来源:《西域研究》2021年第3期
内容提要
新疆温泉县阿敦乔鲁遗址是西天山地区发现年代较早的一处青铜时代遗存,出土青铜器数量也为该地区同时期发现中最多的,对于研究公元前2千纪上半叶西天山地区早期铜器的传播和冶金技术的区域特征具有重要意义。本研究对阿敦乔鲁遗址出土的铜器进行了49件无损检测,并对其中6件做有损检测,显示其材质均为锡青铜,成型方式有铸造、锻造,无论器型或材质都与中天山的萨恩萨伊墓地M56出土铜器相同,皆符合已知安德罗诺沃文化铜器的特征,应是安德罗诺沃文化直接影响的重要证据。
阿敦乔鲁遗址位于新疆维吾尔自治区博尔塔拉蒙古自治州温泉县,地处阿拉套山查干乌苏山口南部的山前浅山地带,通过该山口可达哈萨克斯坦共和国,2012年中国社会科学院考古研究所开始对该遗址进行发掘。该遗址被认为与欧亚草原安德罗诺沃文化关系密切,对于认识安德罗诺沃文化内涵及进一步探索西天山地区与欧亚草原青铜时代考古学文化的互动模式具有重要意义。[2]2017年夏,我们对该遗址已出土铜器进行了初步科学检测,现将结果整理公布,以为相关问题的研究提供新的论据。
一
样品与分析方法
阿敦乔鲁遗址出土铜器仍在整理中,出土铜器数量最多的是墓葬SM41。本文选取了该墓葬的48件铜器进行了无损检测,对其中5件具有代表性的铜器(部分残损)进行了取样以供实验室检测。另对房址F1出土的铜块也进行了无损检测及取样,详见表1。
表1 阿敦乔鲁铜器检测结果
使用便携式X射线荧光光谱分析仪(型号为THERMO公司的Nitont2-500)于库房现场对铜器进行成分检测,每件铜器根据其表面形貌和保存情况测定1~3个点后,多次检测结果取平均值。测试时间统一控制在45秒,采集信号较弱的样品将时间延长至90秒。
图1(左) 从左向右依次为样品1铜臂钏、样品2铜饰件以及样品3铜珠
图2(右) 样品1铜臂钏的X光照片
实验室检测将样品表面清理后冷镶制样。镶好的样品经打磨、抛光后,使用金相显微镜在未侵蚀状态下初次观察样品的保存状况与夹杂物等情况并拍照;其后,使用浓度为3%的三氯化铁盐酸乙醇溶液对样品表面进行侵蚀,观察金相组织并拍照,所用仪器为莱卡(Leica)DM2700P偏光显微镜。样品经重新抛光并对表面喷碳处理后,放入扫描电子显微镜样品仓中,对其微观形貌进行观察,并对样品基体和夹杂物等进行微区化学成分分析,本次分析所使用的仪器为美国FEI公司生产的Quanta 250多用途扫描电镜,能谱仪采用Bruker X Flash Detector 5030,激发电压为20kV,扫描时间≥60s。
二
检测分析结果
1.无损检测
结果见文后附表。除p-XRF011和p-XRF012两组数据中Pb含量>2%外,其他组分As和Pb含量均在2%以下,可认定为微量元素,显示这批铜器主要为铜锡(Cu-Sn)合金。
2.金相、扫描电镜观测
六个样品中,仅有三件可观察其金相组织。样品1、2和5由于完全锈蚀,无法辨认金相组织。使用扫描电镜——能谱仪对6件样品进行了化学成分分析,在分析时每个样品尽量选取不同区域进行扫描,以数次区域面扫的平均值作为样品基体的化学成分,部分样品中可见残留金相组织、夹杂物、非铜金属相形貌,可据之判定成型技术。金相、扫描电镜检测结果见表1。
6件铜器样品的材质类型均为锡青铜,锡含量大体在5%~14%之间,其中样品1、2、5三件由于完全锈蚀,所测含锡量相对偏高。
图3(左) 样品1扫描电镜背散射电子图像,其中的长条状白亮相为银,银锻造加工而拉伸延长。
图4(右) 样品2扫描电镜背散射电子图像,残留有α树枝晶,其中的白亮相为银,未见其拉长变形。
图5(左) 样品3扫描电镜背散射电子图像,其中的白亮相为铅。
图6(右) 样品4扫描电镜背散射电子图像,基体为α固溶体再结晶晶粒和孪晶,多数晶内存在滑移带,其中灰黑相为硫化亚铜夹杂。
图7(左) 样品5扫描电镜背散射电子图像,基体为α固溶体再结晶晶粒和孪晶,部分晶内存在滑移带。其中的白亮相为银。
