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.北京大學考古文博學院 2.中國社會科學院考古研究所)

〔內容提要〕 對遼祖陵一號陪葬墓和其獻殿——四號建筑基址出土的47件銅器進行了金相觀察、成分分析和鉛同位素比值分析。結果顯示其使用了包括青銅(30)、紅銅(16)和黃銅(1)在內的多種銅合金，合金類型較宋更為復雜。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。鉛同位素分析結果表明遼東半島或是遼早期銅料的重要供應地，而墓內出土的唯一一件黃銅器可能自環地中海東部地區輸入，揭示了遼的貿易網絡或已經直達環地中海和歐洲地區。

關于遼代冶銅技術的研究，目前可見包括李明華①、何蓮②等總結發現的重要遼代銅器，并根據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件、金屬面具和銅絲網絡等進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證據。然而，以上研究不能夠全面揭示遼代用銅制度和冶銅技術。

遼祖陵是遼代開國皇帝耶律阿保機的陵寢，位于內蒙古自治區赤峰市巴林左旗查干哈達蘇木石房子村西北的山谷中。其中，除了阿保機的祖陵外，還有阿保機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，中國社會科學院考古研究所聯合內蒙古自治區文物考古研究所對該遺址群開展了系統的考古調查和發掘，其中2007年發掘了編號為2007MBZZPM1(以下簡寫為PM1)的一號陪葬墓，2010年發掘了該陪葬墓的獻殿遺址四號建筑基址，二者構成了以墓和廟為中心的完整二元祭祀格局。經過研究，發掘者認為，該陪葬墓為阿保機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。其獻殿四號建筑基址也出土銅器16件。器類包含各類建筑構件、日用器和佛教法器等，為認識遼代早期銅器技術和用銅制度提供了寶貴的實物資料。基于此，北京大學考古文博學院和中國社會科學院考古研究所聯合對這些銅器開展了系統的科學分析。

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進行初步分析。

2.在便攜熒光分析的結果上選取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行測試，加速電壓為50kV，電流0.1mA，測試時間100s，采用有標樣基本參數法。

3.樣品經氧樹脂鑲嵌、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射光譜儀(ICP-AES)測量溶液微量元素含量。溶液經過處理后，使用北京大學地球與空間學院的NU PLasma2型多接收電感耦合等離子體質譜儀(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、分析結果

表一—表三為各類分析結果。

表一 一號陪葬墓和四號建筑基址出土銅器pXRF合金材質分析結果

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現了銅鋅鉛三元合金(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 合金材質扇形統計圖

大量使用紅銅是出土銅器材質的一個顯著特征。一號陪葬墓和四號建筑基址出土大部分銅片及銅鈴類構件、銅缽均為紅銅。從金相分析結果看，紅銅材質的銅片、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主導地位，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的特征之一。

銅器另一主要材質為青銅。幾乎所有銅釘、部分銅飾和少量銅片均為青銅，根據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。一號陪葬墓內部、一號陪葬墓和四號建筑基址間出土銅釘材質的差別可能與生產組織形式有關，表明墓室和地面獻殿盡管營建于同一時期，但可能是由不同的工匠群分工負責的。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象，這表明其鑄后經過了退火處理，暗示四號建筑基址可能在后期經歷過焚燒并最終導致其廢棄。

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，礦料應該為同一來源。墓室內出土與四號建筑基址出土的8件銅構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的，甚至很可能是在同一時期生產的，可見墓室和四號建筑基址的營建時間十分接近。大部分銅構件、銅飾件207Pb/206Pb在0.850～0.890間，與內蒙、遼寧地區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研究表明，遼東半島是高放射性成因鉛主要產地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在一號陪葬墓中，表明這些銅構件使用的銅料和鉛料最可能來自遼東半島。遼朝境內的銅礦資源并不豐富。《遼史·食貨志》記：“坑冶自太祖始并室韋，其地產銅鐵金銀，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。”可見黑車子室韋和渤海國被契丹征服后，內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件，紅銅則多鍛打加工成各類薄片。對不同材質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注。墓室內出土的1件青銅鏡殘片，應與北方少數民族的“毀器”喪儀有關。我國古代銅鏡從戰國到漢唐一直是高錫青銅，成分相對穩定，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，表現出明顯的唐代遺風。

