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北京大学2019年冶金实验考古暑期课程(上)

2019-7-21 17:08| 发布者: Ansanjin| 查看: 44| 评论: 0|来自: 北京大学考古文博学院

摘要: 2019年7月14日,北京大学冶金实验考古暑期课程在湖南桂阳县圆满落幕。此次课程由北京大学考古文博学院、湖南省文物考古研究所、中国科学院自然科学史研究所主办,桂阳县人民政府、湖南宝山有色金属矿冶有限责任公司、郴州市博物馆协办,来自国内外30所高校的8位博士研究生、22位硕士研究生、23位本科生,5所中学的10位中学生,以及中国科学院自然史研究所,湖南省考古研究所等8所单位的专家、学者41人共100余人参与。

2019年7月14日,北京大学冶金实验考古暑期课程在湖南桂阳县圆满落幕。此次课程由北京大学考古文博学院、湖南省文物考古研究所、中国科学院自然科学史研究所主办,桂阳县人民政府、湖南宝山有色金属矿冶有限责任公司、郴州市博物馆协办,来自国内外30所高校的8位博士研究生、22位硕士研究生、23位本科生,5所中学的10位中学生,以及中国科学院自然史研究所,湖南省考古研究所等8所单位的专家、学者41人共100余人参与。



桂阳金、银、铜、铅、锌等矿产资源丰富,矿冶历史悠久,被誉为“千年矿都”。据文献记载,西汉时期在桂阳设立了当时全国唯一的“金官”,唐代设置“桂阳监”,以“桂阳”作标识的铜币通行全国。2016年桐木岭遗址的发掘,揭示了明清时期炼锌的流程,其中新发现的焙烧炉、精炼灶、冶炼炉分节墙和硫化矿矿石、精炼锅、托垫、粗锌块等一系列冶炼遗迹、遗物,填补了我国炼锌技术史研究的多项资料空白,对完整复原古代炼锌技术将起到关键作用,对研究我国古代炼锌技术的起源、发展和传播,以及矿冶史、铸币史和赋税史具有重要意义。


此次实验考古课程结合当地矿冶资源和生产特点,以课堂讲授、田野调查和实验实践相结合的方式,完成了冶金考古和湖南考古研究现状的理论课程学习、矿冶遗址和传统村落调查、与矿冶文化有关湘昆戏剧欣赏、郴州有色金属博物馆、郴州矿物宝石博物馆和柿竹园矿山博物馆的参观,进行了竖炉和坩埚炼铅、灰吹法炼银、打制银器、青铜铸造、生铁制钢和块炼铁冶炼实验操作,并在实验结束后由湖南省文物考古研究所和重庆市文物遗产研究院具有考古发掘领队资格的工作人员为领队,分组对实验遗留进行了模拟发掘和解剖。课程在模拟古代冶炼技术,关注生产组织、功能分区、资源与劳动力等的同时,还有意识的关注冶金考古田野工作方法、遗址分布、资源管理和矿冶文化传承问题,各项活动取得圆满成功,具有良好的社会效果和优秀的研究与教学成果。

历年工作回顾及本次课程目标

古代金属生产是社会复杂化进程、社会生产组织模式、跨地区文化交流等问题的重要研究内容之一。冶金实验考古通过模拟古代冶金活动,为学生提供了直观体验金属生产过程的机会,帮助学生理解各种冶金操作的具体含义及多种遗存对应的生产步骤,使学生切身体会金属生产的劳动力投入水平及专业化分工程度。


北京大学冶金实验考古暑期课程自2016年始至今已成功举办四届。2016年实验场地位于北京房山区,2017、2018连续两年在陕西扶风举办,以往先后开展过铜矿石冶炼、熔铜浇铸、炼锡、铜和锡矿石直接冶炼青铜合金、生铁制钢、熟铁渗碳实验,经过多次实验探索,课程工作人员不仅熟悉了实验操作流程,还根据北方地区土壤状况、气候条件摸索出通过控制含砂、含草比例提升耐火材料性能的方法,总结了许多优化炉型结构、调节鼓风方案控制炉内温度和气氛的丰富经验。


