关于商周青铜铸造工艺研究初探

我国在青铜器时代，出现了多姿多彩、光辉灿烂的青铜器文化。这一时期的青铜器，艺术造型和铸造工艺独特而精湛，与同期世界其他文明的青铜器制作有很大区别，形成了具有中华文明特色的工艺美术体系，使我国古老的青铜文化熠熠生辉于世界文明之林。

20世纪60年代初，中国考古学之父李济明确指出，青铜器研究应从制造、形制、纹饰、铭文、功能、名称这六个方面作探讨，阐明其差异与演变。近年来，青铜铸造工艺的研究越来越受到专家、学者的关注。经过不断的探索，青铜铸造研究方面出现了不少新的成果，产生了许多新的方向。现以我对商周青铜铸造工艺的了解，对商周青铜铸造工艺的研究作一简单梳理。

一、学科介绍及研究意义

(一)商周青铜铸造工艺

青铜铸造是青铜冶金的一部分，青铜冶金一般包括选矿、熔炼、铸造等过程。青铜铸造工艺主要指青铜器最后成型的过程工艺。我国商周时期，青铜的铸造工艺为范铸技术，此时的铸造工艺过程主要包括制模、制范、制芯、浇铸、加工等。但对于商周青铜工艺的研究又不止于此范围，古铜矿遗址、作坊铸铜遗址，其中出土的各类遗物如熔铜炉、坩埚、鼓风机，甚至水井、道路等，这些遗迹遗物的研究，也将大大有利于我们了解古代铸造青铜器工艺的全部过程。

(二)商周青铜铸造工艺研究的意义

1.青铜铸造工艺属于金属史的一部分，而金属的使用是文明的重要标志。青铜铸造工艺的研究对中华文明探源具有重要的意义。中国社会科学院考古研究所已故所长夏鼐先生，在《中国文明的起源》中曾说：“现今史学界一般把‘文明’一词用来指一个社会已由氏族制度解体而进入了有了国家组织的国家阶级阶段。这种社会中，除了政治组织上的国家以外，已有城市作为政治、经济、文化各方面活动的中心。他们一般已经发明了文字和能够利用文字作记载，并且都已经知道冶炼金属。”夏鼐一部论文集为《考古与科技史》，他把金属的冶炼铸造视为文明的标志。

2.商周青铜铸造工艺的研究从属于经济考古学。经济考古学是从考古学的角度，研究古代人类的生存方式和经济形态，通过对古代人类开发利用自然资源的技术的研究，了解其引起的社会影响。商周铸造工艺的研究，有助于复原当时的冶铸生产、人员的组织与管理和产品消费的经济场景。铸造工艺的研究对经济考古，甚至是聚落考古的发展具有重要意义。

3.传统铸造工艺的研究将有助于青铜文物的保护与修复。文物保护与修复的一个重要理念是“保持原貌，修旧如旧”。保持原貌，要求我们保留文物表面的历史信息，如铜锈、铸造痕迹等 ;修旧如旧，要求我们在进行文物修复的过程中，尽量使用传统的工艺方法，已达到复原历史的效果。因此，对青铜器铸造工艺的研究，为今后更好地进行文物的修复与保护提供了技术支持。

4.随着现代科技的进步，青铜仿品的仿制技术也越来越高，仅通过器形、纹饰、铭文等已经很难鉴别一件青铜器的真假。青铜铸造工艺的研究，可以从制作技术上来甄别一件青铜器的真伪。蕫亚巍先生说过，在特定的历史阶段，不论我国的南方、北方，铸造工艺基本都是一样的，留在青铜器表面的模范关系是明显的。应用多角度多学科的信息研究，采集这些看得见、摸得着的模范关系与范铸逻辑学信息，可以对青铜器进行客观的鉴定。

二、研究方向及内容

青铜铸造工艺作为一门自然科学和社会科学相融合而成的学科，我比较认同王昌燧先生提倡的研究方法，即集文献资料、考古发掘实物、模拟制备和测试分析为一体的“四重证据法”。通过考古发掘实物和文献资料提出“假设”，模拟制备和测试分析则对“假设”进行“证明”，从而使得出的观点或结论有充足的逻辑说服力。本文借鉴此种研究方法，将商周青铜铸造工艺的研究分为四部分，即文献资料、遗迹遗物、模拟实验、测试分析。当然，此种分法仅供梳理历史上各阶段对青铜铸造工艺研究的各个方面，并不是割裂四者之间的关系。因为很多研究文章在探讨相关问题时都是结合四者来共同探讨的。为便于了解铸造工艺研究的脉络，可分为文献资料、遗物遗迹、模拟实验、测试分析。

