古代含砷麻江型铜鼓研究

邹桂森，李延祥，梁燕理

(1. 北京科技大学科技史与文化遗产研究院，北京 100083； 2. 广西民族博物馆，广西南宁 530028)

0 引 言

铜鼓是我国西南地区古代众多民族的文化瑰宝。张世铨在《论古代铜鼓的分式》[1]中提出8个标准式，分别称之为万家坝式、石寨山式、冷水冲式、遵义式、麻江式、北流式、灵山式、克伦式。此后的二十多年时间，中国学者采用这种分类方法把他们分别称为万家坝型、石寨山型、冷水冲型、遵义型、麻江型、北流型、灵山型、西盟型[2]，这一分类方式一直沿用至今。世界上最早的铜鼓出土于云南楚雄万家坝23号墓，经14C测定该铜鼓至今已有2700多年。

早期麻江型鼓年代的上限和杨粲墓鼓年代相当，应在南宋[3]。麻江型铜鼓是现存铜鼓中使用时间最长、分布地域最广的铜鼓(图1)。在广西、云南、贵州、四川等地不少民族仍然在特定的节日使用，在其日常生活中起着十分重要的作用。

图1 麻江型铜鼓[4]Fig.1 Majiang Type Bronze Drum

早在20世纪初，奥地利学者弗朗茨·黑格尔最早对铜鼓进行了合金材料的化学成分分析。20世纪80年代，对铜鼓的研究达到高潮，对其起源、分类、族属、用途、装饰艺术、合金成分和金属材质、矿料来源、铸造工艺、音乐性能等方面进行了相关的研究。

在以往的研究当中，从最早的万家坝铜鼓至最晚的麻江型铜鼓，通常认为其合金组成方式为红铜、锡青铜、铅锡青铜。本研究通过实验室检测分析，发现麻江型铜鼓中有一部分含砷铜鼓的存在，以往研究对该类铜鼓的关注较少。本研究通过对含砷麻江型铜鼓进行金相及成分分析，同时将含砷遵义型铜鼓与含砷麻江型铜鼓的成分及铅同位素数据进行对比，探讨其存在的源流关系。

1 样品及分析方法

笔者曾对广西部分博物馆馆藏麻江型铜鼓进行取样分析。考虑到文物的珍贵性，以及遵循不影响文物原貌的原则，对馆藏麻江型铜鼓进行取样时，样品主要取自器物残断处以及毛刺部位，共取样34个。对样品进行金相及成分分析，结果显示该批样品中有5个样品砷含量较高，其特殊性值得关注及讨论。5个含砷的样品当中，1个样品来自广西百色起义纪念馆(图2)，3个样品来自桂林博物馆(图3～5)，有1个样品取自广西民族博物馆馆藏残片，但馆藏信息并未有相关的来源记录，故未对其进行讨论。现主要对4个来源明确的含砷麻江型铜鼓进行讨论。

表1 麻江型铜鼓样品登记表

图2 总1052清十二芒二道乳钉纹铜鼓Fig.2 No.1052 Qing Dynasty bronze drum with 12 rays and 2 circles of nails grain pattern

图3 总1785清游旗纹铜鼓Fig.3 No.1785 Qing Dynasty bronze drum with flying flag pattern

图4 总1789鸟纹铜鼓Fig.4 No.1789 Qing Dynasty bronze drum with bird pattern

图5 总1803清游旗纹铜鼓Fig.5 No.1803 Qing Dynasty bronze drum with flying flag pattern

对麻江型铜鼓样品进行实验分析，是研究其铸造工艺的重要手段。本研究对样品进行了三方面的实验分析：一是金相分析。采用电木粉对样品进行镶样，之后分别用600目、800目、1200目、1500目、2000目的砂纸对样品打磨，并用抛光布抛光。用3%的三氯化铁盐酸酒精溶液侵蚀，采用莱卡(Leica)DMLM金相显微镜和莱卡(Leica)DM4000光学显微组织分析系统对样品拍摄金相照片；二是利用扫描能谱电子显微镜(SEM-EDS)对所取样品进行合金成分检测。使用蔡司(ZEISS)EV018高分辨率扫面电镜进行观察，能谱仪型号为BRUKER XFlash Detector 5010。分析条件设定为加速电压20kV，工作距离7～10mm。在进行成分检测的过程中，面扫时间为60s，微区扫描的时间为30s。三是对样品进行铅同位素的测定。本实验在北京大学地球与空间学院造山带与地壳演化教育部重点实验室利用VG Elemental型多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)进行测试。取10mg样品，用王水溶解样品，滤除不溶物，将清液定容至100mL。用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析清液中的铅含量。根据所测铅含量的值，分别加去离子水，稀释到溶液中铅含量在1000n mol/mol左右。在样品中加入国际铊(Tl)标准溶液(SRM997)，使得溶液中铊含量大约相当于铅含量的2/3左右。样品即制备完成。