墓室中還出土了1件小型銅拉手，由于一號陪葬墓遭數次盜掘破壞，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12%，應屬礦煉黃銅。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果。黃銅最初稱“鍮石”，是漢唐時期經絲綢之路由西域貿易至中原的舶來品，根據文獻記載其原產地為波斯、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識身份等級的服飾配件、車馬器等。遼儀衛制度沿襲唐制，變化不大，《遼史》中“八品、九品，幞頭，綠袍，鍮石帶，靴同”的規定，表明至少在遼早期黃銅還具有一定的稀缺性。根據文獻，爐甘石點練黃銅的技術10世紀末在我國南方地區開始出現，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黃銅生產傳統一致。因此，在墓室內發現的這件黃銅附件，很可能是從西域輸入的。鉛同位素分析結果顯示，黃銅拉手的207Pb/206Pb在0.8300～0.8400之間，與各類銅構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表的鉛同位素比值對照，可以發現其與地中海東部地區礦山的鉛同位素比值接近。這一證據進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自伊斯蘭地區的玻璃碗(07PM1∶83)和鑲嵌有來自波羅的海地區的琥珀銀飾件(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最高等級的器物作為隨葬品，其背后映射的貿易網絡甚至可直達環地中海和歐洲地區。

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“缽形，底有竅”的記載，應為“引磬”，是佛教唄器系統的代表器物之一。對銅磬進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，增強了合金韌性，使得高錫青銅可以進行熱鍛加工，同時還可以使原本呈銀白色的高錫青銅變為明亮的金黃色。這件銅磬表面可見平行旋紋，說明成型后又進行了車削加工，最終達到器壁薄俏、金光璀璨的審美效果。

磬、鑼、鐃等打擊樂器在古代統稱“響器”，用于生產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。這種類型的合金內耗少，余音長，硬度高，能很好滿足響器所需的力學性質。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完全成熟，但自何時成形尚未明晰。從考古發現看，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。遼祖陵四號建筑基址K1發掘出土的這件銅磬是使用高錫青銅制作并經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形成。

四、結 論

遼祖陵一號陪葬墓和獻殿四號建筑基址出土銅器是認識遼代早期銅冶金技術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殿建筑出土銅器的初步分析結果表明：

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分析表明，遼東半島可能是銅器重要礦料來源地，與文獻記載相符。

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自環地中海地區，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掘資料的整理和綜合研究”(項目批準號：20&ZD251)、國家重點研發計劃(課題編號：2020YFC1521606、2019YFC1520203)。

注 釋：

① 李明華：《遼代冶銅業概述》，《赤峰學院學報》(漢文哲學社會科學版)2018年第2期。

② 何蓮：《遼代墓葬出土銅器研究》，內蒙古大學碩士學位論文2015年。

③ 李辰元、武松、馮恩學、李延祥：《吉林乾安后鳴字區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管窺——通榆博物館館藏兩件遼代青銅面具的科學分析》，中國文物保護技術協會：《中國文物保護技術協會第八次學術年會論文集》，科學出版社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構分析》，烏盟文物工作站、內蒙古文物工作隊：《契丹女尸》，內蒙古人民出版社1985年，第191—204頁。

⑥ 蘇榮譽：《中國上古金屬技術》，山東科學技術出版社1995年，第281頁。

⑦ 周衛榮：《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”的發現》，北京大學中國考古學研究中心、北京大學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:《青城子礦區及外圍鉛鋅礦床鉛同位素地質初步研究》，《地質與勘探》1978年第7期。