材質分析與青銅器辨偽鑒定

古器物的材質分析學是指通過原材料成分及性質的分析，來確定特定的歷史年代器物材質特征的一門科學。現在的高科技造假，所使用的方法、材料及手段都是日新月異的。然而特定的歷史條件下，歷史文物是特定的歷史時代下的產物，不同的歷史年代，人們制作器物時對原材料的認識、開發和利用水平不同，使歷史文物無可避免地受所處時代的限制。以青銅文物為例，由于礦石采冶的地點和合金配比方式不同，會造成各時代青銅器在原材料使用方面的差異。這種差異很多時候會因為資源的枯竭而造成不可復制的境地。另一方面，同一時代不同器類甚至同一器類不同部位所使用的合金配比不同，會造成器物在耐腐蝕性方面有著不一樣的差異。這些都成為我們利用青銅器材質分析進行辨偽鑒定的關鍵。

青銅合金成分性能的材質分析與辨偽鑒定

古人在生產實踐的過程中，很早就注意到青銅器合金成分的不同，會造成其金屬特性的差異。工匠們會根據這個原理，在制造不同器類的青銅器時，考慮到其用途和特殊要求，會使用不同的合金比例。我國在春秋戰國時期，隨著鑄造青銅器的技術進一步發展，由于經驗的積累，鑄造各種青銅器時銅與錫的配合已有一個比例。《周禮·考工記》說：“金有六齊：六分其金，而錫居其一，謂之鐘、鼎之齊；五分其金，而錫居一，謂斧斤之齊；四分其金，而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金，而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金，而居二，謂之削殺矢之齊；金錫半，謂之鑒燧之齊。”

這里的所謂金就是銅，銅錫合金即青銅。所謂“金之六齊”，就是區分青銅品種的六種配方之分量，以制造各種用器。有冶金專家研究認為，《考工記》規定各類青銅器的銅錫合金的比例是很合乎合金的原理的。青銅中錫的成分占17%到20%最為堅韌，“五分其金，而錫居一”或“四分其金，而錫居一”的合金配比，適宜做斧、斤、戈、戟等堅韌之器。青銅中錫的成分占30%—40%，硬度最高。《考工記》中規定“大刃之齊”錫約占25%，“削殺矢之齊”錫占28%，是因這類武器所需硬度高。青銅中錫占的分量增多，光澤就會從青銅色轉為赤黃色、橙黃色、淡黃色。錫占到30%—40%，青銅就會變為灰白色。《考工記》規定“鐘鼎之齊”錫占15%，為了使它能呈現橙黃色較美觀，同時也為了能敲出美妙的聲音。《考工記》規定“鑒燧之齊”錫占33%，是因為銅鏡需要白色光澤。

基于這個原理，對于古青銅器的鑒定，可以轉變為對于高錫青銅和低錫青銅的具體特性的鑒定。于是我們應該注意以下原理：

（一）不同門類的器物，其合金的比例配方不同。由于合金比例不同，不同門類的器物，其硬度、韌性、抗腐蝕等各方面的能力均不一致。在同樣的條件下，其單位質量、色澤、氧化速度、銹蝕、皮殼等外在表征均不一致。比如說，同一墓葬出土的戰國青銅器，其鼎、壺等等青銅禮器與戈矛類兵器、銅鏡等生活用器，在色澤、銹蝕情況方面，均不應相同。具體可作如下分析：