湖南省桂阳县多金属共生矿矿藏丰富,矿冶文化历史悠久,矿冶相关特色文化值得深挖。此次课程将实验场地转移到湿润多雨的桂阳地区,结合本地矿冶生产特色增加炼铅、炼银实验,使用当地红黏土、白坩土为主要原料制备用于不同部位的两种耐火材料,无论是的实验环境、实验项目还是所用材料,各方面都进行了新探索与尝试。此次课程在保留熔铜浇铸和生铁制钢,开展块炼铁冶炼实验的基础上,根据本地矿冶特色,新增竖炉炼铅、坩埚炼铅、灰吹法炼银和打银器实验,在理论学习和实验实践之外,通过古代矿冶遗址、传统村落调查,矿冶博物馆参观等方式对本地遗址分布、资源管理、矿冶文化传承等问题予以关注,无疑扩展了实验考古课程的深度和广度。


实验考古模拟古代生产流程以增进对古代技术和考古遗存形成过程的理解,今年延续了往年传统注重观察实验活动对场地造成的影响,在课程开始前和结束后工作人员对各个区域进行了现场检测分析和场地无人机拍照记录。在实验过程中也注重现场实时分析检测和样品采集。在选矿石环节以本地铅锌共生矿为对象通过肉眼分选模拟古人选矿,还进行了水流法分选铅、锌矿粉的尝试,现场检测表明以上选矿方法有一定可行性。在实验实践各环节,课程工作人员注重现场样品采集,保留对比组样品,以便进行实验室进一步分析检测研究。结果表明各地区区域特点对矿冶生产的生产对象、技术细节、考古遗存会造成一定影响。



理论课程  讲座

本次暑期课程安排了多位专家、学者及经验丰富的研究人员为学员讲授冶金考古和湖南考古研究成果,涵盖湖南考古收获、冶金考古概论、中国古代多种金属冶炼技术、实验考古理论与方法多个方面的内容。


湖南省文物考古研究所所长郭伟民讲授了湖南大遗址项目的保护和利用状况,湖南“十三五”6项10处大遗址已完成阶段性考古工作,出版了专题报告,颁布文物保护规划,启动了大遗址保护利用工作。郭所长指出大遗址考古工作需要做好顶层设计,科学编制工作计划,积极主导、创新性的开展工作,稳妥做好文物保护工作,强化资料管理与综合研究,从文化建设的高度开展公众考古与文化传播。

湖南省文物考古研究所所长郭伟民


湖南省文物考古研究所副所长吴顺东研究员以常宁矿冶考古遗存中江洲遗址、茭源银场遗址和水口山铅锌矿冶遗址为例,生动展示了考古工作的未知性、多样性及其背后的迷人之处。江洲遗址发现商周之际冶铸石范与纯铜制品和宋代炼铁窑炉及炼渣;茭源银场遗址最早可追溯到西汉甚或先秦,以其采冶系统于宋代纳入官方经营而著称于世,目前正式考古工作尚未启动。水口山铅锌矿冶遗址自秦汉至现代以铅锌矿为主体,涵盖采矿、选矿、冶炼的地上、地下建筑或构筑物遗存,各类相关遗迹,近代铅锌业的官办也为水口山赢得了“铅都”桂冠和“工运熔炉”的盛誉。

湖南省文物考古研究所副所长吴顺东研究员


湖南省文物考古研究所副所长高成林研究员分享了关于湖南商周青铜器的若干思考。高成林所长详细介绍了炭河里遗址的研究成果,指出炭河里文化主体年代应为西周,核心成员与澧水流域相似,分布范围基本覆盖了商代晚期费家河文化分布区,但核心区域明显向南转移,社会模式具有多种特点,例如小聚居、大分散等。高所长指出,湖南部分商周青铜器,主体年代很可能与以往认识有所差异,西周器物可能偏多。湖南商周青铜器研究中存在一些问题,一是关于长江流域地方型青铜器——铙、镈、钟的研究问题,二是关于长江流域青铜器的生产、传播的问题,未来的考古工作应当紧密结合科技考古相关研究共同开展。

