内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土部分金属器的初步研究

谢欣芮 李延祥 静永杰 王晓琨

(1.甘肃省文物考古研究所 2.北京科技大学冶金与材料史研究所3.锡林郭勒盟博物馆 4.中国人民大学历史学院）

内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1（编号2010BYM1，以下简称M1）①，是距今1500 年前北魏时期的鲜卑贵族墓葬，位于正镶白旗伊和淖苏木宝日陶勒嘎查架子图南坡一个开口向东的簸箕形山坳之中，西距白旗旗政府所在地40 公里，北距浑善达克沙地边缘20 余公里。正镶白旗位于内蒙古锡林郭勒盟的中南部，其所在草原正处在鲜卑南迁的线路上，故留下了大量遗存。墓葬出土了金、铜、铁、陶瓷、玻璃、玉石、漆器等各类材质的文物，就出土的金属器而言，金器最多，但大多为小件器物，铜器次之。

对内蒙古地区鲜卑墓葬金属器的研究，除李秀辉对内蒙古乌盟商都东大井和察右中旗七郎山墓地出土的金属器进行了成分和金相分析外②，目前未见较全面的技术分析论文发表。因此，对内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土金属器的研究，可以进一步揭示北魏时期北方游牧民族金属器物的制作技术及相关工艺，完善当时社会经济和文化交流的内容。本文对墓葬出土的27 件金属器物进行了分析研究，并对金属器物的制作技术进行探讨，为研究北魏时期金属器的发展提供依据。

一、样品及分析方法

图一 衔环（BY007）

图二 铺首（BY026）

图三 金带饰（BY086-092）

本次用于测定的样品共27 件，其中16 件（4 件金器和12 件铜器）取样分析(鎏金铜器尽量选取带有鎏金层的部位)，剩余10 件金器保存完好，采用无损方法进行检测。部分样品照片如图一、二、三所示。采用金相显微镜、扫面电镜以及能谱分析仪对样品进行观察、分析与研究。

对样品进行分类，整理记录后，将剪切的样品用丙酮脱油污后，再用超声波清洗10 分钟，然后用丙酮脱水冷风吹干，将清洗干净的样品选取合适的分析面，采用环氧树脂包埋并按一般金相制样过程抛光。在未侵蚀状态下，对样品进行初步观察，针对不同材质的样品采用不同的侵蚀剂进行侵蚀，以显示出样品的金相组织。鎏金铜样品用质量分数为3% 的三氯化铁盐酸酒精溶液进行浸蚀；金器样品用王水加铬酸酐浸蚀。用莱卡（Leica）DM4000M 光学显微对侵蚀后的样品进行显微组织观察和照相；同一样品经再次磨光、抛光，在未浸蚀状态下进行喷碳处理后，送入扫描电子显微镜进行观察和成分分析。本次分析所采用的是蔡司（ZEISS）EV018 高分辨扫描电子显微镜和BRUKER XFlash Detector 5010 型能谱仪，测定的技术条件是：激发电压为 20kV，测量时间大于60s。

二、鎏金铜器的分析检验

1.样品的成分分析

利用扫描电镜能谱仪对样品进行成分分析，结果见表一。

表一 内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土部分铜器的成分分析结果

注：“-”表示未检测出，下同。

图四 衔环样品（BY002-1）的扫描电镜背散射电子像

图五 衔环样品（BY002-1）的扫描电镜能谱分析图谱，显示汞谱峰的存在

图六 铜钉样品（BY027-D）的扫描电镜背散射电子像

图七 铜钉样品（BY027-D）的扫描电镜能谱分析图谱，显示其为黄铜制品

由表一可以看出，辅首衔环的材质都是锡铅青铜。据扫描电镜能谱分析，鎏金层成分Au，Cu 含量不同，但均测出有汞的成分，说明使用了汞鎏金技术（图四、五）。BY028-2 的样品鎏金层厚达38μm，未测出Cu元素。BY019 和BY027 样品均为用来固定铺首的铜钉，分别含锌20.5%和19.7%，属于黄铜，这是非常重要的实物证据（图六、七）。

