青銅的冶鑄史
商、西周時期青銅的冶鑄已很進步,其生產規模之大、冶鑄造詣之高,都是驚人的。春秋戰國,銅的采煉、鑄造又有進一步發展。這時的青銅器,一般以器形大、制作精、種類繁多為其特點。青銅器的用途幾乎涉及社會生活的各個方面,反映了青銅工業在社會生活仍居於重要地位。湖北大冶銅綠山古礦遺址和山西侯馬鑄銅遺址的發現,使人們對這時期從采礦、冶銅到青銅器的鑄造有了新的認識。
湖北大冶銅綠山古礦遺址位於大冶縣西約3 公裏處,"南北約二公裏,東西寬約一公裏。在柯錫太村,保存有大小不同的數座煉爐,在螺螄塘邊上,出土了十餘個餅狀銅錠,並發現古井支架,出土木料上千方。在上述範圍內堆積大量古代礦渣,約有四十萬噸左右,有的地方厚達數米,說明規模大,時間長"。
古代礦井有豎井、斜井、平巷、斜巷。考古發掘證明:古代工匠們用木材制成的方形框架作為井巷支護,已能承受井巷外的壓力,保證豎井和平巷的通暢,使古代礦工從距離地表40-50 米深的礦體中掘取礦石。在采掘過程中已經較好地解決了通風、排水、提升等技術。排水一般是用木制水槽將礦下水引入儲水坑(井)內,再用木桶將水經由豎井提升到地面。"當水槽不可避免地穿過提升礦石用的豎井和巷道時,為了不影響采掘和運輸,就在水槽的上部覆蓋一層薄板,使水槽成為暗槽,。。此外還有專門用於排水的巷道"。
古礦井的提升工作主要依靠人力,但在後期(戰國至西漢)的礦井中曾發現木轆轤軸一根,全長250 厘米。這一發現說明"後期的采掘工作中已將轆轤用於提升礦石和水。當時,從盲井至平巷,再由平巷經豎井而提至地面,采用分段提升的辦法。"同時,還利用井口高低不同產生的氣壓差所形成的自然風流,促使空氣流向采掘方向。
總之,從古礦井的豎井、斜井、平巷所采用的支護技術、排水、提升、通風等等措施看,已達到很高的水平。而且規模大,開鑿的豎井、斜井多,沒有大量的生產資料和眾多的工匠,是無法辦到的。古礦井附近發現的春秋時期的煉爐為煉銅豎爐,經實驗證明這種豎爐可以用木炭還原法進行熔煉,而且可以連續加料、連續排渣、連續放銅。
考古發現的春秋時期山西侯馬的鑄銅遺址,出土了三萬多塊陶範,能夠配合成套,複原器形的約百件,可以辨認器形的有鼎、豆、壺、簋、匜、鑒、舟、敦、匕、匙、鏟、钁、斧、錛、刀、劍、鏃、鐏、鐘、鏡、帶鉤、空首布和車馬飾等禮器、工具、兵器、樂器、貨幣、車馬器和日用裝飾品等各種器物。三萬多塊陶範中有三分之一刻有花紋,花紋有夔龍、夔鳳、绹索、蟠螭、蟠虺、雲紋、雷紋、饕餮、環帶、垂葉、貝紋、渦紋等等。這說明鑄造青銅器時注意用花紋裝飾而使其美觀。
春秋戰國時期鑄造青銅器的技術進一步發展,由於經驗的積累,鑄造各種青銅器時銅與錫的配合已有一個比例。《周禮•考工記》說:金有六齊:六分其金,而錫居其一,謂之鐘、鼎之齊;五分其金,而錫居一,謂斧斤之齊;四分其金,而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金,而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金,而居二,謂之削殺矢之齊;金錫半,謂之鑒燧之齊。