2 结果及讨论

2.1 实验结果

1) 金相观察和成分分析。对实验样品进行了金相组织及成分分析观察，其结果如表2～3所示。样品03(图6)、04(图7)、06(图8)、07号(图9)金相组织，铜锡砷α固溶体树枝晶偏析明显，呈菊花状，大量铅呈球状、团块状、颗粒状分布于枝晶间。硫化物夹杂较多，呈簇状，多与析出相一起分布。

表2 含砷麻江型铜鼓显微组织观察

图6 样品03金相组织Fig.6 Optical photomicrograph of No.03

图7 样品04金相组织Fig.7 Optical photomicrograph of No.04

图8 样品06金相组织Fig.8 Optical photomicrograph of No.06

图9 样品07金相组织Fig.9 Optical photomicrograph of No.07表3 含砷麻江型铜鼓化学成分Table 3 The compositions of arsenic-containing Majiang type bronze drums (%)

4个样品为铜锡铅砷合金，铜含量范围76.61%～82.27%，锡含量范围7.73%～11.91%，砷含量范围3.37%～11.77%，铅含量2.20%～9.07%。

锡和砷都能够与铜生成α固溶体，为金属化合物Cu-As-Sn。在一般铸造条件下容易发生成分和组织偏析。随着砷含量的增加，会生成富锡砷的铜锡砷化合物析出相，并分布于树枝晶偏析的富锡砷区。铅孤立地分布于枝晶间隙，形态各有不同。

2) 微区分析。分析结果见图10～13所示。各微区化学成分见表3。

图10 样品03微区分析Fig.10 SEM images of sample 03

图11 样品04微区分析Fig.11 SEM images of sample 04

图12 样品06微区分析Fig.12 SEM images of sample 06

图13 样品07微区分析Fig.13 SEM images of sample 07

3) 铅同位素比值分析。对4面含砷麻江型铜鼓进行铅同位素比值分析。样品使用多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)测试样品中的铅同位素，样品所测数据如表4所示。

表4 含砷麻江型铜鼓成分及铅同位素分析表

2.2 讨论

2.2.1含砷铜鼓的相关研究 砷铜一般是指铜砷二元合金，有时也将砷含量超过2%的砷锡青铜、锑砷青铜、铅砷青铜和铅锡砷青铜等包括在内。砷含量为2%～10%的砷铜为低砷青铜，砷含量在10%以上的砷铜为高砷青铜。砷铜在早期使用比较广泛，随后为锡青铜所取代。早期砷铜的冶炼很大程度上与含砷的硫化铜矿的冶炼有关，含砷矿物主要有氧化矿物和硫化矿物。其中砷硫铜矿、砷黝铜矿、砷铜矿、毒砂三种硫化物及砷铁铜矿和橄榄铜矿两种氧化矿最为重要。同时，雄黄和雌黄也有含有砷。

古代其他类型铜鼓也有部分铜鼓含砷，巢云霞对云南古代哀牢地区出土的2面万家坝型铜鼓(腾冲古永鼓、腾冲固东鼓)进行成分分析时，发现其为铜砷合金。腾冲古永铜鼓含铜量为97.2%，含砷为2.3%。腾冲固东鼓鼓身含铜为91.1%，含砷为6.8%，鼓面含铜为90.9%，含砷为6.0%。通过查阅古哀牢的矿产资料，认为古永铜鼓和固东鼓中的砷很可能是矿物带入[5]。孙淑云、王大道分析了1面宋代的铜锡砷铅四元合金遵义型铜鼓，成分为铜69.0%，锡7.70%，铅14.2%，砷5.15%。作者认为该鼓含铅较高，属于高铅锡青铜鼓，认为砷有可能由铅带入青铜中。当炼铅时，用共生有毒砂的方铅矿为原料，或误把毒砂当做方铅矿加入炉中，经还原出来的铅常含砷。这种含砷的铅配制青铜铸鼓时，砷就有可能进入铜鼓当中[6]。在广东省博物馆收藏的1面宋代的遵义型铜鼓，经检测也是铜锡砷铅四元合金，其成分为铜71.21%，锡13.17%，铅10.92%，砷4.7%[7]。

表5 文山地区含砷遵义型铜鼓成分及铅同位素比值表[8]

