云南祥云县红土坡石棺墓出土铜器的再研究

李晓岑，苏君川，杨伟林

（1.北京科技大学冶金与材料史研究所，北京 100083；2.大理白族自治州博物馆，云南大理 671000）

云南祥云县红土坡石棺墓出土铜器的再研究

李晓岑1，苏君川2，杨伟林2

（1.北京科技大学冶金与材料史研究所，北京 100083；2.大理白族自治州博物馆，云南大理 671000）

云南祥云县红土坡石棺墓发掘出土了大量的铜器。这些铜器制作精美，类型丰富，堪称洱海区域青铜文化的典型代表。为进一步研究祥云红土坡石棺墓出土铜器的制作工艺，对20世纪80年代两次发掘祥云红土坡石棺墓所出土各类铜器（包括剑、矛、钺、斧、锄、动物模型、杖首）进行了成分分析，并对其制作工艺进行了初步研究。结果表明，祥云红土坡石棺墓出土的铜器材质主要是红铜或低锡青铜，含锡量很低是该墓葬群出土铜器的一大特点。这些铜器主要用作随葬明器，少数兵器为实用器。个别为铜锡铅三元合金，已经出现了在合金中加铅的技术。其制作工艺以铸造为主，少数器物表面镀锡。这一研究成果，对今后探索洱海区域青铜时代金属技术及其文化面貌具有较为重要的价值。

祥云红土坡；铜器；成分分析；铸造；镀锡

一、背景

1987年到1988年间，大理州博物馆文物工作队和大理州文物管理所两次对祥云红土坡古墓葬进行了抢救性清理发掘。这次发掘共清理了74座石棺墓和3座火葬墓，出土铜器900多件。其中M14为石棺葬大墓，墓葬年代为战国中期（祥云红土坡M14出土的木头经14C年代测定为BP 2295±115年或公元前345±115年，处于战国中期）。出土随葬品501件（铜器500件，陶罐1件），铜器种类多样，有铜锄、铜矛、铜钺、铜斧、动物杖首、动物模型、装饰品、葫芦笙、铃等。此外，其他古墓中也出土了丰富的铜器。这些铜器制作精美，类型丰富，代表了洱海区域青铜时代金属器的工艺水平。遗憾的是，除M14的发掘简报被公布之外〔1〕，祥云红土坡古墓群的其他墓葬的考古资料迄今尚未报道。

2003年，祥云县文物管理所对祥云红土坡展开了第三次发掘。据当地文物工作者介绍，本次发掘出土铜器约800件。2011年，笔者对祥云红土坡第三次发掘的11件铜器（矛7、锄1、钺1、饰牌1、葫芦笙1）进行了成分分析和金相鉴定，发现其材质有红铜和铜锡合金，有2件铜器的表面还有镀锡装饰。其用途分实用器和礼仪用器两种。所鉴定的兵器中，共有6件矛和1件钺经过了铸后冷加工。除了铜器之外，还出土了铁器和金器。经过对5件铁器的鉴定，发现其材质为块炼渗碳钢和过共析钢，而2件金片为热锻制成。从技术特征看，该墓葬群的年代约当战国中期至东汉早期〔2〕。

以上分析基于第三次发掘所出土的11件铜器，类型较少，难以全面反映祥云红土坡古墓群出土铜器的整体技术水平。为进一步研究祥云红土坡古墓群出土铜器的制作工艺，笔者对20世纪80年代祥云红土坡古墓群两次发掘所出土的各种类型，包括剑、矛、钺、斧、锄、动物模型、杖首共35件铜器进行了成分分析，阐明其成分的意义并就其制作工艺展开初步研究，以期进一步探索洱海区域青铜时代金属技术及其文化面貌。