(一)文献资料

中国古代有丰富的文献资料，但因年代久远或辗转相传，很多文献资料丢失或出现明显错误，这对包括青铜铸造工艺在内的许多学科的研究都造成了困难。但这也不能全部否认现存文献资料的价值，很多历史史料仍隐藏其中，需要我们结合考古发掘和实物分析，以此对我们的研究产生帮助。

从商代甲骨文中就有了铜器的记载，到宋朝时由于金石学的兴起，出现了大量与青铜器有关的书籍，欧阳修的《集古录》，李公麟的《古器图》，吕大临的《考古图》，王黼的《宣和博古图》，薛尚功的《历代钟鼎彝器款识法帖》等，清代受乾嘉学派的影响，青铜著录甚多，如《西清古鉴》等。虽然记录青铜器的文献资料较多，但关于冶铸方面的文献相对较少，所以也就显得弥足珍贵。

商代卜辞中有关冶铸史料，在帝乙、帝辛时期的王室卜辞有：“王其铸黄吕，奠血，叀今曰已未利?”春秋初年的《曾伯(上雨下忝)盙》铭文中说：“余择其吉金黄鐻，余用自作祖盙。”金文中的黄鐻就是甲骨文中的黄吕，吕或鐻有可能是由矿石冶炼而成的铜锭。

《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺，书中保留有先秦大量的手工业生产技术、工艺美术资料，记载了一系列的生产管理和营建制度，一定程度上反映了当时的思想观念。“六齐”一词最早见于《考工记》：“金有六齐：六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一，谓之大刃之齐;五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐;金锡半，谓之鉴燧之齐。”“六齐”的出现表明在战国时期人们对合金成分、性能和用途之间的关系已经有所认识。

战国《荀子·强国》中写道：“刑范正，金锡美，工冶巧，火齐得，剖刑而莫邪已。”荀子在这里讲到了铸剑需要有规整的模(刑)，才能制出规整的范，铜(金)与锡的配比要适当，熔炼合金的工匠要心灵手巧，熔炼合金的温度(火)要根据合金(齐)的配比掌握得当，当做到了这些以后，剖开范腔时，一把“莫邪”剑就铸好了。

《天工开物》初刊于1637年(明崇祯十年)，是中国古代一部综合性的科学技术著作，它对中国古代的各项技术进行了系统的总结，构成了一个完整的科学技术体系。其中《冶铸》是中国传统铸造技术论述最详细的记录，重点叙述铜钟、铁锅、铜钱的铸造技术和设备，包括失蜡、实模和无模铸造等三种基本方法。

我国早期的铜产地，在文献中也有记载。《禹贡》《周礼·职方式》《越绝书》《史记·货殖列传》《诗·鲁颂》《集解》《山海经》等古代文献都对我国古代铜资源的分布有所记述，从中可以看出商周时期的铜料之大宗在北方是来自中条山矿区及其以西地带，在南方则是在荆州和扬州地区。

(二)遗迹遗物

通过考古发掘的遗物遗迹，主要是陶范、青铜实物、铸铜遗址、铜矿遗址等来了解古代青铜器的铸造工艺。现在简要介绍下专家学者对遗迹遗物的青铜铸造工艺的研究。

1933年，刘屿霞在殷墟的考古发掘中，根据出土的陶范、青铜等遗物，推测了铸造工艺流程，对青铜器进行了基于考古发现基础之上的技术研究，虽然现在看来论点有不少错误，但其开创性的工作，对青铜铸造工艺的研究具有重要意义。

石璋如在安阳殷墟考古发掘中，对出土的陶范、陶模的质地、结构做了详细的观察和记述，明确了殷墟青铜是由范铸法制成。同时，他还论述了采矿、制范、冶铸、加工的全过程。对各种铜器的铸型工艺和模、范制法进行了讨论，复原实验了由模制范的方法。讨论了铜锡产地以及冶铸设备和燃料的问题。他的将冶铸遗物与铜器表面铸痕观察以及模拟实验相结合的方法，给后人诸多启示。

陈梦家通过对安阳出土的陶范、泥模的研究，明确指出安阳时期没有使用失蜡法，而是用陶范直接铸造的。陈梦家设想有三类制范程序： 1.由刻有花纹的模制范;2.由素模制范，再刻花纹;3.用模具(母范)制作分范。这三类程序与铜器纹饰的繁简程度有对应关系。

