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0 引言
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在生产力解放、科学技术不断进步的基础上,汉代社会文化高度发展,厚葬习俗成风,各种生活用品需求量大增,使各种手工业空前繁荣。与夏商周青铜礼器相比,汉代青铜器的实用性和商品性得以充分发展,器形、纹饰和铭文等方面都体现了由祭祀礼器向实用器的转变。同时两汉时期的大一统局面,促使社会经济迅速发展,国家稳定,民族之间的交流活跃,安定繁荣的社会环境使青铜器成为实用器的同时,社会的科技生产力及文化生活在这些器物上也得以充分体现。
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在出土青铜文物中,酒器作为实用器具占有很大比例,其中不乏有些酒器出土时还留存有古酒,也间接反映出酒器在两汉时期已被广泛使用。2019年,在打击文物犯罪专项行动中,山西公安系统追缴回一件汉代鎏金银青铜瓶,极其罕见的是,瓶内为一层木质内壁[1],这件器物的制作工艺及理念无论是追求极致工艺还是探索存酒新技术,对研究两汉时期人类的科技程度及生活方式都有着十分重要的意义。
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这件鎏金银青铜瓶口径7.2cm,底径8.5cm,高19.8cm,腹部直径13.2cm,盖高3.1cm(图1)。
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图1 青铜瓶外观
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Fig.1 Appearance of the bronze bottle
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瓶体腹颈部有一对衔环铺首,盖上有3个铜钮,瓶内壁为木质内胎,木胎外部有青铜瓶包裹,二者贴合紧密。瓶盖外表面满鎏金,瓶颈部及圈足部鎏金,腹部鎏银,整体造型流畅,鎏金银使其更显华丽富贵。以现代科学的角度看,木胎的使用避免了重金属对人体的侵害,同时更良好地保留了酒水的口感及质量。这件器物具有极高的艺术价值、历史价值和科学价值,经专家讨论被定为一级文物。
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1 检测内容与方法
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通过观察发现这件鎏金银青铜瓶的内部木胎腔体规整,瓶体厚度基本均匀。腹部鎏银与颈部及圈足鎏金部衔接,腹部有一道1cm左右的带状箍。以此可确定,木胎表面形貌、带状箍及铜瓶表面合金成分为研究其制作工艺的关键部位。
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研究拟选用超景深光学显微镜对铜瓶表面及内层木胎进行表面形貌的显微观察,以获得制作过程遗留的微观痕迹;通过X射线探伤对铜瓶进行透视拍照,更准确地观察其内部构造;利用X射线荧光光谱仪对铜瓶外表面足部、腹部及颈部等关键部位进行检测,以确定其合金成分。
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所用分析仪器型号及参数如下:日本KEYENCE超景深三维显微系统,型号VHX-5000,放大倍数50倍;德国YXLON便携式X射线探伤仪,检测电压90kV,检测电流3~5mA;日本OLYMPUS DE-2000手持X荧光光谱分析仪,选择合金模式,测试时间20s,光斑直径3mm,测试范围为铝元素以后的金属元素。
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2 检测结果
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2.1 超景深显微观察结果
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2.1.1 带状箍上下沿观察
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通过观察瓶体的外部形貌发现除带状铜箍有起衔接作用的可能外,其他部位都是整体铸造而成,没有组装衔接痕迹。通过对瓶体带状铜箍上边缘多处观察,铜箍上边缘与瓶体是铸造连接在一起,没有发现铸造后的组装衔接痕迹,说明铜箍与瓶体是一体结构。
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根据对瓶体带状铜箍表面的观察(图2),其表面光滑,没有衔接痕迹,说明它与瓶体上部是一体铸造而成的。
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通过对瓶体带状铜箍下边缘处观察,可以发现此处有明显的高低起伏,疑似捶打所致,捶打可以使连接处在外力作用下衔接更紧密,其他部位因锈蚀覆盖无法观察到明显衔接痕迹。从这个部位可以猜测,瓶体是通过这个铜箍把上下瓶体组装在一起的。
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图2 带状铜箍表面
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Fig.2 Surface of the ferrule
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2.1.2 木胎表面形貌观察
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一般北方墓葬环境出土的木器都会糟朽至难以成型,这件瓶体内部木胎虽经过两千余年的埋藏,还可以完整地看到北方出土的汉代木瓶结构,得益于出土时瓶盖与瓶体严丝合缝扣合在一起,极好地保护了瓶体内部木胎。