二、样品的选取和实验方法

在大理白族自治州博物馆的支持下，本实验对祥云红土坡墓葬群1987年和1988年先后两次发掘出土的35件铜器进行了成分分析。所选样品类型较为齐全，包括铜剑3件、铜矛7件、铜钺和铜斧4件、小铜锄1件、铜动物模型12件、杖首7件，基本上代表了祥云红土坡墓葬群出土铜器的各个种类。这些样品的年代处于战国中期至西汉。由于M14大墓出土的铜器具有代表性，选取了M14出土的24件铜器进行分析，包括了该墓出土的绝大多数铜器的类型。本次实验采用X荧光无损分析仪进行成分分析，X荧光无损分析方法有一定的误差，但所得结果不影响材质成分的定性（详见表1）。

三、实验结果

（一）铜剑

祥云红土坡的一些中小型墓出土了铜剑，数量不详。本次共分析了3件，都来自于中小型墓葬，均为滇西地区常见的山字形螺纹柄铜剑。分析结果表明，其材质分别为红铜、Cu-Sn合金、Cu-Sn-Pb合金。

祥红M7:1剑（见图1）为山字形螺纹柄铜剑，长25厘米，柄部中空，剑格部位的山字形向外翘，与剑身成一个角度，这种剑在滇西地区有大量发现，具有地域特色。其材质为Cu-Sn合金，含锡量很低，分析数据仅为2.5%，接近红铜的成分。而同一个墓葬出土的祥红M7:8剑（图2）外形与之一致，长23.5厘米，材质为红铜。

祥红M59:1剑（图3）外观近似，长23.7厘米，制作较粗糙，表面生绿锈。其材质为Cu-Sn-Pb合金，分析数据是含锡量达22.9%，含铅为4.7%，初步结果表明应为高锡的铜合金，是此次分析祥云红土坡铜器中发现的2件高锡青铜之一。

从以上分析可见，这3把铜剑为典型的滇西地区青铜文化铜剑，化学成分很不稳定，有3种不同的成分。特别是祥红M7:1剑和祥红M7:8剑出于同一墓葬，外观相同，成分却有所差异，这是值得注意的现象。

（二）铜矛

祥云红土坡石棺墓出土了大量的铜矛，仅在M14就发现95件铜矛，其他墓出土的数量也较多。本次共分析了8件铜矛，有双耳曲刃矛和柳叶矛2种。其中有5件出土于M14，其他的3件来自另外的中小型墓葬。分析结果为：2件红铜，1件Cu（Sn）金属，3件Cu-Sn合金，2件Cu-Sn（Pb）合金。2件铜矛的表面有镀锡装饰。

1.双耳曲刃矛5件

銎作张口状，矛刃中段束腰，骹上部有对称的双耳。这种矛在祥云、宾川、弥渡、德钦等滇西青铜文化的墓葬中多有发现。其中的2件材质为红铜。祥红M14:95-2矛（图4），长24厘米；祥红M59:6矛（图5），长22厘米。另外3件材质均为Cu-Sn二元合金。祥红M14:96-1矛（图6），长21厘米，材质为Cu-Sn合金，测得含锡量4.1%。祥红M14:96-15矛，长24.5厘米，材质为Cu-Sn合金，测得含锡量2.8%。祥红M14:97-1矛（图7），长27.5厘米，材质为Cu-Sn（Pb）合金，测得含锡量5.0%，表面镀锡。从所获的数据初步判断，这3件铜矛属于含锡量很低的锡青铜。是否为实用器有待进一步研究。

2.柳叶形矛3件

这种矛在楚雄万家坝、张家屯等地的墓葬中都有较多的发现，但洱海区域发现较少。祥红M54:2

阔叶矛（图8），长28厘米，材质为Cu（Sn）金属，近于红铜。祥红M42:21矛（图9），为柳叶形矛，长27.5厘米，材质为Cu-Sn合金，测得含锡量仅2.3%，表面有镀锡装饰。祥红M14：96-10柳叶矛（图10），长34厘米，是本次分析中最长的1件铜矛，材质为Cu-Sn（Pb）合金，测得含锡量16.3%，是继前述铜剑之后，又1件有较高锡含量的青铜兵器，其硬度相当高，推测应为实用器。