李济和万家保从青铜器的花纹、形制、铸造技术等方面综合探讨了某些器类的早晚、变化和演进问题，特别是对觚、爵、斝、鼎等的铸型工艺、浇注方式、补铸和垫片等问题有详细的论述，得到了许多重要的结论。

巴纳结合出土和传世的青铜器文物，对商周的范铸技术做了比较系统的研究，明确提出了商周青铜器是中国独立创造的论点。其中很多观点具有开创性意义，比如铸接工艺中的后铸法和先铸法的应用及其来源，商周泥型铸造的分段主义等等。

华觉明在《中国古代金属技术——铜和铁造就的文明》一书中系统地介绍了我国商周时期的采铜、冶炼技术和青铜范铸的工艺流程。结合殷墟妇好墓出土的青铜礼器、兵器和工具，进行了仔细的工艺分析，从剖析铸造工艺入手，结合文献资料和铸铜遗物，并通过复原试铸和使用现代科学手段进行检测，对妇好铜器群铸造工艺的各个环节和技术特点，作了全面的探讨和研究。

陈芳妹的研究以艺术的变迁结合铸造工艺的演变来探讨文化的发展、交流传播。她对小屯五座墓所作的工艺考察、商周青铜簋的铸型工艺研究以及商代青铜礼器工艺与艺术发展相互关系的论述，观点都比较新颖。

苏荣誉对陕西宝鸡鱼国墓地出土的青铜器、江西新干商代大墓出土的青铜器群、中山王墓出土的青铜器群的铸造工艺都进行过研究，并论述了其中涉及的铸造与焊接技术。在1995年，与华觉明合著了《中国上古金属技术》，该书对前人金属史的研究作了充分的吸收和综合，同时提出了一些新的创见和问题，书中主要介绍了铜的采选和冶炼、青铜范铸技术等，对系统了解铸造工艺的发展十分有益。

蕫亚巍第一次系统地、科学地总结了我国范铸工艺的发展过程。这一发展过程大致划分为三个阶段：第一阶段为先商时期，其青铜器铸造技术自发轫至基本成熟;第二阶段为早商至西周晚期，其青铜器范铸技术基本以分型制模、分模制范、活块造型及特制芯盒为特征，绝大多数青铜器皆为整体铸造;第三阶段为春秋战国时期，其青铜器范铸技术大多采用分型铸造与焊接技术。

另外，谭德睿、周卫荣、王昌燧、刘煜、张昌平、姚青芳、李京华、李永迪结合陶范、青铜器等遗物，对我国商周时期的青铜铸造工艺也都进行了深入的研究，促进了该领域的发展。

(三)模拟实验

模拟实验以详尽和客观的考古材料及数据为基础，复原考古材料的生产、使用、废弃和埋葬过程，可以帮助专家学者重建某项技术或某一个社会形态。模拟实验分为采矿、冶炼、铸造领域的模拟实验。

古代铜冶金的实验考古研究较为充分，Tylecote R. F. 、Merkel J. F.、Simon Timberlake、Günther Woelk、M. Bamberger等都采用筑炉冶炼的方法对青铜时代的炼铜技术进行了实验考古研究。Cushing F. H.、Pollard A. M.、W.G.J. Bunk等在冶金领域的实验考古也相应开展起来。

北京科技大学、中国科学院对早期黄铜冶炼工艺进行了模拟实验，中国社会科学院考古研究所铜绿山工作队在铜绿山遗址开展了古代炼铜技术的模拟实验。

模拟铸造方面，最早进行模拟实验研究范铸工艺的是石璋如先生，进行了由模进行翻范的实验，但可惜的是并未浇铸。万家保先生第一个成功进行了范铸工艺的模拟实验研究，在《殷墟出土青铜器鼎形器之研究》一书中，介绍了鼎复原实验的过程：模料使用泥、沙、烧土、炭末、稻草等加水配制而成，泥模阴干以后，在模上雕刻纹饰。然后将泥片敷在陶模上压制成范，部分花纹在范面制作，并采用缩尺法制芯，刮削修整，最后焰料浇铸成型。

