遼寧法庫灣柳遺址出土銅器的科學分析

王永樂 王賀

（1.內蒙古博物院 2.遼寧省文物考古研究所）

法庫灣柳遺址位于遼寧省法庫縣丁家房鄉灣柳街村，1979年被發現，之后進行過多次調查，1987年進行過試掘，1988年進行發掘，出土有石器、陶器、骨器和銅器等遺物①，為高臺山文化遺址。

高臺山文化是分布在遼北地區的一支考古學文化，該文化的時間上限和下限均晚于遼西地區的夏家店下層文化，年代大致相當于夏代晚期至商代晚期。1973年，考古學家首次發掘了遼寧省新民縣高臺山遺址的一批墓葬，由于考古資料所限，長期內人們對該文化內涵的認識不夠充分，直至1989年前后，考古學者對所有考古資料充分分析，明確了“高臺山文化”的命名。該文化經調查、試掘或發掘的遺址有新民高臺山遺址、公主屯后山遺址、彰武平安堡遺址、法庫灣柳遺址、葉茂臺墓地、阜新平頂山墓地等②。高臺山文化發現的銅器有喇叭口耳環、刀、管銎式戰斧、鹿首刀等。受發掘遺址數量所限，目前出土的銅器不多，器類以小型工具和裝飾品為主，到晚期出現武器。筆者有幸獲得法庫灣柳遺址9件銅器，并對其進行了科學分析研究，希望能有助于推動遼北地區早期青銅技術的深入探討。

一、成分分析結果

銅器樣品經打磨和拋光后需在未浸蝕狀態下進行噴碳處理，噴碳后的樣品可用掃描電子顯微鏡進行微區觀察和無標樣定量成分測定，此次經掃描電鏡分析的樣品均保存較好，平均成分測定時較多樣品只掃描一個較大區域，經多次掃描證實分析結果準確可靠。成分分析結果如下：

成分分析樣品9 個，分別取自9件器物。從分析結果來看，法庫灣柳遺址銅器主要由銅錫合金、銅錫鉛合金和銅鉛合金三種材質組成，其中銅錫鉛合金7件，銅錫合金1件（含鉛），銅鉛合金1件（表一）。同類器中的鉛錫含量差別較大，似乎說明其對合金配比的掌控不甚精準。

表一 法庫灣柳遺址銅器SEM-EDS 分析結果

二、制作工藝分析結果

將整理好的器物進行分類并取樣，金相樣品制作時要選取合適的分析面（一般為樣品切割面），置于模具中用配好的冷鑲樹脂進行澆注，待其固化后進行手工打磨和拋光，至無劃痕時在未浸蝕狀態下置于顯微鏡下進行浸蝕前觀察和拍照。然后對樣品進行浸蝕，所用浸蝕劑為3%的三氯化鐵鹽酸酒精溶液，浸蝕后再用顯微鏡進行觀察和拍照，所用顯微鏡為Olympus Vanox、Leica DMLM 金相顯微鏡和Leica4000 光學顯微組織分析系統。

通過金相顯微觀察，發現灣柳遺址銅器的制作工藝有熱鍛、鑄造和冷加工（表二）。從金相顯微組織推測，對不同器物進行冷加工的程度也不同，鈴首刀0042 不但可見大量滑移線，再結晶晶粒和孿晶已產生嚴重變形和拉伸，故其可能受到較強程度的冷加工，而很多樣品中僅有少量滑移線，晶粒并未發生變形，推測應該是制作好之后做打磨處理或者在后期使用過程中受到外力而造成的，亦或兩者皆有。由這些顯微圖片可以看到當時的制作工藝已經比較成熟和全面。從夾雜物來看，灣柳遺址銅器中的硫化物含量略高，質地不太純凈。

三、鉛同位素比值測定

MC-ICP-MS（多接收電感耦合等離子體質譜）應用于此次銅器樣品的鉛同位素比值測定，本論文的鉛同位素比值測定使用的是英國VG 公司生產的VG Axiom 型多接收電感耦合等離子體質譜儀。測試條件為：氬氣流量：13.5L/min，霧化器：0.9 L/min，輔助器：0.68 L/min。標準為美國國家標準局鉛同位素測試標準溶液NB-SRM981。

