，這表明其鑄后經(jīng)過了退火處理，暗示四號建筑基址可能在后期經(jīng)歷過焚燒并最終導(dǎo)致其廢棄。

圖二 一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅釘錫含量條形圖

從鉛同位素比值結(jié)果看(圖三)，一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅器中，紅銅和鉛錫青銅的鉛同位素比值十分接近，礦料應(yīng)該為同一來源。墓室內(nèi)出土與四號建筑基址出土的8件銅構(gòu)件鉛同位素比值幾乎完全重疊，這種重疊度表明其不僅是使用同一來源的礦料生產(chǎn)的，甚至很可能是在同一時期生產(chǎn)的，可見墓室和四號建筑基址的營建時間十分接近。大部分銅構(gòu)件、銅飾件207Pb/206Pb在0.850～0.890間，與內(nèi)蒙、遼寧地區(qū)礦山的鉛同位素比值基本重合⑧。一件紅銅片(LSJ04)207Pb/206Pb小于0.8000，208Pb/204Pb大于40.000，屬于高放射性成因鉛。已有同位素地球化學(xué)研究表明，遼東半島是高放射性成因鉛主要產(chǎn)地⑨。本次測試的另兩件鉛錫青銅釘(LSJ02和LSJ03)207Pb/206Pb大于0.9000，屬于高比值鉛，也是遼東半島礦山的典型鉛特征⑩。高放射性成因鉛和高比值鉛同時出現(xiàn)在一號陪葬墓中，表明這些銅構(gòu)件使用的銅料和鉛料最可能來自遼東半島。遼朝境內(nèi)的銅礦資源并不豐富?！哆|史·食貨志》記：“坑冶自太祖始并室韋，其地產(chǎn)銅鐵金銀，其人善作銅鐵器……以諸坑冶多在國東，故東京置戶部司，長春州置錢帛司?！笨梢姾谲囎邮翼f和渤海國被契丹征服后，內(nèi)蒙古東部和遼東成為了遼早期銅鉛礦料的主要供給地。

圖三 鉛同位素比值散點(diǎn)圖

綜上，青銅和紅銅是一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅器的主流。青銅多用于鑄造銅釘類構(gòu)件，紅銅則多鍛打加工成各類薄片。對不同材質(zhì)的銅合金采用不同的加工手段，說明遼代工匠熟練掌握了銅合金的加工特性，也反映了在營建墓葬和獻(xiàn)殿過程中工匠的組織分工情況。大量使用紅銅是遼早期用銅的特色。鉛同位素特征表明，生產(chǎn)使用的銅鉛礦料主要來自遼東半島。

一號陪葬墓中出土的若干件器物值得特殊關(guān)注。墓室內(nèi)出土的1件青銅鏡殘片，應(yīng)與北方少數(shù)民族的“毀器”喪儀有關(guān)。我國古代銅鏡從戰(zhàn)國到漢唐一直是高錫青銅，成分相對穩(wěn)定，典型的唐鏡約含錫25%，含鉛5%；但入宋以后，銅鏡成分迅速向低錫配方轉(zhuǎn)變，錫含量普遍低于15%甚至10%，紋飾也趨向簡單粗獷，銅鏡藝術(shù)走向衰落。一號陪葬墓出土銅鏡中的錫含量超過21%，含鉛約7%，接近典型漢唐銅鏡成分，可見遼代早期基本繼承了唐五代的鑄鏡配方，表現(xiàn)出明顯的唐代遺風(fēng)。

