鐘博超，龔德才，龔鈺軒

(中國科學技術大學科技史與科技考古系，安徽合肥 230026)

0 引 言

在生產力解放、科學技術不斷進步的基礎上，漢代社會文化高度發(fā)展，厚葬習俗成風，各種生活用品需求量大增，使各種手工業(yè)空前繁榮。與夏商周青銅禮器相比，漢代青銅器的實用性和商品性得以充分發(fā)展，器形、紋飾和銘文等方面都體現(xiàn)了由祭祀禮器向實用器的轉變。同時兩漢時期的大一統(tǒng)局面，促使社會經濟迅速發(fā)展，國家穩(wěn)定，民族之間的交流活躍，安定繁榮的社會環(huán)境使青銅器成為實用器的同時，社會的科技生產力及文化生活在這些器物上也得以充分體現(xiàn)。

在出土青銅文物中，酒器作為實用器具占有很大比例，其中不乏有些酒器出土時還留存有古酒，也間接反映出酒器在兩漢時期已被廣泛使用。2019年，在打擊文物犯罪專項行動中，山西公安系統(tǒng)追繳回一件漢代鎏金銀青銅瓶，極其罕見的是，瓶內為一層木質內壁[1]，這件器物的制作工藝及理念無論是追求極致工藝還是探索存酒新技術，對研究兩漢時期人類的科技程度及生活方式都有著十分重要的意義。

這件鎏金銀青銅瓶口徑7.2 cm，底徑8.5 cm，高19.8 cm，腹部直徑13.2 cm，蓋高3.1 cm(圖1)。

圖1 青銅瓶外觀Fig.1 Appearance of the bronze bottle

瓶體腹頸部有一對銜環(huán)鋪首，蓋上有3個銅鈕，瓶內壁為木質內胎，木胎外部有青銅瓶包裹，二者貼合緊密。瓶蓋外表面滿鎏金，瓶頸部及圈足部鎏金，腹部鎏銀，整體造型流暢，鎏金銀使其更顯華麗富貴。以現(xiàn)代科學的角度看，木胎的使用避免了重金屬對人體的侵害，同時更良好地保留了酒水的口感及質量。這件器物具有極高的藝術價值、歷史價值和科學價值，經專家討論被定為一級文物。

1 檢測內容與方法

通過觀察發(fā)現(xiàn)這件鎏金銀青銅瓶的內部木胎腔體規(guī)整，瓶體厚度基本均勻。腹部鎏銀與頸部及圈足鎏金部銜接，腹部有一道1 cm左右的帶狀箍。以此可確定，木胎表面形貌、帶狀箍及銅瓶表面合金成分為研究其制作工藝的關鍵部位。

研究擬選用超景深光學顯微鏡對銅瓶表面及內層木胎進行表面形貌的顯微觀察，以獲得制作過程遺留的微觀痕跡；通過X射線探傷對銅瓶進行透視拍照，更準確地觀察其內部構造；利用X射線熒光光譜儀對銅瓶外表面足部、腹部及頸部等關鍵部位進行檢測，以確定其合金成分。

所用分析儀器型號及參數如下：日本KEYENCE超景深三維顯微系統(tǒng)，型號VHX-5000，放大倍數50倍；德國YXLON便攜式X射線探傷儀，檢測電壓90 kV，檢測電流3～5 mA；日本OLYMPUS DE-2000手持X熒光光譜分析儀，選擇合金模式，測試時間20 s，光斑直徑3 mm，測試范圍為鋁元素以后的金屬元素。

2 檢測結果

2．1 超景深顯微觀察結果

2．1．1帶狀箍上下沿觀察 通過觀察瓶體的外部形貌發(fā)現(xiàn)除帶狀銅箍有起銜接作用的可能外，其他部位都是整體鑄造而成，沒有組裝銜接痕跡。通過對瓶體帶狀銅箍上邊緣多處觀察，銅箍上邊緣與瓶體是鑄造連接在一起，沒有發(fā)現(xiàn)鑄造后的組裝銜接痕跡，說明銅箍與瓶體是一體結構。