2.样品的组织检验

所得样品经镶嵌、磨光、抛光，制成金相样品，金相组织结果见表二，典型样品的金相组织见图四～九所示。

由表二可以看出，BY019-D 和BY027-D 两件铜钉是经过热锻成型（图一三），其余铺首衔环的基体都是铸造成型，但在鎏金层表面经过了热锻加工，BY018-2 和BY028-1 中不同程度的发现孪晶晶粒内部有滑移带出现，说明热锻以后还进行过冷加工（图八～一二）。

表二 部分铜器金相组织观察结果

?

图八 衔环（BY002-2）的金相组织照片

图九 衔环（BY006-1）的金相组织照片

图一〇 铺首（BY027）的金相组织照片

图一一 铺首（BY028-2）的金相组织照片

图一二 铺首（BY028-2）的金相组织照片

图一三 铜钉（BY027-D）的金相组织照片

三、金器的分析检验

1.金器样品的成分分析

采用扫描电镜能谱分析仪对三件金带饰和一件金头箍进行了成分分析，其中金头箍样品采用了平铺、立面两种镶样方式，立面镶样主要测量头箍厚度。分析结果见表三。

由表二可以看出，四件金饰品均为Au-Ag-Cu 合金，金的成色不是很高，含有较多银和少量铜。

2.样品的组织检验

四件金饰品经镶嵌、磨光、抛光处理后，用王水加铬酸酐溶液侵蚀，在金相显微镜下观察，其结果列入表四。

从表四可以看出，所有金器样品均为热锻成形，金相组织为α 再结晶晶粒及孪晶。

3.部分金器的无损分析结果

对10 件金器进行了无损检测，直接在扫描电镜能谱分析仪中进行微区成分分析，结果见表五。

由表五可以看出，10 件分析的金饰件都是采用金银合金制成，金耳环含金量较高，达到95%以上。

表三 内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土部分金饰品的成分分析结果

表四 部分金器样品的金相组织检验结果

表五 内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土部分金饰品的无损分析结果

四、相关问题讨论

1.金器与鎏金铜器的材质及制作工艺特征

本文对内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土的27 件样品进行了分析检测，其中13 件铜器和4 件金器进行取样分析，剩余10 件金器保存完好，采用无损方法进行检测。通过对检测结果的分析、整理及总结，对出土器物的材质和工艺特征进行讨论，如下：

在材质方面，所取样分析的11 件鎏金铜器的基体均为铅锡青铜，铅锡含量基本稳定，没有太大的波动。根据对器物表面特征的观察及金相组织的鉴定结果，可以判定宝日陶勒盖墓葬出土的鎏金铺首衔环基体是以铸造成型为主，并在鎏金表面采用热锻的制作工艺，个别铺首还有冷加工的痕迹。李秀辉对东汉晚期内蒙古乌兰察布盟东大井拓跋鲜卑墓葬出土铜器的分析结果表明，大部分铜器为铅锡青铜，进行金相检测的铜器都是铸造成型，一件镀金铜饰件为热锻加工而成③。由此推断，鲜卑族使用铅锡青铜制作铜器是普遍现象，并且鎏金器物均经过热锻加工。

对用来固定BY019 和BY027 两件铺首上的两件铜钉进行分析后表明，铜钉材质为黄铜，含锌量平均20.1%，根据金相组织的鉴定结果，判定黄铜钉为热锻成型。我国考古发掘最早的黄铜器物是1974 年在山东胶县三里河龙山文化地层中发现的两段黄铜堆④。李秀辉对内蒙古察右中旗七郎山鲜卑墓地（公元4 世纪末—5 世纪初）出土的ZQM8:2a 铜指环和ZQM1 8:2铜带饰进行了成分分析，得知其材质分别为含Zn7.3%和18.3%的黄铜⑤，比伊和淖尔M1 出土的黄铜制品时代早。根据文献记载和考古发现，古罗马和波斯人炼制黄铜早于中国。这些黄铜实物的发现从侧面反映了北方少数民族与西方之间的文化交流。