1.鑒定漢唐銅鏡、高古兵器等高錫青銅器時，應符合有如下特征：

第一，胎體呈銀灰或銀白。實驗證明，當青銅合金中錫的含量達到25%以上，胎體將由金黃轉變為銀白色（圖1）。

第二，質地脆硬。當合金中的錫含量達到20%時，由于合金的伸長率已下降到極低，強度也急劇下降。故而高錫青銅容易在劇烈磕碰時產生碎裂。

第三，金屬結構對應力變化的適應性差。尤其薄胎器，常見“風裂痕”（圖2）。出土的高錫青銅鏡由于出土環境的改變而造成的“開裂”。

第四，耐腐蝕性強，常形成致密的二氧化錫保護層，極穩定，呈現“水銀古”、“不銹鋼”現象（圖3）。

第五，由于其脆性大，在除銹或修整時易出現“剔骨連筋”的現象。即在磕碰及剔除銹蝕物時，容易將胎體一并連帶拉裂剔除。

2.鑒定青銅禮器等低錫青銅器時，應注意是否符合有如下特征：

第一，磨損痕明顯。低錫青銅器耐磨損性遠低于高錫青銅器。故而在長期把、持及使用之處，有明顯的磨損痕跡（圖4）。

第二，紋飾粗糙。因低錫青銅液的流動性不如高錫，尤其是高錫鉛三元合金青銅液，紋飾往往不夠精細（圖5）。

第三，易被腐蝕，貼骨銹成為常見銹蝕物（圖6）。

第四，易形成沙眼，常留下修補痕跡，偶見紅銅或錫等材料補平并打磨修整的痕跡。

第五，刻銘。由于低錫青銅硬度較低、韌性較強，適宜刻銘。故而在鐵質工具普遍使用的戰國以來，多見刻銘青銅器的出現（圖7）。

（二）、分鑄法鑄造的青銅器，同一種器物，不同部位之間的合金比例可能不同。由《考工記》可知，古人對青銅合金的特性已經有很高的掌握力。含錫量其耐腐蝕性更好、更硬，也更脆；含銅量越高其耐腐蝕性更差、更軟，也更有韌性。那么如何保證所鑄造的器物集硬度與韌性于一體，鑄造更為結實、精良、耐用的器物，成為古人生產實踐的一大方向。金屬的復合工藝便是古人對合金性能認識和實踐的必然產物。所謂的金屬復合工藝是將兩種或兩種以上的性能不同的合金成分運用二次鑄造的方法，運用到一件器物中來，使器物的不同部位因其作用的不同而調整合金比例，達到更為完善的性能。比如說戰國時期的復合金屬鑄劍工藝。作為兵器，含錫量太低會造成鋒利度不夠而不便殺傷；含錫量過高又會造成其脆性增大而容易折斷。特別是劍這樣較長的兵器必須做到既堅硬鋒利，又堅韌不折，這就需要銅與錫的配比恰到好處。戰國時期的鑄劍師們在制作劍的各個部位時，有意識地加以不同處理，使用不同配比的銅、錫合金，使之達到不同的效果。這即是復合劍的制作工藝。劍脊含銅較高，能使劍韌性好，不易折斷，而刃部則含錫高、硬度大，使劍非常鋒利（圖8）。

再比如說分鑄法二次鑄造的青銅鼎，由于鼎身、足分鑄，工匠們有理由在鑄腿足之時，因為承重的需要，提高合金成分中的銅含量，使之更具韌性；在鑄鼎身之時，適當地提高錫的比例，使熔點減低且鑄造紋飾清晰。

這一原理，應用到鑒定的實踐過程時，應注意復合金屬工藝鑄造的器物，其不同部位因合金成分的不同，會造成其色澤、氧化速率、銹蝕狀態等各方面的表征各不一樣。細查其鑄造工藝特征、使用材質，有時候遇見此類現象之時，不但不會疑惑，反而會更加釋然。比如山西省博物院藏青銅鼎（圖9），鼎身與鼎足明顯在色澤、皮殼、銹蝕狀態方面均不相同。鼎身紋飾精細，散發出白亮色澤，銹蝕物較少；鼎足則明顯銹蝕更為嚴重，且已經失去敦身白亮的光澤。初看覺得可疑，細察之復合金屬制造工藝，頓覺開朗。必然是鼎足因為承重的需要，在合金的含錫量方面比鼎身要高一些。這一點也證明了含錫量高的青銅器耐腐蝕能力亦比純銅要強。

（三）、基于對冶煉技術掌握程度和合金性能認識的程度及礦產資源的限制，同類器物在不同年代不同地域，合金成分有其自身的特征和演變規律。這些各自的特征和演變規律是區別于其他年代和其他地域的關鍵因素，掌握這些特征和演變規律可以用以進行真偽的鑒定。

學者周衛榮曾對中國古錢幣的合金成分進行過深入研究，其研究的部分成果可以用于古錢幣的辨偽鑒定。比如先秦時期的貨幣，基于人們對鑄幣初始階段的朦朧性的認識，各國青銅鑄幣受政治和自然礦產資源的影響較大。在當時中國遠未統一的背景下，布幣、刀幣、圜錢、蟻鼻錢各種類型的錢幣在各自的行用范圍內，各區域的合金成分及銅、錫、鉛含量差異明顯。秦漢鑄幣的含銅量較之戰國時期，有普遍的提高。隋唐時期，銅的成分有所下降，鉛、錫含量開始上升，并且成分分配趨向穩定。至北宋，制定了穩定而合理的青銅鑄幣配方，這個配方即合金成分可以作為北宋古錢幣辨偽鑒定的依據之一。元明時期人們熟練掌握了青銅鑄幣技術，降低了鉛含量，提高了銅含量，而錫含量的比重基本沒有變化。