墓室中還出土了1件小型銅拉手，由于一號陪葬墓遭數(shù)次盜掘破壞，隨葬品大部分均已遺失，難以得知具體的器物信息，但根據(jù)形制判斷可能為某件箱匣類隨葬品的附件。這件銅拉手的鋅含量高達(dá)12%，應(yīng)屬礦煉黃銅。由于錫的含量較低，人為添加的可能性較小，因此，更可能是使用了回收的青銅以替代紅銅作為原料參與冶煉的結(jié)果。黃銅最初稱“鍮石”，是漢唐時期經(jīng)絲綢之路由西域貿(mào)易至中原的舶來品，根據(jù)文獻(xiàn)記載其原產(chǎn)地為波斯、大石等國家。作為僅次于金、銀的第三等金屬，“鍮石”在唐代常被用于制作標(biāo)識身份等級的服飾配件、車馬器等。遼儀衛(wèi)制度沿襲唐制，變化不大，《遼史》中“八品、九品，幞頭，綠袍，鍮石帶，靴同”的規(guī)定，表明至少在遼早期黃銅還具有一定的稀缺性。根據(jù)文獻(xiàn)，爐甘石點(diǎn)練黃銅的技術(shù)10世紀(jì)末在我國南方地區(qū)開始出現(xiàn)，這個時段和一號陪葬墓的時間接近，因此，基本可排除這件黃銅由南方傳入的可能。從成分看，這件銅拉手幾乎不含錫，而有意添加了較高比例的鉛，也與中亞和西亞地區(qū)黃銅生產(chǎn)傳統(tǒng)一致。因此，在墓室內(nèi)發(fā)現(xiàn)的這件黃銅附件，很可能是從西域輸入的。鉛同位素分析結(jié)果顯示，黃銅拉手的207Pb/206Pb在0.8300～0.8400之間，與各類銅構(gòu)件的鉛比值特征存在明顯差異，表明并非本地所造。將這件黃銅的鉛同位素比值與已發(fā)表的鉛同位素比值對照，可以發(fā)現(xiàn)其與地中海東部地區(qū)礦山的鉛同位素比值接近。這一證據(jù)進(jìn)一步支持了這件黃銅器外來的推斷。除這件銅拉手外，一號陪葬墓還出土了可能產(chǎn)自伊斯蘭地區(qū)的玻璃碗(07PM1∶83)和鑲嵌有來自波羅的海地區(qū)的琥珀銀飾件(07PM1∶232)，這些均表明一號陪葬墓作為王級別的大墓匯聚了遼境內(nèi)最高等級的器物作為隨葬品，其背后映射的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)甚至可直達(dá)環(huán)地中海和歐洲地區(qū)。

四號建筑基址東面的小坑(K1)出土了2件缽形器，其中1件根據(jù)“缽形，底有竅”的記載，應(yīng)為“引磬”，是佛教唄器系統(tǒng)的代表器物之一。對銅磬進(jìn)行了成分分析和金相觀察，其含錫量約23%，成型工藝為熱鍛淬火。含錫量超過20%的青銅金相組織中δ脆性相含量較高，不易直接鍛打。淬火工藝保留了高溫β’馬氏體，增強(qiáng)了合金韌性，使得高錫青銅可以進(jìn)行熱鍛加工，同時還可以使原本呈銀白色的高錫青銅變?yōu)槊髁恋慕瘘S色。這件銅磬表面可見平行旋紋，說明成型后又進(jìn)行了車削加工，最終達(dá)到器壁薄俏、金光璀璨的審美效果。

磬、鑼、鐃等打擊樂器在古代統(tǒng)稱“響器”，用于生產(chǎn)響器的合金則一般稱“響銅”。響銅專指錫含量在20%左右、熱鍛淬火成型的銅錫二元合金。這種類型的合金內(nèi)耗少，余音長，硬度高，能很好滿足響器所需的力學(xué)性質(zhì)。從《天工開物》中“廣錫參和為響銅”的記載看，“響銅”這一概念在明代已經(jīng)完全成熟，但自何時成形尚未明晰。從考古發(fā)現(xiàn)看，云南石寨山漢墓、廣西羅泊灣漢墓出土的早期銅鑼均為錫含量在20%左右的高錫青銅，但為鑄造成型。而經(jīng)過分析的一些稍晚的含錫20%左右的淬火高錫青銅，如北票馮素弗墓出土的鎏金銅缽、江都大橋窖藏出土的南朝青銅碗、盤、杯、缽等，均為日用銅器，可見此時響銅概念并未出現(xiàn)。遼祖陵四號建筑基址K1發(fā)掘出土的這件銅磬是使用高錫青銅制作并經(jīng)熱鍛淬火成型的時代較早的響器，表明“響銅”這一概念至遲在遼金時期已經(jīng)形成。