這裏的所謂金就是銅,銅錫合金即青銅。所謂"金之六齊",就是區分青銅品種的六種配方之分量,以制造各種用器。所謂"鐘、鼎之齊"銅、錫比例為六比一,即銅占85.71%,錫占14.29%。"斧斤之齊"的銅、錫比例為五比一,即銅占83.33%,錫占16.67%。"戈戟之齊"的銅、錫比例為四比一,即銅占80%,錫占20%。"大刃之齊"所需銅、錫比例為三比一,即銅占75%,錫占25%。"削殺矢之齊"銅、錫比例為五比二,即銅占71.43%,錫占28.57%。"鑒燧之齊"銅、錫比例為一比一,即各占50%。楊寬先生認為:《考工記》規定各類青銅器的"銅錫合金的比例是很合乎合金的原理的"。青銅中錫的成分占17%到20%最為堅韌。《考工記》說"斧斤之齊"錫占16.67%,"戈戟之齊"錫占20%,是因為斧、斤、戈、戟都需堅韌。青銅中錫的成分占30-40%,硬度最高。《考工記》中規定"大刃之齊"錫占25%,"削殺矢之齊"
錫占28.75%,是因這類武器所需硬度高。青銅中錫占的分量增多,光澤就會從青銅色轉為赤黃色、橙黃色、淡黃色。錫占到30-40%,青銅就會變為灰白色。《考工記》規定"鐘鼎之齊"錫占14.29%,為了使它能呈現橙黃色較美觀,同時也為了能敲出美妙的聲音。《考工記》規定"鑒燧之齊"錫占50%,是因為銅鏡需要白色光澤。
考古發現的春秋時期湖北隨縣出土的曾侯墓編鐘,有紐鐘19 件,甬鐘45 件,楚王贈送的镈一件。經測音知道,"這套編鐘系七聲音階,與現代音律相同,它的振動頻率也與現代國際標准相近,總音域跨五個八度,比現代鋼琴的音域兩端各少一個八度。這套編鐘的音色優美,音域很寬,變化音比較完備,能奏各種曲調"。這組編鐘的發現,是春秋時期青銅鑄造技術成就輝煌的一個生動例證。
《周禮•考工記》說:"凡鑄金之狀,金與錫黑濁之氣竭,黃白次之;黃白之氣竭,青白次之;青白之氣竭,青次之,然後可鑄也。"這是符合冶金學道理的。在青銅混合熔鑄中,首先是不純物質揮發,所以產生"黑濁之氣"。其次,錫熔化揮發,於是產生"黃白之氣"。溫度再上升,銅熔化揮發,又產生"青氣"。到"青氣"出現,銅、錫完全熔化,青銅合金冶煉完成,而後就可以鑄成器物了。荀子說:青銅器的鑄作在於"刑(型)範正,金(銅)錫美,工冶巧,火齊得"。這說明
①《韓非子•內儲說上》。
②《太平禦覽》卷八二一引《史記》,《通典•食貨二》。
③《太平禦覽》卷八二一引《史記》,《通典•食貨二•水利田》。
④《漢書》卷二十四《食貨志》。
鑄範的制作、原料選擇、冶鑄技巧、火候的掌握等環節都要掌握好,才能鑄造出好的器物。
春秋戰國時期青銅工藝技術的進步,突出表現在以下兩項技術的使用上:一項是金銀錯技術,所謂金銀錯技術就是在銅器表面上鑲嵌金銀絲,制成圖案或文字。這項技術,春秋中期已出現,當時楚、宋等國的兵器上有錯金的美術字。戰國初,銅禮器上出現了大片金銀錯圖案,戰國中期這種技術不僅用在兵器、禮器上,而且也用在符節、璽印、車器、銅鏡、帶鉤和漆器的銅扣上。二是戰國中期以後刻鏤畫像工藝發展了起來,這種工藝是在比較薄的壺、柸、鑒、奩上制上細如發絲的刻鏤畫像圖畫,一般多是水陸攻戰、狩獵、宴樂禮儀等方面的圖畫。這些圖畫是在鑄成器形後,用鋼刀刻鏤加工制成的。
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