崔剑锋[8]在对云南文山地区的3面宋代遵义型铜鼓进行检测分析时发现，1面含有铁高达7%，其他2面含高砷，为铜锡砷铅四元合金，成分见表5。这2面遵义型铜鼓砷含量都超过10%，属于高砷铜鼓，其锡含量相对较低。

李世红、万辅彬等[9]在研究麻江型铜鼓声学特性及雌雄铜鼓时，曾对广西博物馆馆藏15面麻江型铜鼓进行合金成分分析。利用电子探针多点测试，然后取平均值。共有8面麻江型铜鼓含砷，具体成分见表6。数据为文章原始数据。

表6 广西博物馆馆藏8面含砷麻江型铜鼓成分表[9]

该实验共对15面麻江型铜鼓进行成分分析，从表6可知，含砷铜鼓所占比例为53.3%，其中砷含量超过10%的有5面。笔者所分析的34个样品来自21面麻江型铜鼓，其中5面含砷，占23.8%。可见，麻江型铜鼓含砷现象较为普遍，并且砷含量也较高。由表6含砷的麻江型铜鼓成分分析可知，在李世红、万辅彬所分析的含砷麻江型铜鼓当中，砷含量与锡含量呈负相关关系。麻江型铜鼓分雌雄，从声音效果来看，公鼓声音高亢，母鼓较低沉。15面麻江型铜鼓当中，公母鼓各有含砷的情况，且含砷量并无明显的区别[9]。因此砷在音效上并未起决定性作用。

2.2.2含砷麻江型铜鼓的铅同位素研究及其与遵义型铜鼓关系的探讨 万辅彬等[10]也对20面广西博物馆与6面贵州龙安馆藏的麻江型铜鼓进行了成分分析，先后使用了PV-9900型能谱仪，电子探针和原子吸收光谱法，同时采用VG-345Z质谱计测试了全部样品的铅同位素。分析的样品中也包括李世红检测的8面含砷的麻江型铜鼓，通过整理其对应编号如下表7所示。

表7 麻江型铜鼓样品铅同位素数据[10]

在崔剑锋[8]82的研究中，认为文山州地区应是遵义型铜鼓的一个交流中心，且很可能是遵义型铜鼓的发源地。截止2000年，文山州保存了遵义型铜鼓达40面，而且时代序列完整。对四元合金的遵义型铜鼓与麻江型铜鼓的铅同位素进行比对分析，对这一问题的解决有着十分重要的作用。

为了对该问题进行探讨，将本研究所做4面含砷麻江型铜鼓铅同位素比值(表4)与万辅彬、李晓岑所分析的含砷(表7)与不含砷的麻江型铜鼓及2面含砷遵义型铜鼓的铅同位素比值(表5)进行比较分析，其铅同位素比值分布如图14。

A为万辅彬等所分析含砷麻江型铜鼓铅同位素比值；B为万辅彬等所分析不含砷麻江型铜鼓铅同位素比值；C为本研究所分析4面含砷麻江型铜铅同位素比值；D为崔剑锋所分析含砷遵义型铜鼓铅同位素比值。

图14麻江型铜鼓207Pb/206Pb和208Pb/206Pb关系图

Fig.14Lead isotope ratio of Majiang type bronze drum

从图14可以看出，除了万辅彬所分析的铅含量超过3%的2面铜鼓在分布场的边缘位置，其他6面铜鼓铅同位素比值比较接近。在所形成的分布场中间位置，显示其铜矿料来源具有一定的联系。

铜锡砷铅四元合金的麻江型铜鼓的分布场在万辅彬所做麻江型铜鼓铅同位素分布场的集中部位，而四元合金的文山遵义型铜鼓的铅同位素分布场又落在四元合金麻江型同位素的分布场之间，与之十分接近。李晓岑[11]对贵州省博物馆和云南博物馆所取7个“遵义型”铜鼓样品进行同位素分析时，其铅同位素比值分布场与他所做的26面麻江型铜鼓的铅同位素比值分布场基本一致。从所做矿料来源的实验上看，他认为似应将“遵义型”看作是由冷水冲型向麻江型过渡的麻江型早、中期铜鼓。

本研究所取四个含砷麻江型铜鼓样品的铅同位素比值、万辅彬等所分析8面含砷麻江型铜鼓及崔剑锋所分析2面含砷遵义型铜鼓的铅同位素比值均分布于万辅彬等所做的麻江型铜鼓铅同位素的分布场内，并且位于中心区域。表明这三批含砷铜鼓样品矿料来源关系密切，有可能使用了相同的矿料。