表1 祥云红土坡石棺墓出土铜器的成分

图1 祥红M7:1剑

图2 祥红M7:8剑

图3 祥红M59:1剑

图4 祥红M14:95-2矛

图5 祥红M59:6矛

图6 祥红M14:96-1矛

图7 祥红M14:97-1矛

图8 祥红M54:2阔叶矛

图9 祥红M42:21柳叶矛

图10 祥红M14：96-10柳叶矛

通过以上的分析可见，铜矛的材质以锡青铜为主，红土坡墓地有2件铜矛经金相分析，证明是表面经过了热镀锡工艺〔2〕。又据实地考察，表面有镀锡装饰的铜器，不仅在红土坡M14墓葬的铜矛和铜斧中有较多出土，在M42和其他的墓葬中也有发现，表明这项技术已在当地得到较多的使用。

（三）铜钺和斧

祥云红土坡出土了较多的斧钺，其中M14出土了18件铜钺，主要为洱海区域常见的圆刃钺。本次共选取了4件（3件铜钺，1件条状斧）样品进行分析，有2件来自M14大墓，2件来自中小型墓葬M21和M59。分析结果表明，1件为Cu-Sn（As）合金，2件为Cu（Sn）金属，1件为Cu（As）金属。

祥红M21:9铜钺（图11），外形近伞状，为圆刃铜钺，长8厘米，Cu-Sn（As）合金，测得含锡量4.5%，属低锡青铜。祥红M14:85铜钺（图12），也为圆刃铜钺，长10厘米，为Cu（As）金属，虽然含少量砷，但可归为红铜。祥红M59:5铜钺（图13），为有肩圆刃钺，长10厘米左右，为Cu（Sn）金属，锡含量很少，可能是杂质元素。这种有肩圆刃铜钺在洱海区域和保山地区都有较多的发现，是滇西南青铜文化的常见器物，一般认为是由有肩石斧演变而来的。

图11 祥红M21:9钺

图12 祥红M14:85钺

图13 祥红M59:5钺

图14 祥红M14:136-1单耳斧

祥红M14:136-1单耳铜斧（图14），外形为长条状，刃为弧形，长13厘米，表面铸有花纹，近銎口有单耳。这种单耳斧是典型的北方草原文化器物，在西北的甘、青一带都有较多发现。在滇西地区，类似的单耳斧还发现于楚雄万家坝，是洱海区域青铜文化受到北方草原文化影响的一件实物证据，对研究洱海区域青铜文化与北方草原文化的关系具有重要的意义。经过分析，其材质为Cu（Sn）金属，表面有白亮色，仔细观察，应为表面进行过镀锡装饰工艺，很可能是专门制作的礼器，并不是实用器。

从以上分析来看，这4件斧钺来源并不相同，但材质可归于红铜、或是接近于红铜的锡青铜。而第三次发掘出土的1件圆刃铜钺，经过分析为Cu-Sn合金，测得含锡量5.4%，属低锡青铜。这些铜钺的两侧都有合范线，当为铸造而成。3件圆刃铜钺是实用器还是明器，有待进一步研究。

（四）铜质动物模型

铜质动物模型是洱海区域青铜文化中常见的器物，在祥云和宾川一带的土坑墓和石棺墓中都有出土，又以祥云红土坡出土最多，仅M14就出土了牛、马、羊、猪、犬等动物模型109件，另有宾川夕照寺土坑墓出土牛、马、羊、狗、猪模型11件，外观与祥云红土坡的完全一致。这些动物模型体态健壮，作行走状，造型生动。大量随葬动物模型在中国青铜时代并不多见。

本次共分析了12件，有小猪模型、小马模型、小牛模型3种。结果表明，其材质为3件红铜，4件Cu-Sn合金，4件Cu（Sn）金属，1件Cu-As金属。其中Cu（Sn）金属是否为合金成分未定，除小牛模型可能出现铜砷金属外，几种动物之间的材质没有明显区别。而且4件Cu-Sn合金全部是低锡青铜，测得锡含量在7.5%～2.1%，部分器物的材质很接近红铜的成分。