图8(右) 样品6扫描电镜背散射电子图像,基体为α固溶体再结晶晶粒和孪晶,部分晶内存在滑移带,晶界分布不规律的硫化物夹杂,其中的白亮相为铋。
三
讨论
(一)阿敦乔鲁遗址出土铜器的技术特征
阿敦乔鲁遗址出土的铜器几乎全部为装饰品,大致可分为三个类型:臂钏、穿孔片饰、铜珠。本文所选取的6件铜器,其中5件从以上三个类型中选取,另一件不成器型。根据样品的金相观察及成分分析可以发现:在材质方面,铜器样品全部为锡青铜;在成型工艺方面,片饰为铸造成型,其他均采用热锻工艺制作。
此6件样品中,锡含量在5%~14%之间,其中样品1铜臂钏与样品6铜珠器型不同,但锡含量相似;样品3、样品4与样品6虽器型都为铜珠,但成分却相差较大,且样品3所含夹杂物为铅颗粒,样品6所含夹杂物为银颗粒。从分析结果来看,合金材质中的铜锡配比与铜器器型并无明显的对应关系。
铜器制作方面,样品1铜臂钏虽已完全锈蚀,但从背散射图像中观察到沿加工方向拉长的银,配合X光照片来看(如图2),臂钏两端的螺旋状乳突与臂环连成一体,未发现粘接痕迹,应为整体制作并经过热锻或热处理;样品2片饰铸造成型,未经其他加工,应与其功能有关,在出土的此类铜器片饰上均有穿孔,可能是穿在一起使用,功能较为简单,因此只经过一次浇铸;样品3、样品4、样品5为同类型铜珠,均为铸后热锻成型,可判断此类铜珠是先被铸为较厚的铜片,经热锻后再卷曲成型;样品6虽不成器型,但也可观察到其经过局部热处理。
(二)阿敦乔鲁墓地SM41与萨恩萨伊墓地M56同类铜器之比较
本文样品1铜臂钏为阿敦乔鲁墓地SM41出土的三件同类器物之一。此类臂钏在乌鲁木齐市南郊的萨恩萨伊墓地M56也曾出土过,发掘者认为该墓葬反映出安德罗诺沃文化因素。[3]萨恩萨伊墓地M56还出土了穿孔铜片饰和铜珠,与阿敦乔鲁墓地SM41所出者在类型学上完全一致。王璞曾对萨恩萨伊墓地M56出土的这两类铜器分别取样进行了分析,显示其材质为锡青铜,[4]与阿敦乔鲁墓地SM41的样品相同,且两座墓地也都出土有形制相同的釉砂制品。[5]以上事实显示:阿敦乔鲁墓地SM41与萨恩萨伊墓地M56在冶金技术等方面具有一致性,是安德罗诺沃文化的影响沿天山北麓向东发展的重要证据。
此前,已有学者注意到萨恩萨伊墓地在区域文化传播中的媒介作用,[6]准噶尔盆地北缘的切木尔切克文化就不断沿准噶尔盆地边缘向东南方向发展,并到达天山中部地区,在其影响下乌鲁木齐地区出现了具有自身特色的萨恩萨伊类型早期遗存。[7]而阿敦乔鲁墓地与萨恩萨伊墓地的联系,可以被认为是由西天山地区阿拉套山或其他山口进入新疆的安德罗诺沃文化,继续沿天山北麓向东发展,也到达天山中部地区的萨恩萨伊遗存。这些联系增强了我们对新疆天山以北地区在公元前第2千纪上半叶区域文化互动关系的认知。
(三)新疆西天山地区出土公元前第2千纪上半叶铜器来源蠡测
阿敦乔鲁遗址F1及墓地使用年代在公元前18世纪至公元前16世纪范围内,使安德罗诺沃文化共同体在东部地区的年代认知提前了数个世纪。[8]阿敦乔鲁出土部分铜器的锡含量在5%~14%之间,考虑到大部分铜器完全锈蚀导致锡含量偏高的因素,这个分布区间是符合所谓安德罗诺沃铜器锡含量在3%~10%之间的特点。安德罗诺沃文化的耳环和镯饰经常有螺旋状的尾端,其生产都应用了高水平的锻造技术,[9]新疆所发现的这4件臂钏无论器型或技术工艺都符合上述特点。考虑到与臂钏同出的釉砂是通过欧亚草原更大范围的交流互动背景下引入的,[10]推测阿敦乔鲁等遗址的铜器可能也由同样的方式出现在新疆,而非本地生产。
在欧亚草原青铜时代晚期,锡青铜已经在乌拉尔山以东的欧亚草原占据了主导地位,安德罗诺沃文化铜器的锡青铜比例甚至达到90%~100%。[11]考虑到从乌拉尔山、泽拉夫尚河流域再到阿尔泰山,已有大量铜矿和锡矿于青铜时代得到开采,而目前新疆地区仍没有发现任何在公元前第2千纪上半叶的采矿以及冶炼活动的迹象,所以阿敦乔鲁等遗址出土的铜器更可能是由迁徙人群直接带入或通过贸易交换引入新疆地区。而新疆地区较为系统的金属本地化生产过程可能在公元前第2千纪下半叶才逐渐形成,寻找该过程的曙光在于伊犁河谷的吉仁台遗址。[12]