根據對瓶體帶狀銅箍表面的觀察(圖2)，其表面光滑，沒有銜接痕跡，說明它與瓶體上部是一體鑄造而成的。

圖2 帶狀銅箍表面Fig.2 Surface of the ferrule

通過對瓶體帶狀銅箍下邊緣處觀察，可以發(fā)現(xiàn)此處有明顯的高低起伏，疑似捶打所致，捶打可以使連接處在外力作用下銜接更緊密，其他部位因銹蝕覆蓋無法觀察到明顯銜接痕跡。從這個部位可以猜測，瓶體是通過這個銅箍把上下瓶體組裝在一起的。

2．1．2木胎表面形貌觀察 一般北方墓葬環(huán)境出土的木器都會糟朽至難以成型，這件瓶體內部木胎雖經過兩千余年的埋藏，還可以完整地看到北方出土的漢代木瓶結構，得益于出土時瓶蓋與瓶體嚴絲合縫扣合在一起，極好地保護了瓶體內部木胎。

根據對瓶頸部及腹部木胎表面的顯微觀察(圖3～4)，瓶頸部表面出現(xiàn)很多裂紋，腹部沒有裂紋的位置仍呈現(xiàn)平整甚至光滑的表面效果。木胎表面出現(xiàn)的老化糟朽開裂是一種自然的不規(guī)則裂隙，并非拼接接縫開裂后整齊的裂隙，說明瓶體內部木胎為一個整體。

圖3 瓶頸部木胎Fig.3 Wooden body of the bottle neck

圖4 瓶腹部木胎Fig.4 Wooden body of the bottle belly

2．2 X射線探傷檢測結果

根據圈足底部方向的X光拍攝結果(圖5)，木胎出現(xiàn)的裂紋雜亂無規(guī)律性，更無多條平行裂隙的表現(xiàn)；在圖5中標注的①②位置可發(fā)現(xiàn)，腹部木胎輪廓略有不均勻，并非標準的正圓形，猜測為因技術工具限制而導致的手工缺陷；根據側面X光拍攝結果(圖6)，可明顯看出側面木胎輪廓，腹部位置(標注①②)連貫，并無拼接痕跡。結合超景深顯微觀察結果，可大體確定瓶內的木胎是整塊木材通過掏刻而制作成，而非多根木條或上下兩部分拼接制成，木胎厚度較均勻，與漢代工匠成熟的漆木器制作技藝有關。

圖5 底部X光片F(xiàn)ig.5 X-ray film of the bottle bottom

圖6 側面X光片F(xiàn)ig.6 X-ray film of the side

根據銅瓶側面的X光拍攝結果(圖7)，銅瓶腹部帶狀箍部位有明顯的條狀陰影現(xiàn)象，疑似套裝組合時重合的厚度變化所導致，說明這件器物是上下兩部分通過子母扣套接在一起組合成一件完整銅瓶。

圖7 銅箍X光片F(xiàn)ig.7 X-ray film of the ferrule

2．3 X射線熒光光譜(XRF)測試結果

銅瓶表面合金檢測共選取瓶蓋金色部位、頸部金色部位、圈足金色部位、腹部銀色部位及瓶腹部帶狀箍銀色部位5個關鍵區(qū)域進行檢測，結果見表1。

表1 合金成分結果Table 1 XRF results of alloy compositions (%)

通過各個部位合金成分結果推斷：金色部位應用了青銅鎏金表面處理技術，瓶金屬胎體是主要由銅、錫組成的錫青銅，在青銅的表面進行鎏金處理，銀的含量低于檢測下限，含量忽略不計；銀色部位也是由銅、錫組成的錫青銅，但銀的成分含量較低，而金的成分含量很高，可以推斷白色部位是先鎏金，又在腹部增加了一圈鎏銀的工藝?，F(xiàn)代研究表明，大多數鎏銀青銅器集中出現(xiàn)在戰(zhàn)國至兩漢時期，且流傳下來的鎏銀器物非常少；國外學者認為，銀與青銅合金之間的親和性較差，無法在青銅表面直接鎏銀，一般需要先鎏金，然后在金表面進行鎏銀[2]。該理論驗證了檢測結果的同時，也充分說明這件銅瓶的彌足珍貴。