此次共檢測2 個樣品，0278 為銅錫鉛合金，且含鉛量較高，數據表征的是鉛料同位素信息，而樣品0282 為銅錫合金，并且含鉛量極低，所以該數據反應的應是銅礦信息，這兩件樣品的鉛同位素數據非常接近，基本上可以確定其礦料來自同一地區（表三）。從這兩個樣品的鉛同位素數據來看，樣品中放射性成因鉛比例偏大。在鈾和釷元素衰變產生鉛元素時，206Pb 要比207Pb 和208Pb 增長的更多，所以放射性成因鉛含量高的樣品中207Pb/206Pb 和208Pb/206Pb兩項數值要比普通鉛的數值小，而206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 三項數值要比普通鉛高，灣柳遺址的這兩個樣品的數據明顯符合這一特征，表明該遺址樣品中的鉛屬高放射性成因鉛。

表二 法庫灣柳遺址部分銅器金相組織鑒定結果

表三 灣柳遺址銅器微量元素分析結果

兩個樣品分別為銅錫合金和銅錫鉛合金，但是微量元素的種類和相對含量均區別不大，銅錫合金樣品0278 中微量元素平均含量為0.18%，銅錫鉛三元合金0282 中的微量元素平均含量為0.03%，兩個樣品中As 和Ag 的相對含量均較高。兩個樣品的錫含量相當，銅錫鉛三元合金（0278）中的As 含量較銅錫合金（0282）中高，推斷可能和鉛礦有關系。

四、結 語

分析檢測結果表明灣柳遺址出土銅器皆為青銅，銅錫鉛合金占比最高。金相分析結果表明該遺址銅器以鑄造為主，其中部分器物進行了冷加工處理，熱鍛器物僅兩件，總體來看灣柳遺址的青銅冶煉和制作技術已經較為成熟。

此次分析檢測結果中值得關注的是鉛同位素比值數據，結果顯示鉛同位素數據具有高放射性成因鉛特征，這也是在東北地區首次發現這種鉛，筆者查閱了東北地區的金屬礦鉛同位素數據，未發現高放射性成因鉛，包括其與林西縣大井古銅礦數據也相差較遠③，說明灣柳遺址出土銅器的礦料可能不是來自當地，而是由其他區域流入。

這種高放射性成因鉛目前幾乎僅見于商代青銅遺物，需要說明的是此次分析的9 個灣柳遺址銅器的年代也為商代，該遺址的14C 檢測結果顯示年代為公元前1300年左右④。經過前人研究，在三星堆遺址出土銅器⑤、新干大洋洲商代墓葬出土銅器⑥、湖北盤龍城遺址出土銅器、江西青江吳城商代青銅器及河南安陽商代青銅器均有高放射性成因鉛發現⑦，近年來又在陜北地區的商代青銅器中發現高放射性成因鉛⑧，因此在商代時期這種高放射性成因鉛幾乎不分地域的廣泛存在，有可能在這一時期有一處金屬礦，其礦料流布各地。已有不少學者對這種鉛料的來源問題做過研究，結果發現我國疆域內現存的金屬礦中鮮有高放射性成因鉛發現⑨，其礦料來源尚不十分明確，也有學者認為其礦料可能分布于長江流域和西南地區⑩。不論礦料來自何處，本次檢測結果可以反映出灣柳遺址出土銅器與其它地區可能存在某種關聯，這種文化交流互動的具體形式尚不明確，但這一現象應該引起重視。

注釋

①④遼寧大學歷史系考古教研室、鐵嶺市博物館：《遼寧法庫縣灣柳遺址發掘》，《考古》1989年12期。

②董新林：《高臺山文化研究》，《考古》1996年6期。

③董利軍：《夏家店上層文化礦冶遺址的考察研究》，北京科技大學博士學位論文，2012年。

⑤金正耀、馬淵久夫、Tom Chase、陳德安、三輪嘉六、平尾良光、趙殿增：《廣漢三星堆遺物坑青銅器的鉛同位素比值研究》，《文物》1995年2期。

⑥金正耀、W.T.Chase、平尾良光、彭適兒、馬淵久夫、三輪嘉六、詹開遜：《江西新干大洋洲商墓青銅器的鉛同位素比值研究》，《考古》1994年8期。

⑦彭子成、劉永剛、劉詩中、華覺明：《贛鄂豫地區商代青銅器和部分銅鉛礦料來源的初探》，《自然科學史研究》1999年3期。

⑧劉建宇、陳坤龍、梅建軍、邵安定、喬建軍、馬明志、郝志國：《陜西子洲出土商代銅器的科學分析及其相關問題》，《文物》2015年4期。

⑨常向陽、朱炳泉、金正耀：《殷商青銅器礦料來源與鉛同位素示蹤應用》，《廣州大學學報（自然科學版）》2003年4期。

⑩金正耀：《中國鉛同位素考古》，中國科學技術大學出版社，2008年。