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根据对瓶颈部及腹部木胎表面的显微观察(图3~4),瓶颈部表面出现很多裂纹,腹部没有裂纹的位置仍呈现平整甚至光滑的表面效果。木胎表面出现的老化糟朽开裂是一种自然的不规则裂隙,并非拼接接缝开裂后整齐的裂隙,说明瓶体内部木胎为一个整体。
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图3 瓶颈部木胎
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Fig.3 Wooden body of the bottle neck
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图4 瓶腹部木胎
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Fig.4 Wooden body of the bottle belly
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2.2 X射线探伤检测结果
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根据圈足底部方向的X光拍摄结果(图5),木胎出现的裂纹杂乱无规律性,更无多条平行裂隙的表现;在图5中标注的①②位置可发现,腹部木胎轮廓略有不均匀,并非标准的正圆形,猜测为因技术工具限制而导致的手工缺陷;根据侧面X光拍摄结果(图6),可明显看出侧面木胎轮廓,腹部位置(标注①②)连贯,并无拼接痕迹。结合超景深显微观察结果,可大体确定瓶内的木胎是整块木材通过掏刻而制作成,而非多根木条或上下两部分拼接制成,木胎厚度较均匀,与汉代工匠成熟的漆木器制作技艺有关。
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图5 底部X光片
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Fig.5 X-ray film of the bottle bottom
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图6 侧面X光片
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Fig.6 X-ray film of the side
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根据铜瓶侧面的X光拍摄结果(图7),铜瓶腹部带状箍部位有明显的条状阴影现象,疑似套装组合时重合的厚度变化所导致,说明这件器物是上下两部分通过子母扣套接在一起组合成一件完整铜瓶。
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图7 铜箍X光片
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Fig.7 X-ray film of the ferrule
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2.3 X射线荧光光谱(XRF)测试结果
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铜瓶表面合金检测共选取瓶盖金色部位、颈部金色部位、圈足金色部位、腹部银色部位及瓶腹部带状箍银色部位5个关键区域进行检测,结果见表1。
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通过各个部位合金成分结果推断:金色部位应用了青铜鎏金表面处理技术,瓶金属胎体是主要由铜、锡组成的锡青铜,在青铜的表面进行鎏金处理,银的含量低于检测下限,含量忽略不计;银色部位也是由铜、锡组成的锡青铜,但银的成分含量较低,而金的成分含量很高,可以推断白色部位是先鎏金,又在腹部增加了一圈鎏银的工艺。现代研究表明,大多数鎏银青铜器集中出现在战国至两汉时期,且流传下来的鎏银器物非常少;国外学者认为,银与青铜合金之间的亲和性较差,无法在青铜表面直接鎏银,一般需要先鎏金,然后在金表面进行鎏银[2]。该理论验证了检测结果的同时,也充分说明这件铜瓶的弥足珍贵。
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因该器物定级为一级文物,无法对其进行有损检测,但铜瓶表面金层形貌特征较为符合鎏金金层形貌特征,基本可排除其他表面装饰工艺的可能。经查此类案例还有吉林集安禹山1041号墓出土鎏金样品[3]、吉林帽儿山鎏金泡饰[4]、内蒙古乌蒙商都东大井东汉晚期鎏金铜饰[5]、徐州狮子山出土西汉时期鎏金样品[6]及江西海昏侯墓出土部分鎏金器[7]等。
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结合铜瓶保存状况与前人研究,推测金层未检出汞的原因可能有以下几点:
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1)腐蚀电极电位差异,金的腐蚀电位高于汞,因此汞的耐蚀性更差,推测汞优先成为离子状态后而流失;
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2)汞的沸点低且在常温下即可蒸发,鎏金过程中加热使汞挥发得较为彻底,留存下来的含量极少;
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3)该铜瓶追回时保存状况较差,山西博物院对其进行了针对性修复工作,去除了表面影响其艺术价值的硬结物与土锈,一定程度上影响了测试结果。
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注:LOD为检出限。
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3 讨论
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3.1 工艺流程