取样分析的四件金器的结果表明，其材质均是金银铜合金，含有银和少量的铜，且都是采用加热锻打的方法制成。无损分析10 件完好器物中，含金量在79.5%-95.5%，BY079 和BY080 两件编钟饰件含有较多氧化锈蚀物，所以金含量相比其余饰件较低，所以10 件金制品的材质均是以低银的金银合金为主。

2.铜器表面装饰技术

本文对辅首衔环鎏金层的进行分析表明，鎏金层厚薄不均匀，衔环鎏金层大多为1μm 左右，最厚处达7μm，铺首鎏金层最薄处为1μm，金层堆积处可达38μm，这和器形的不同有关，衔环形制较单一，金层覆盖整体比较均匀，铺首形制复杂，很容易在凹陷处形成金层堆积。对鎏金层成分进行分析，测试结果显示鎏金层有铜存在，推测铜可能是原本存在于金中的杂质元素，也可能由于鎏金层较薄，而背散射电子穿透表层深度为1μm，故电子束可能激发内层的铜基体而导致鎏金层有铜存在，但在BY028-2 样品中，对鎏金层厚度达38μm 处进行检查，未发现铜的存在，所以判断其他样品鎏金层中铜的存在应该是电子束激发内层的铜基体而导致的。

我国鎏金技术开始于春秋末战国初，汉代已发展到高峰。关于如何判断使用鎏金技术这一问题，国外学者Lins 用科学分析法对大英博物馆收藏的50 件金装饰铜器进行了分析⑥，吴坤仪对我国古代部分鎏金器物进行了分析研究⑦，均认为汞的存在是判断鎏金与其他表面金装饰工艺的主要依据。本文取样分析的鎏金铜器的鎏金层中，均测出有汞的成分，说明使用了金汞齐鎏金技术。

五、结 论

通过对内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土的金属器物进行成分分析、组织的形貌观察，得出以下几点结论：

1. 取样分析的11 件鎏金铺首衔环材质均为铅锡青铜，基体全部铸造成型，鎏金层表面均经过热锻加工，部分样品可见冷加工痕迹。用来固定铺首的两件铜钉为黄铜制品，含锌量平均20.1%，为热锻加工制成，为探讨黄铜器物出现的原因与可能的冶炼技术提供了重要的实物证据。根据对铺首衔环表面特征的观察及金相组织的鉴定结果，可以判断内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 出土铜器选用的材质以铅锡青铜为主，制作方法主要采用铸造成型。

2. 取样分析的4 件金器全部为金银铜合金，且均为热锻成型。无损分析的10 件金饰品大多为低银的金银合金。

3. 墓葬出土的铺首衔环均采用了鎏金装饰技术，以达到美化器物外观的目的。反映了北魏时期的鲜卑人民已经熟练掌握鎏金的铜器表面装饰技术。

附记：本文研究材料由内蒙古自治区锡林郭勒盟博物馆提供，在此表示衷心的感谢。

注 释

①中国人民大学历史学院考古文博系、锡林郭勒盟文物保护管理站等：《内蒙古正镶白旗伊和淖尔M1 发掘简报》，《文物》2017 年1 期。

②③⑤李秀辉：《内蒙古东大井和七郎山鲜卑墓地出土金属器物的金相学研究》，《内蒙古地区鲜卑墓地的发现与研究》，科学出版社，2004 年。

④北京钢铁学院冶金史组：《中国早期铜器的初步研究》，《考古学报》1981 年3 期。

⑥Lins, P.A., Oddy. The origins of mercury gilding. Journal of Archaological Science, 1975(2).

⑦吴坤仪：《鎏金》，《中国科技史料》1981 年1 期。