綜上所述，青銅合金成分各個時期的各個地域的特征可以作為青銅器辨偽鑒定的一項依據，這一點幾乎是毫無疑義的。因為各個特定的歷史時期和地域的青銅器的合金成分，有其合理的演變規律。然而在青銅器辨偽實際操作過程中，需要注意的是，對于合金成分的認識和參考，應建立在對各個地域、各個時期的合金成分的大體區間段合理性的認識基礎之上，切不可生硬地套用數據和簡單化地進行數據的對比。我們僅對于明顯出譜，顯著的不符合時代合金成分特征的青銅器，通過科學的方法進行分析，從而對其真偽進行綜合的評定，而不應將其當作單一的指標特征來確定青銅器的真偽。“求同存異”的原則是需要在利用青銅合金成分進行辨偽鑒定中堅持的。也就是說，既要考慮到其特定地域及特定歷史年代下相同器物合金成分的共性規律，也要考慮到冶鑄過程中包括廢銅再利用等因素造成的合金成分的合理差異性。這種態度才是科學的辨偽鑒定實踐所應具有的。

材質分析學對青銅器原材料雜質測定的鑒定學意義

不同時代、不同地域的青銅器，其鑄造原材料使用的合金配比與習慣各不相同，其所伴生的微量元素亦不一致。比如有學者通過對商周時期青銅器成分的分析，確定其不含雜質元素鋅，那么新仿商周器的合金成分如果含有鋅的成分，被判定為仿品的證據就會比較充分。當然，在利用原材料雜質成分的分析是，我們要注意以下幾個原理：

第一，要找準特定的檢測分析元素。文獻資料記載和考古工作的實踐均證明銅料的來源渠道多樣。我們在進行成分分析的時候，切不可簡單化地進行幾項主要成分數據的測定，然后通過類比來辨別青銅器的真偽。這在理論上是行不通的。從總體方面而言，古代銅礦采冶遺址限于冶煉技術的原因，其實并不復雜。目前調查或發掘的大型的或比較大型的冶礦遺址主要分布在江西、湖南、湖北、安徽、內蒙古、新疆、云南等地。數量并不太多，采集材料進行分析也并非難事，工作量亦較陶瓷標本數據的采集小得多。關鍵是如何分析這些數據為鑒定服務的問題。事實上，商周青銅器銅料伴生的微量元素的分析仍有很大的文章可做。因為銅礦所伴生的微量元素是各不相同的。目前的偽古銅器以現今精煉的紅銅與其他金屬配比鑄造，從理論上來講其伴生的微量元素與古銅礦所采冶的銅料是不一致的。只是具體測哪幾類成分、怎么測、如何進行分析和研究運用到文物鑒定的領域，尚需作進一步的研究，這是學科未來發展的一個方向之一，前景極為廣闊。

第二，在材質分析檢測的過程中，一定要嚴格遵守科學的操作規程，慎重對數據的取舍。

第三，要正確分析干擾因素對檢測結果的影響。比如受過污染的青銅器在取樣的時候，可能會對檢測結果造成巨大的影響。

目前對于古代青銅器合金成分微量元素分析，取得較大成果的是對于鉛同位素檢測方面。研究發現對于金屬材料而言，鉛同位素具有一定的指紋性特征，由同一種礦煉出來的鉛的同位素比，不隨時間和冶煉、鑄造過程而變化，我們可以通過鉛同位素的比值來測定特定時間特定產地的青銅器的合金成分特征。

小結

青銅器的辨偽應建立在識真的基礎上，識真是一個艱巨的科研任務。青銅器的材質作為青銅器構成的基本要素之一，是我們進行“識真”研究的重要對象和內容，對青銅器材質的分析與研究也就成為青銅器辨偽鑒定的一大重要方法。

只有進行多學科的深入研究，并主動積極地利用相關自然科學的先進成果，我們對于古代青銅器的認識才會更深刻。當然，也只有對古代青銅器本身的認識越深刻，我們對其辨偽鑒定的能力才會越強。