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制作模具是铸造中的第一道工序。春秋战国时期,先民将制范用的模称之为“型”。模从木、型从土,可见“模”也可以是用木材制作的,“型”是用泥料制作的。在这里主要探讨青铜瓶体的制作过程,铺首、圆环及瓶盖的制作是汉代铜器的一般制作技术,不做探讨,此处只讨论瓶体的制作工艺。
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基于上述检测结果,推测该铜瓶完整的制作过程如下:
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1)制模。首先根据需要用木材雕刻出一件瓶体形状的模,模上不含带状铜箍。
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2)制芯。制芯技术是为实现器物的空腔而制芯,既保证了空腔器物壁厚的均匀,又减小了浇铸后铜液的收缩量减少了缩孔。用制范泥料在木瓶模上翻制泥范,泥范在木胎瓶模上不要拆解下来,需要在上面慢慢进行阴干,这样保证泥范不变性,腔体收缩率不大,把阴干泥范从木胎模上取下烧制变成陶范,把陶范合模在一起,在陶范空腔内填充制作范芯用的泥料,制作出与木胎瓶模形状一样的泥质范芯。范芯需要制作2个备用。
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3)制泥质外范[8-9]。本件青铜瓶体是分上下两部分分别制作出来,利用子母扣合体制作完成的,因此,铸造制范时需要分别制作瓶体的上半部分范与下半部分范。
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瓶体上半部分外范制作:从检测数据来看,瓶腹部的带状铜箍作为母口是与瓶体上半部分连接在一起的,因此,用范泥制外范时把瓶腹部的带状铜箍包含在其中。用一个泥芯,将泥料擀成薄泥片,泥片的厚度即是铜器的计划厚度,分别将薄泥片紧紧粘贴在范面,带状母口与瓶体上半部连接在一起,去除带状以下部分的范芯。根据铸造要求翻制外范,外范阴干后,去除薄泥片,再合范制作完成空腔模范备用。
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瓶体下半部分外范制作:用另一个范芯,将泥料擀成薄泥片,泥片的厚度即是铜器的计划厚度,分别将薄泥片紧紧粘贴在范面,根据带状母口的尺寸留好子口的尺寸,把上半部分多余的范芯去除,根据铸造要求翻制外范,外范阴干后,去除薄泥片,再合范制作完成空腔模范备用。
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4)铸造[10]。根据青铜瓶材质要求配置材料,把青铜瓶的上、下模范经烘干焙烧,熔炼铸造,制作出青铜瓶上下两半成品,进行打磨修整。
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5)木胎瓶体制作。把木胎母模圈足部分去除,利用汉代漆木器制作技术把母模内部掏刻成薄厚均匀的木胎瓶体[11]。漆木器的制作技术在汉代已相当成熟,汉代墓葬出土的大量漆木器用具说明了这一点。
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6)套装及鎏金银装饰。把制作完成的青铜瓶体上下两部分,通过带状铜箍子母扣套扣在木胎瓶体上,把铸造组合好的木胎青铜瓶进行打磨抛光,完成木胎青铜瓶制作。利用鎏金技术对整个青铜瓶(含瓶盖)鎏金处理,在完成鎏金处理工作后,然后在瓶腹部选好的位置上再鎏银[12],形成黄白相间的美丽外观,至此这件罕见的木胎鎏金银青铜瓶便制作完成。
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3.2 形制与工艺
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从形制与工艺上看,这件木胎鎏金银青铜瓶与釦器颇为相似。目前考古所见年代最早的釦器为山西洪洞永凝堡西周墓出土的一件铜釦木胎铜壶[13],但这件铜壶盖、口、下腹及圈足为铜质,腹中部为木质;盖内嵌入空心圆木,制成子母口,器物外表面并非通体铜质。可以肯定的是,釦器的发展与漆器制作工艺的成熟有着密不可分的联系,釦器起源于西周,战国及秦时期有了初步发展,而后兴盛于汉[14],这与此件木胎铜瓶的断代不谋而合;对比这两件不同时期的木胎青铜器,不难发现,随着釦器工艺发展逐步走向兴盛,形制更为完整、设计更为考究、用料更为华贵,是釦器这类“罕见”器物发展至巅峰的代表之作。
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3.3 青铜酒器与铅
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基于前人研究成果,不难联想到,这类内部木胎、外部为铜胎的青铜器物是否也蕴含着相应的科学道理。古代青铜器中含有一定量的铅,铅是一种对人体有害的金属元素,而且,铅在青铜中是以颗粒状单独存在的,极易从青铜中游离出来进入酒中,对人体造成铅累积损害。在山西绛县横北西周墓地出土人骨的铅含量分析中,墓主人肱骨、头盖骨、胫骨及门齿的铅含量均远高于正常人[15]。
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随着汉代科技水平和生产力的发展,青铜器物不再是统治阶级的专属,而是越来越多地进入一般家庭。如果加木胎的初衷单纯为了追求华丽复杂的设计,这个很难成立,因为将掏刻木料、分体铸造拼接所耗费的人力物力,用在器物外表面装饰上本可以获得更惊艳的效果,古代工匠不惜打破器物本身的完整性来设计出这种形制,笔者猜测汉代人民或许已经发现其中的科学内涵。从酿酒的角度看,木桶存酒能更好地减缓酒的腐败变质,也会保留更好的口感。经过从商周至两汉一千余年的科技文化发展,汉代的古人们是否已经认识到铅对人的危害,因该件器物未测到较多铅元素,并不能妄下定论,有待于今后更进一步研究;但还是极有可能已经发现了相比青铜更适宜的材料来制作酒器。