考虑到本文所检测的阿敦乔鲁铜器在银、铋、铅含量方面的差异,不排除其有多个来源的可能。希望进一步的工作,特别是同位素、微量元素示踪研究能够对此有所揭示。
四
结语
阿敦乔鲁遗址出土铜器对于研究新疆地区早期金属技术的发展具有重要的学术意义。作为在新疆西天山地区发现年代较早的、铜器数量最多的青铜时代遗址,阿敦乔鲁墓地出土铜器是这一地区早期金属技术发展的代表之一,其类型学和技术特征都符合安德罗诺沃文化铜器的特征,推测这些铜器更有可能由安德罗诺沃文化人群引入新疆西天山地区,而这一区域也正是青铜时代文化交流互动较为活跃的区域,这项研究丰富了我们对新疆早期金属技术特征的认识。阿敦乔鲁墓地与萨恩萨伊墓地之间铜器、釉砂等方面的联系,为进一步揭示新疆西天山与中部天山早期区域文化的互动提供了新的线索。
致谢:在此项研究取样工作中,新疆博州温泉县文物局尚国军、巴特尔以及澳大利亚悉尼大学孟琦博士提供了帮助;北京大学胡东波教授和中国社会科学院考古研究所刘勇博士为本文样品X光照片拍摄提供了技术支持;在本文撰写过程中,北京科技大学科技史与文化遗产研究院韩汝玢教授、陈坤龙教授、首都博物馆王颖竹博士给予有益的建议。在此一并表示感谢!
附表:阿敦乔鲁遗址出土铜器成分(p-XRF)检测分析数据
滑动查阅注释
[1]本文为国家社科基金重大项目“新疆温泉阿敦乔鲁遗址与墓地综合研究”(项目编号:19ZDA226)的阶段性成果。
[2]丛德新,贾伟明等:《阿敦乔鲁:西天山地区青铜时代遗存新类型》,《西域研究》2017年第4期,第15~27页。
[3]新疆文物考古研究所:《新疆萨恩萨伊墓地》,文物出版社,2013年,第1~5、162~170页。
[4]新疆文物考古研究所:《新疆萨恩萨伊墓地》,第239~258页。
[5]谭宇辰,王颖竹,丛德新,贾伟明:《新疆阿敦乔鲁墓地出土釉砂分析研究》,《考古与文物》2020年第5期,第123~127页。
[6]新疆文物考古研究所:《新疆萨恩萨伊墓地》,第174~177页。
[7]邵会秋:《新疆史前时期文化格局的演进及其与周邻文化的关系》,科学出版社,2018年,第368~370页。
[8]丛德新,贾伟明等:《阿敦乔鲁:西天山地区青铜时代遗存新类型》,《西域研究》2017年第4期,第15~27页。
[9] E.N.Chernykh,Ancient Metallurgy in the USSR(translated by S.Wright).Cambridge University Press.1992,pp.190-215.
[10]谭宇辰,王颖竹,丛德新,贾伟明:《新疆阿敦乔鲁墓地出土釉砂分析研究》,《考古与文物》2020年第5期,第123~127页。
[11] E.N.Chernykh,Ancient Metallurgy in the USSR(translated by S.Wright).pp.190-215.
[12]王永强,阮秋荣:《2015年新疆尼勒克县吉仁台沟口考古工作的新收获》,《西域研究》2016年第1期,第132~134页;新疆文物考古研究所,伊犁哈萨克自治州文物局,尼勒克文物局:《新疆尼勒克县吉仁台沟口遗址》,《考古》2017年第7期,第57~70页;王永强,袁晓,阮秋荣:《新疆尼勒克县吉仁台沟口遗址2015~2018年考古收获及初步认识》,《西域研究》2019年第1期,第133~138页。
(作者单位:谭宇辰、李延祥 北京科技大学科技史与文化遗产研究院;丛德新 中国社会科学院考古研究所;贾伟明 河南大学历史学院/澳大利亚悉尼大学考古系)
编排:杨春红
审核:陈 霞
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