湖南省文物考古研究所副所长高成林研究员


湖南省文物考古研究所莫林恒研究员介绍了湖南桂阳桐木岭矿冶遗址的具体情况。桐木岭遗址是一处以炼锌为主,兼炼铅、铜、银的多金属冶炼遗址,充分利用当地丰富的煤矿资源,移周边铅锌矿就煤冶炼。遗址功能分区明确,冶炼遗物丰富。以往开展过坩埚残留物分析、坩埚气流场数值模拟及槽形冶炼炉复原,及冶炼过程中的装料制度与炉内布局重建研究。桐木岭遗址的发掘与研究对于认识我国古代炼锌技术起源、发展和传播具有重要意义。

湖南省文物考古研究所莫林恒研究员


州市文史研究会副会长刘专可对千家坪遗址的发掘情况进行了介绍,指出湖南地区新石器时期已经掌握先进的烧陶技术,中国古代文化研究应当全面关注黄河流域与长江流域之间的交流互动关系。

郴州市文史研究会副会长刘专可


桂阳历史文化研究中心负责人雷昌仁老师介绍了桂阳悠久的矿冶文化。桂阳汉代设置铁官,拥有全国唯一的金官,唐宋设置桂阳监,明清时期具有大量冶炼活动,现发现的桂阳桐木岭遗址就是其中之一。雷昌仁老师介绍了桂阳目前的矿冶发展情况,描绘了桂阳矿冶文化的发展蓝图。

桂阳历史文化研究中心负责人雷昌仁


郴州市博物馆罗胜强助理研究员为学员们讲述了郴州矿业开发史。郴州所在的南岭山脉,是中国重要的多种类型金属成矿区域,且广泛分布煤炭资源。罗胜强老师对湖南地区不同时代的青铜器原料来源问题进行了讨论,认为湘南地区金属资源开发历史较早,许多青铜器可能为本地铸造。郴州地区战国至汉代时期开采铜、铅、锡、铁,用以铸造兵器,六朝时期以开采、冶炼银为主,唐代时期以他地开采、冶炼,城内铸钱的方式采铜、铅、锡铸钱,宋代时期开采、冶炼银、铅、铜并运输其他地区。明清开采、冶炼铜、锌、铅、银、锡、砷等,但运往其他地区进行铸造。清末民国时期开采铜、铅、锌、锡、钨、锑、砷等,浮选成矿砂,除砷以外都外运其他地区处冶炼,此情况一直延续到现在。

郴州市博物馆罗胜强助理研究员


中山大学历史学系温春来教授对清代矿厂的性质问题,以及开采、冶炼的集中与分离问题进行了讨论。温教授指出根据文献研究,清代的矿“厂”与生产、资本、组织之间未发现明显联系,“厂”是基于管理意义产生的概念,不同矿种的“厂”意义不同。官方对竭力控制的铜、铅、锌、银、金等金属资源以及涉及军事火药的硝、磺等设置“厂”进行管理,主要职能为如额征税,防止透漏、走私等,而煤炭、铁矿等日用之物类矿种“厂”的实际意义并不突出,甚至不设“厂”名。而采矿与冶炼的集中与分离研究,要考虑交通运输和管理成本,不同种类的矿石也存在差别,一般非战略物资、非贵重金属的产品更容易产生采、冶分离。

中山大学历史学系温春来教授


郑州大学历史学院姚智辉教授讲授了唐代金珠饰件的分析研究。中国古代金珠工艺研究包括金珠制作和连接两方面。以往研究认为古代金珠制作存在多种工艺,连接方式也十分多样。姚智辉老师通过对河南出土唐代金饰中金珠进行了形貌观察、成分分析与线扫描、LA-ICP-MS定性、FIB/SEM内部形貌等研究,发现金珠的连接处铜、银含量并未有明显变化,LA-ICP-MS定性发现金珠与线衔接处汞含量较高,认为金珠通过吸珠方法制作,连接方式为具有中国本土化特征的汞齐法。并在对金珠工艺研究的基础上对凤鸟金钗制作工艺进行了复原研究。