本实验含砷的麻江型铜鼓的样品中，3号样品的铜鼓来自百色起义纪念馆，资料显示该铜鼓于1982年从西林调拨；4、6、7号样品都来自桂林博物馆，资料显示这三面铜鼓于1964年在隆林采购。崔剑锋分析的2面遵义型铜鼓来自云南文山地区，广西百色地区与云南文山相邻，百色地区的西林与文山相邻，隆林与文山相距甚近，隆林地区仍有不少民族在节庆活动使用麻江型铜鼓。因此在地缘上，这两面含砷的遵义型铜鼓与笔者所分析的含砷的麻江型铜鼓关系也十分紧密。

通过对比遵义型铜鼓的铅同位素数据以及文山与百色西林与隆林之间含砷麻江型铜鼓的数据，显示这两种类型的矿料来源应该相同或相近。因此可判断含砷麻江型铜鼓与含砷遵义型铜鼓的矿料来源主要集中于百色与文山区域内。

学者根据铜鼓的形制、纹饰和铸造工艺上的特点，将其分为八大类型，不同类型的铜鼓产生于不同地区与年代。而各种类型铜鼓之间的关系，学者们提出过各种看法，归纳起来各类型铜鼓之间的相互间的发展演变关系可用图15表示。学者[3]106-109认为麻江型铜鼓应是遵义型铜鼓发展演变而来。

图15 铜鼓的类型及其发展演变序列[3]109Fig.15 The types of bronze drums and the evolution sequence

何纪生先生[12]曾认为遵义型铜鼓应处于冷水冲型向麻江型过渡的阶段，但是却更加接近麻江型，因此认为该将此类型铜鼓划为麻江型当中。王振镛[13]先生在前人将南方铜鼓分为八大类型的基础上，根据田野考古材料和类型学原理，将南方铜鼓分为五型十二式。通过鼓形与纹饰装饰，将遵义型铜鼓与麻江型铜鼓归为V型，分别为V1式与V2式。如图16所示，两类铜鼓在鼓形上极为相似。该类型铜鼓形态较小，可分为胸、腰、足三段，且面、胸、足三者直径相近，胸腰较短，足部渐高，曲线S形，腰足间有脊棱分界，鼓面无蛙。纹饰方面，为太阳纹且多为十二芒，鼓面主纹为游旗纹，其他还有乳钉纹、同心圆纹、栉纹等。

陈丽琼[14]综合了有关铜鼓的分类与纹饰发展的特点且根据其造型特征与装饰工艺，对麻江型与遵义型铜鼓之间的关系进行了相关的讨论。她认为原西盟式早期的响水31号鼓、靖西庭毫山鼓、遵义型铜鼓应并入麻江型且为麻江型铜鼓早期。同时，对其所归类后的麻江型铜鼓的早、中、晚各个时期的纹饰特征进行了分析讨论。因此，麻江型铜鼓不仅在矿料来源上与遵义型铜鼓关系密切，而且在外形特征上也具有一定的传承关系。

(a) V型V1式鼓，杨粲鼓，1/10 (b) V型V2式鼓，麻江鼓，1/10图16 V型铜鼓[13]Fig.16 V type bronze drum

3 结 论

通过对所取4面麻江型铜鼓的样品进行科学分析，结果表明其为Cu-Sn-As-Pb四元合金。对文献中已经检测分析的含砷麻江型铜鼓统计分析，共有8面为该类铜鼓，加之笔者所分析的5面(有一面未作讨论)含砷的铜鼓，共有13面麻江型铜鼓含砷，且砷含量较高。样品为随机采集，占标本比例较大(文献中的比值为53.3%，笔者分析实验的比值为23.8%)，且砷含量达到10%以上的麻江型铜鼓有7面，可知麻江型铜鼓含砷情况较为普遍。除已知的铜锡铅合金外，应还有部分铜鼓为铜锡砷铅四元合金。该类铜鼓的砷含量与锡含量呈负相关关系，这可能是该类麻江型铜鼓特殊工艺的需要，同时也可能表明这类型铜鼓工艺的传承。但砷来源于铜伴生矿或者有意添加，还需进行更深入的研究。

在前人分析中，共有4面遵义型铜鼓为铜锡砷铅四元合金，其合金成分与铜锡铅砷四元合金的麻江型铜鼓相似。将本研究所收集4面含砷麻江型铜鼓的铅同位素与万辅彬等做的8面含砷铜鼓麻江型铜鼓的铅同位素、崔剑锋所做2面遵义型铜鼓的同位素比值分析结果显示，铸造该类含砷铜鼓的矿料来源较为接近或者同源，且所检测的含砷遵义型铜鼓与含砷麻江型铜鼓在地缘上较为接近，应分布于云南文山地区与广西百色地区区域间。结合器型及纹饰表明该类遵义型铜鼓与该类麻江型铜鼓在源流上关系密切，可能存在传承关系。

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