1.小猪模型4件

有2件红铜（祥红M47:20小猪模型、祥红M14: 89小猪模型）、1件Cu（Sn）金属（祥红M14:50小猪模型）、1件Cu（Sn As）金属（祥红M14:118-18小猪模型）。这些小猪模型基本上都属于红铜。祥红M14: 50小猪模型（图15）长10厘米，其他动物模型的长度也相当接近。

2.小马模型4件

均出自M14号，有2件Cu-Sn合金（祥红M14: 118-10小马模型、祥红M14:118-8小马模型），都是低锡青铜，其中1件小马模型（祥红M14:118-8）的锡成分为7.5%，有一定的锡含量，是有意加入的。有2件为Cu（Sn）金属，可归于红铜。祥红M14:118-1小马模型（图16）长20厘米，其他的小马模型尺寸与此接近。

3.小牛模型4件

有2件Cu-Sn合金，1件Cu-As金属，1件红铜。祥红M14:113-7小牛模型长16厘米，为Cu-Sn合金，但含锡量为2.5%，接近红铜；祥红M14:113-3小牛模型，测得含锡量为4.7%，初步表明应是铜锡合金，还测得含有1.3%的铅，铅可能是作为夹杂元素混进合金的。

其中，祥红M14:36小牛模型（图17），长18厘米，为Cu-As金属，在不同的侧面测得两个数据，一个是含砷4.3%，一个是含砷9.6%，由于采用X荧光无损分析（XRF），砷元素的含量与实际会有些出入，这一数据仅供参考。初步推断应属于铜砷合金，因为这种合金在南诏风情岛、大理海东金梭岛等墓葬都有发现，在洱海区域并不少见。说明在制造时可能使用了附近地区的矿产。

图15 祥红M14:50小猪模型

图16 祥红M14:118-1小马模型

图17 祥红M14:36小牛模型

无论是小猪、小马和小牛，这些动物模型的中脊上，都有凸起的合范线，采用了合模铸造的工艺。

（五）铜质杖首

滇西地区的铜质杖首多出土于本地区的石棺墓，而以祥云红土坡、宾川、大理海东等地的出土为最多，仅祥云红土坡M14就出土了近200件（鸟杖首160件、鸡杖首37件），为中国其他地方所罕见，成为洱海区域青铜文化的一种显著特点。这些杖首一般都作动物造型，有鱼鹰、鸡、鸟形、鸳鸯、凤形、小鸟杖首等，其中一些动物具有明显的地域特征，如鱼鹰这种动物在洱海地区从古到今一直有驯养。

本次共分析了祥云红土坡出土的7件动物杖首，有鱼鹰杖首、鸡杖首、鸟形杖首、鸳鸯杖首、凤形杖首和小鸟杖首。结果表明，其材质为5件Cu-Sn合金，1件Cu（Sn）金属，1件红铜。

其中，Cu-Sn合金有祥红M14:33-2鸟形杖首（长7厘米）、祥红M21:23-4凤形杖首（图18，长14厘米）、祥红凤形杖首（长14厘米）、祥红M14：110-2鸳鸯杖首（图19，长15厘米）和祥红M14:111小鸟杖首（11厘米）。除了祥红M14:33-2鸟形杖首的锡含量数据为8.1%外，其他4件测得的含锡量都在3.1%以下，已相当接近红铜，说明锡既可能是合金，也可能是杂质元素。

祥红M14:107-2鸡杖首（图20），长12厘米，材质为红铜。祥红M14:8-1鱼鹰杖首（图21），长14厘米，为Cu（Sn）金属，可归入红铜类。

这些杖首的两侧也可以看到明显的合范线，采用了合范铸造工艺。铸成后未作细致地打磨再加工。

另外，祥云红土坡出土了大量的小铜锄形明器，其中1件祥红M14出土的心形铜锄经成分分析，材质为红铜。其他的小铜锄明器虽然没有进行分析，因不是实用器，估计材质仍然主要为红铜。