郑州大学历史学院姚智辉教授


香港中文大学历学史系/人类学系助理教授林永昌博士在澄清铁器相关术语后,针对钢铁技术在古代中国的本土化过程、生铁技术在古代中国发展的区域性差异以及生铁技术的交流与传播三个主要问题进行详细讨论。林永昌博士认为,春秋时期发展出本土化的生铁技术,生铁技术的起源可能是多地的;并通过对三晋、秦国、楚国、燕国等区域的铸铁作坊、居址铁器及墓葬铁器中的类型进行分析,发现生铁技术在古代中国存在明显的区域性差异。

香港中文大学历学史系/人类学系助理教授林永昌博士


本年度实验考古的带队老师也先后带来了讲座。北京大学考古文博学院陈建立教授对实验考古的地位、内涵、历史进行了阐述,结合以往三次冶金实验考古的成功举办的经验分享了对冶金实验考古的考察、实践与思考。冶金考古研究一切古代金属制品的完整生命历程,冶金实验考古是冶金考古具体实践方法之一。实验考古主要复原古代冶金生产过程,具体包括冶炼场所、冶炼设施和工具、冶炼原料和燃料、冶炼过程以及冶炼产物等。冶金实验考古始于20世纪50年代末,70年代得到突飞猛进的发展,涵盖采矿选矿、铜冶金实验、铁冶金实验等多个方面。北京大学考古文博学院冶金实验考古暑期课程自2016年开始已成功举办三次,积累了丰富的经验教训,学员通过切身体验,可以进一步了解古代冶金生产过程,同时也为目的性的科研课题提供了宝贵的实验数据。

北京大学考古文博学院陈建立教授


中国科学院自然科学史研究所周文丽副研究员向学员们介绍了古代炼铅银技术和本次炼铅银的实验设计。古代炼铅技术分为敞炉炼铅、高炉炼铅和坩埚炼铅,敞炉炼铅为直接熔炼法,高炉炼铅有烧结-还原熔炼法和铁还原沉淀法两种,坩埚炼铅主要利用铁还原沉淀熔炼法。古代炼银主要利用铅易于被氧化为PbO并被炉灰吸收的性质使用灰吹法提炼。本次暑期课程主要利用铁还原沉淀熔炼法进行高炉炼铅和坩埚炼铅、灰吹法炼银实验。

中国科学院自然科学史研究所周文丽副研究员


北京科技大学严弼宸硕士今年已是第四次参与冶金实验考古暑期课程,他通过青铜冶铸遗址高温遗存研究、陶范的焙烧温度研究进展、坩埚研究的案例分析,展示了如何在实验中发现并提出问题,设计实验来解决问题,通过冶金实验考古开展学术研究,思考古代手工业生产活动的内涵。实验考古预设的是客观规律古今一致,通过一种科学谨慎的思维方式,不断向古代客观事实求知探索。

北京科技大学严弼宸硕士


北京科技大学博士生张周瑜对本次暑期课程中炒钢法进行生铁脱碳实验进行了介绍,阐述了实验考古对于炒钢技术的判定问题研究的意义。本次实验采用地炉进行炒钢操作,在总结以往经验的基础上设计实验测定脱碳速率,开展加不同添加剂的对照组实验,结合样品采集以及后续的实验室分析,以推进古代炒钢技术判定问题研究。

北京科技大学博士生张周瑜


中国科学院自然科学史研究所黄兴副研究员为学员们讲授了古代冶金鼓风技术研究。他指出冶金活动中炉温及炉内气氛的控制与鼓风操作密切相关。鼓风皮橐从原始无活门发展为自动开闭、风嘴可入炉的活门式大型皮囊,后出现水压型鼓风器、木质鼓风器等。鼓风除可用人力外,还利用水力、畜力等。通过对山西阳城犁炉与云南果园村竖炉的冶炼参数进行对比,黄兴老师指出冶炼效率与炉体本身、燃料类型、鼓风技术均密切相关。

中国科学院自然科学史研究所黄兴副研究员

在课程及实际操作中,老师们每天在实验后进行经验总结,阐述实验进展,讲评、讨论出现的问题及下一步的实验设计和计划调整,学员积极提问,完成学员日记总结每日学习状况。课程之余,不同学术背景的老师、同学还组成了专题研究小组,以暑期课程为平台,结识志同道合的伙伴,积极开展学术交流。



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