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4 结论
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铜瓶分为上下两部分,中间以铜箍上子母扣的方式结合在一起构成完成的青铜瓶。铜瓶本体材质为锡青铜,外表面金色部位为鎏金工艺,银白色部位为基于金层的鎏银工艺。推测瓶内的木胎是由整块木材通过掏刻制成,而非多根木条或上下两部分拼接制成。工艺流程为制模、制芯、制泥质外范、铸造、掏刻木胎、套装和鎏金银。
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对这件汉代木胎鎏金银铜瓶工艺的分析检测为保护修复此类木胎鎏金银青铜瓶及了解古代青铜器制作技术提供了科学依据。
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摘要
2019年在山西打击文物犯罪专项行动中,追缴回一件汉代鎏金银青铜瓶,瓶内为一层木质内壁,是一件结合了木胎掏刻、分体铸造及鎏金银工艺的珍贵文物。
利用超景深视频显微镜对铜瓶表面及内层木胎进行表面形貌的显微观察,以获得制作过程遗留的微观痕迹;X射线探伤对铜瓶整体进行透视拍照,更准确地观察其内部构造;X射线荧光光谱分析技术对铜瓶外表面足部、腹部及颈部等关键部位进行合金成分分析,以确定其外表面装饰工艺,并以此还原其完整制作过程。结果表明,铜瓶为分体铸造工艺,流程为制模、制芯、制泥质外范、铸造、掏刻木胎、套装和鎏金银。铜瓶为上下两部分,中间以铜箍上子母扣的方式结合在一起;铜瓶本体材质为锡青铜,外表面金色部位为鎏金工艺,银白色部位为基于金层的鎏银工艺;瓶内的木胎为整块木材掏刻制成,而非拼接。
本工作选取了形制与工艺均较罕见的木胎鎏金银铜瓶,完整解释其工艺流程,结合青铜工艺发展史对研究结果进行印证,为此类工艺复杂且形制罕见的青铜酒器的保护修复提供了科学依据。
Abstract
In a special action against cultural relic crime in Shanxi Province in 2019, a Han Dynasty gold and silver-gilded bronze bottle was recovered. The inside of the bottle is a layer of wood inner wall. It is a precious cultural relic showing a combination of wood carving, split casting and gilding.
Super-field video microscopy was used to observe the surface morphology of the bronze bottle and inner wood to obtain micro traces left during the manufacturing process; X-ray imaging of the whole bronze bottle was used to observe its internal structure more accurately; X-ray fluorescence spectrometry was used to analyze the alloy composition of key parts, such as foot, belly and neck on the outer surface of the bronze bottle, so as to determine the decoration process of the surface and restore the complete manufacturing process. The results show that the bronze bottle was made by split casting, which includes the making of molds, cores, and clay outer molds, as well as casting, wood cutting, suiting and gold and silver gilding. The bronze bottle has two parts, which are combined by hoop and buckle. The body of the bottle was made of tin bronze, the gold part on the outer surface was gilded with gold, and the silver part on the gold layer was a thin layer of silver; the wooden body in the bottle was made using a whole piece of wood rather than by splicing.
In this study, a gold and silver-gilded bronze bottle with a wooden body, which is rare in shape and techniques, was selected to fully study the methods for its processing. These results were confirmed in combination with the known history of development of bronze techniques. This work provides a scientific basis for the conservation and restoration of such complex and rare bronze wine vessels.
Keywords
Wooden body ； Gilding gold and silver ； Bronze bottle ； Manufacturing technique