随后，他在《殷墟发掘所见的商代青铜工业》中对复原实验步骤、方法、模、范的配料等方面又进一步进行了阐述。后来又复制了爵、萍、觚等器物。另外，万家保还和巴纳进行了青铜器附件的铸接以及铭文的铸造等实验，取得了重要的成果。华觉明等与考古所技术室合作，在1977年~1978年间复原试铸了妇好墓出土的小圆鼎、兵器、工具以及侯马铸铜遗址出土的小件器物，1979年又复原试铸了殷墟出土的青铜觚。谭德睿等对郑州、殷墟、侯马以及洛阳出土的陶范进行详细的分析检测，并对泥范原料和处理工艺进行了深入的研究，明确指出商周陶范多为就地取材，并加入了植物纤维和熟料，使得陶范虽然透气性差，但是具有良好的充型性能。同时还复原试铸了青铜爵、觯、觚、提梁唐和鼎耳,并根据复原试铸的工作推测了商周青铜器的陶范铸造工艺流程。董亚巍等依据商周时期青铜器范铸工艺条件，开展了一系列具有几何造型和典型范铸工艺特征器物的模拟实验，成功浇铸了与出土器物范铸特征相符的鼎、尊、萍、簋。从模拟实验的过程和结果来看,其“机械造型”“分型制模”“分模制范”“压塑”“堆塑”“一盒多芯”等工艺思想，不仅简单可行，而且操作方便，应该是商周时期范铸工艺中造型、制模、制范、纹饰制作、制芯等方面的真实反映。

(四)测试分析

测试分析主要运用的方法有组织分析法、元素分析法和结构分析法，组织分析法采用的技术有金相显微镜观察法、扫描电子显微分析法等，元素分析法采用的技术有原子发射光谱、X荧光光谱、质谱分析等，结构分析法有X射线衍射分析、X光照相技术等。

1920年近重真澄最早检测了一些中国古代铜器的化学成分。20世纪30年代，梁冠华和王琎对殷墟发现的铜器进行了分析。其后，刘屿霞、陈梦家、梁树权和张赣南、杨根和丁家盈都对出土或传世的青铜器作了成分的分析和检测，得到了一些合金配置的结论。

周始民结合对青铜器的检测结果，探讨了《考工记》中的“六齐”问题。张世贤在其著作中将成分分析、铸型工艺和文献记载相结合，提出了一些有创见性的看法。

中国社会科学院研究所对安阳诸遗址出土的青铜器、昆明羊甫头和剑川海门口三处墓葬和遗址出土的金属器的分析结果，引起了学界的关注;2008年以来，他们又先后发表论文，报告有关江川李家山和楚雄万家坝出土金属器的科学分析。凌勇等人发表了多篇论文，不仅分别探讨吐鲁番地区和伊犁地区出土金属器的技术特征，而且从整体上对新疆史前时期金属技术的发展进行了思考。赵春燕曾对安阳殷墟出土的200余件青铜器进行系统的检测分析，发现从殷墟文化第一期到第四期，铜容器中锡含量明显下降，铅含量逐渐升高。

利用铅同位素比值探寻商周青铜器矿料来源的工作在国内始自20世纪80年代。金正耀检测殷墟妇好墓所出青铜试样12件，发现其中有5件的同位素比值与铜绿山所出古代炼渣、铜锭、矿石等相近且铅含量低于2%，他认为这些铜料可能来自铜绿山。青铜器中多少残留有泥芯，这样，借助于泥芯的产地分析，即可探讨青铜器的铸造地。中国科学技术大学魏国锋等人，较为系统地分析了九连墩楚墓出土青铜器的泥芯。

三、商周青铜铸造工艺研究初探总结

我们可以看到青铜铸造工艺涉及范围很广，铸造过程、合金配置、陶范材料等方面已经取得了诸多成果，但对于生产流程的各个技术环节尚不清晰和准确，有许多步骤和细节有待补充和细化。青铜铸造工艺的研究多集中于黄河中下游、长江中下游青铜器富集地区，其他地区的专门研究及各区域的交流影响相对较少。对青铜器工艺技术的来源和演进缺少系统的探讨。铸造工艺模拟复原实验多集中于礼器方面，而兵器、车马器、装饰器复原较少。许多观点仍未达成一致意见，如陶范需不需要预热、失蜡法什么时候产生等，有待进一步研究。

随着科技的进步，我们可以预见商周青铜铸造工艺研究中测试分析和模拟实验所占比重还会继续增大。测试分析方法大大增加了商周青铜器所反映的信息量，模拟实验将有助于学者重建商周青铜铸造工艺的全部过程。但作为多学科交叉的研究内容，商周青铜铸造工艺研究与考古学、艺术史的相互融合尚存在不足之处，在今后的商周青铜铸造工艺研究中需要引起重视。