图18 祥红M21:23-4凤形杖首

图19 祥红M14：110-2鸳鸯杖首

图20 祥红M14:107-2鸡杖首

图21 祥红M14:8-1鱼鹰杖首

四、结论

通过以上成分分析实验表明，祥云红土坡石棺墓出土的铜器尽管类型较多，但其材质主要为红铜或低锡青铜。含锡量很低是这个墓葬群铜器的一大特点，仅在兵器中出现2件锡含量较高的青铜（仪器测得1件矛的锡含量16.3%，1件剑的锡含量22.9%），所占比例很低，且很多器物都有表面装饰，推测这个墓葬群出土的铜器主要是专门用来随葬的明器，是洱海区域青铜文化丧葬习俗的反映，这种随葬品在祥云大波那和检村都有发现，只有少数兵器为实用器随葬。有的铜器为铜锡铅三元合金，虽出现了在合金中加铅的技术，但仅为个别现象。说明祥云红土坡的多数墓葬出土的铜器材质较为单一。作为比较，附近的祥云大波那墓葬出土的器物主要是铜锡合金和铜锡铅三元合金，这与祥云红土坡石棺墓的材质明显不同。器物的类型也有区别，反映出当地青铜文化的多样性。不同类型墓葬出土的金属器，其制作工艺明显不同，说明这些墓葬可能属于不同的民族。此外，从祥云红土坡石棺墓出土铜器上多可见铸造时留下的合范线来看，采用的是合范铸造的制造工艺。

在这些被分析的样品中，有3件铜器（2件矛和1件单耳斧）表面采用镀锡工艺，这种工艺来自于中国西北地区，红土坡出土的单耳斧亦是典型的北方草原民族器物。表面镀锡的工艺不仅见于M14出土的铜器，其他墓葬也多有发现，说明当时镀锡铜器的使用已较为普遍。在洱源北沙青铜时代墓葬和遗址亦出土了镀锡制品，说明早在青铜时代，铜器表面镀锡工艺在洱海区域已有较广泛的分布。

〔1〕大理白族自治州博物馆.云南祥云红土坡14号墓清理简报〔J〕.文物，2011（1）：4-14.

〔2〕李晓岑，员雅丽，刘杰，等.云南祥云红土坡古墓群出土金属器的初步分析〔J〕.文物，2011（1）：83-96.

（责任编辑 张 成）

Further Study on Copper and Bronze Artifacts Excavated from Hongtupo Stone Coffin Tombs in Xiangyun County,Yunnan Province

LI Xiaocen1,SU Junchuan2,YANG Weilin2
（1.Institute of Historical Metallurgy and Materials,University of Science and Technology,Beijing 100083,China;2.Dali Bai Autonomous Prefecture Museum,Dali,Yunnan 671000,China）

A large number of various exquisite bronze handcrafts had been unearthed from Hongtupo Stone Coffin Tombs in Xiangyun County,Yunnan.These handcrafts have been known as a paragon of bronze culture in Erhai area.To further the investigation of the craftsmanship of handcrafts in Hongtupo Stone Coffin Tombs,chemical components of Hongtupo Stone Coffin Tombs'handcrafts (including swords,spears,tomahawks,axes,hoes,animal models,and scepters)were analyzed through component analysis,and pilot studies had been done on the handcrafts.The investigation result shows that the composition of the bronze handcrafts unearthed from Hongtupo Stone Coffin Tombs is mainly either red bronze or low tin bronze.Being low in tin is one of the features of bronzes unearthed from these tombs.These bronze handcrafts were primarily used as burial weapons with a few were for practical use.Very few of them are ternary alloys of copper,tin and lead.Ternary alloys containing lead shows that the technology of adding lead in alloys had been emerged by the time they were buried.The craftsmanship is mainly cast,and some implements are plated with tin.This investigation result will be valuable for future exploration of metal technology and culture feature during Bronze Age in Erhai area.

Hongtupo,Xiangyun County;bronze copper;component analysis;cast;tin plating

K876.41

A

1672-2345（2014）09-0001-06

10.3969∕j.issn.1672-2345.2014.09.001

国家自然科学基金资助项目（51174033）

2014-03-31

2014-06-29

李晓岑，教授，博士生导师，主要从事科技考古、科技史和传统工艺研究.