四、結(jié) 論

遼祖陵一號陪葬墓和獻(xiàn)殿四號建筑基址出土銅器是認(rèn)識遼代早期銅冶金技術(shù)和用銅制度的重要材料。對遼祖陵一號陪葬墓地下墓室和獻(xiàn)殿建筑出土銅器的初步分析結(jié)果表明：

1.青銅和紅銅是遼早期用銅的主流，大量使用紅銅是遼早期用銅的突出特色。兩個遺址出土銅器的鉛同位素比值經(jīng)分析表明，遼東半島可能是銅器重要礦料來源地，與文獻(xiàn)記載相符。

2.四號建筑基址旁祭祀坑出土的銅磬為含錫23%左右的銅錫二元合金制成，并經(jīng)熱鍛淬火成型，表明“響銅”這一合金概念至遲在遼金時期已經(jīng)成型。

3.陪葬墓中出土的黃銅器的成分和鉛同位素特征顯示其極有可能原產(chǎn)自環(huán)地中海地區(qū)，表明地域遼闊的契丹王朝與西域通過絲綢之路保持著密切的貿(mào)易往來。

[基金項目]國家社科基金重大項目“遼上京皇城遺址考古發(fā)掘資料的整理和綜合研究”(項目批準(zhǔn)號：20&ZD251)、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(課題編號：2020YFC1521606、2019YFC1520203)。

注 釋：

① 李明華：《遼代冶銅業(yè)概述》，《赤峰學(xué)院學(xué)報》(漢文哲學(xué)社會科學(xué)版)2018年第2期。

② 何蓮：《遼代墓葬出土銅器研究》，內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文2015年。

③ 李辰元、武松、馮恩學(xué)、李延祥：《吉林乾安后鳴字區(qū)遺址出土遼金時期金屬遺物初探》，《中原文物》2018年第6期。

④ 劉文兵、崔劍鋒：《遼代契丹族青銅制作技術(shù)管窺——通榆博物館館藏兩件遼代青銅面具的科學(xué)分析》，中國文物保護(hù)技術(shù)協(xié)會：《中國文物保護(hù)技術(shù)協(xié)會第八次學(xué)術(shù)年會論文集》，科學(xué)出版社2015年，第276—281頁。

⑤ 陸金生：《豪欠營遼代古墓中金屬上銹蝕物的結(jié)構(gòu)分析》，烏盟文物工作站、內(nèi)蒙古文物工作隊：《契丹女尸》，內(nèi)蒙古人民出版社1985年，第191—204頁。

⑥ 蘇榮譽(yù)：《中國上古金屬技術(shù)》，山東科學(xué)技術(shù)出版社1995年，第281頁。

⑦ 周衛(wèi)榮：《中國古代錢幣合金成分研究》，中華書局2004年，第57—88頁。

⑧ Yiu-Kang Hsu，Benjamin J.Sabatini，A geochemical characterization of lead ores in China: An isotope database for provenancing archaeological materials，PLoS ONE 14(4):e0215973.

⑨ 朱炳泉、常向陽：《評“商代青銅器高放射性成因鉛”的發(fā)現(xiàn)》，北京大學(xué)中國考古學(xué)研究中心、北京大學(xué)古代文明研究中心編著：《古代文明》(第Ⅰ卷)，文物出版社2002年，第278—283頁。

⑩ 劉智海:《青城子礦區(qū)及外圍鉛鋅礦床鉛同位素地質(zhì)初步研究》，《地質(zhì)與勘探》1978年第7期。