因該器物定級為一級文物，無法對其進行有損檢測，但銅瓶表面金層形貌特征較為符合鎏金金層形貌特征，基本可排除其他表面裝飾工藝的可能。經查此類案例還有吉林集安禹山1041號墓出土鎏金樣品[3]、吉林帽兒山鎏金泡飾[4]、內蒙古烏蒙商都東大井東漢晚期鎏金銅飾[5]、徐州獅子山出土西漢時期鎏金樣品[6]及江西?；韬钅钩鐾敛糠嘱探鹌鱗7]等。

結合銅瓶保存狀況與前人研究，推測金層未檢出汞的原因可能有以下幾點：

1) 腐蝕電極電位差異，金的腐蝕電位高于汞，因此汞的耐蝕性更差，推測汞優(yōu)先成為離子狀態(tài)后而流失；

2) 汞的沸點低且在常溫下即可蒸發(fā)，鎏金過程中加熱使汞揮發(fā)得較為徹底，留存下來的含量極少；

3) 該銅瓶追回時保存狀況較差，山西博物院對其進行了針對性修復工作，去除了表面影響其藝術價值的硬結物與土銹，一定程度上影響了測試結果。

3 討 論

3．1 工藝流程

制作模具是鑄造中的第一道工序。春秋戰(zhàn)國時期，先民將制范用的模稱之為“型”。模從木、型從土，可見“模”也可以是用木材制作的，“型”是用泥料制作的。在這里主要探討青銅瓶體的制作過程，鋪首、圓環(huán)及瓶蓋的制作是漢代銅器的一般制作技術，不做探討，此處只討論瓶體的制作工藝。

基于上述檢測結果，推測該銅瓶完整的制作過程如下：

1) 制模。首先根據需要用木材雕刻出一件瓶體形狀的模，模上不含帶狀銅箍。

2) 制芯。制芯技術是為實現(xiàn)器物的空腔而制芯，既保證了空腔器物壁厚的均勻，又減小了澆鑄后銅液的收縮量減少了縮孔。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來，需要在上面慢慢進行陰干，這樣保證泥范不變性，腔體收縮率不大，把陰干泥范從木胎模上取下燒制變成陶范，把陶范合模在一起，在陶范空腔內填充制作范芯用的泥料，制作出與木胎瓶模形狀一樣的泥質范芯。范芯需要制作2個備用。

3) 制泥質外范[8-9]。本件青銅瓶體是分上下兩部分分別制作出來，利用子母扣合體制作完成的，因此，鑄造制范時需要分別制作瓶體的上半部分范與下半部分范。

瓶體上半部分外范制作：從檢測數據來看，瓶腹部的帶狀銅箍作為母口是與瓶體上半部分連接在一起的，因此，用范泥制外范時把瓶腹部的帶狀銅箍包含在其中。用一個泥芯，將泥料搟成薄泥片，泥片的厚度即是銅器的計劃厚度，分別將薄泥片緊緊粘貼在范面，帶狀母口與瓶體上半部連接在一起，去除帶狀以下部分的范芯。根據鑄造要求翻制外范，外范陰干后，去除薄泥片，再合范制作完成空腔模范備用。

瓶體下半部分外范制作：用另一個范芯，將泥料搟成薄泥片，泥片的厚度即是銅器的計劃厚度，分別將薄泥片緊緊粘貼在范面，根據帶狀母口的尺寸留好子口的尺寸，把上半部分多余的范芯去除，根據鑄造要求翻制外范，外范陰干后，去除薄泥片，再合范制作完成空腔模范備用。

4) 鑄造[10]。根據青銅瓶材質要求配置材料，把青銅瓶的上、下模范經烘干焙燒，熔煉鑄造，制作出青銅瓶上下兩半成品，進行打磨修整。

5) 木胎瓶體制作。把木胎母模圈足部分去除，利用漢代漆木器制作技術把母模內部掏刻成薄厚均勻的木胎瓶體[11]。漆木器的制作技術在漢代已相當成熟，漢代墓葬出土的大量漆木器用具說明了這一點。

6) 套裝及鎏金銀裝飾。把制作完成的青銅瓶體上下兩部分，通過帶狀銅箍子母扣套扣在木胎瓶體上，把鑄造組合好的木胎青銅瓶進行打磨拋光，完成木胎青銅瓶制作。利用鎏金技術對整個青銅瓶(含瓶蓋)鎏金處理，在完成鎏金處理工作后，然后在瓶腹部選好的位置上再鎏銀[12]，形成黃白相間的美麗外觀，至此這件罕見的木胎鎏金銀青銅瓶便制作完成。

3．2 形制與工藝

從形制與工藝上看，這件木胎鎏金銀青銅瓶與釦器頗為相似。目前考古所見年代最早的釦器為山西洪洞永凝堡西周墓出土的一件銅釦木胎銅壺[13]，但這件銅壺蓋、口、下腹及圈足為銅質，腹中部為木質；蓋內嵌入空心圓木，制成子母口，器物外表面并非通體銅質?？梢钥隙ǖ氖?，釦器的發(fā)展與漆器制作工藝的成熟有著密不可分的聯(lián)系，釦器起源于西周，戰(zhàn)國及秦時期有了初步發(fā)展，而后興盛于漢[14]，這與此件木胎銅瓶的斷代不謀而合；對比這兩件不同時期的木胎青銅器，不難發(fā)現(xiàn)，隨著釦器工藝發(fā)展逐步走向興盛，形制更為完整、設計更為考究、用料更為華貴，是釦器這類“罕見”器物發(fā)展至巔峰的代表之作。

3．3 青銅酒器與鉛

基于前人研究成果，不難聯(lián)想到，這類內部木胎、外部為銅胎的青銅器物是否也蘊含著相應的科學道理。古代青銅器中含有一定量的鉛，鉛是一種對人體有害的金屬元素，而且，鉛在青銅中是以顆粒狀單獨存在的，極易從青銅中游離出來進入酒中，對人體造成鉛累積損害。在山西絳縣橫北西周墓地出土人骨的鉛含量分析中，墓主人肱骨、頭蓋骨、脛骨及門齒的鉛含量均遠高于正常人[15]。

隨著漢代科技水平和生產力的發(fā)展，青銅器物不再是統(tǒng)治階級的專屬，而是越來越多地進入一般家庭。如果加木胎的初衷單純?yōu)榱俗非笕A麗復雜的設計，這個很難成立，因為將掏刻木料、分體鑄造拼接所耗費的人力物力，用在器物外表面裝飾上本可以獲得更驚艷的效果，古代工匠不惜打破器物本身的完整性來設計出這種形制，筆者猜測漢代人民或許已經發(fā)現(xiàn)其中的科學內涵。從釀酒的角度看，木桶存酒能更好地減緩酒的腐敗變質，也會保留更好的口感。經過從商周至兩漢一千余年的科技文化發(fā)展，漢代的古人們是否已經認識到鉛對人的危害，因該件器物未測到較多鉛元素，并不能妄下定論，有待于今后更進一步研究；但還是極有可能已經發(fā)現(xiàn)了相比青銅更適宜的材料來制作酒器。

4 結 論

銅瓶分為上下兩部分，中間以銅箍上子母扣的方式結合在一起構成完成的青銅瓶。銅瓶本體材質為錫青銅，外表面金色部位為鎏金工藝，銀白色部位為基于金層的鎏銀工藝。推測瓶內的木胎是由整塊木材通過掏刻制成，而非多根木條或上下兩部分拼接制成。工藝流程為制模、制芯、制泥質外范、鑄造、掏刻木胎、套裝和鎏金銀。

對這件漢代木胎鎏金銀銅瓶工藝的分析檢測為保護修復此類木胎鎏金銀青銅瓶及了解古代青銅器制作技術提供了科學依據。