在科技考古领域,冶金考古是重要的一部分。埋在地下的金属文物蕴含着丰富的历史信息。冶金考古通过研究古人留下的金银铜铁等,还原当时的生产生活,为今天的人们打开一扇回望历史的窗口,让我们得以看到古代成都冶铁业的繁荣。成都文物考古研究所冶铁考古专家杨颖东介绍,冶铁考古是冶金考古中的一种,成都目前对铁的考古成果比较多,也相对来说还是比较成熟。成都出土铁器包含军用、民用两个领域,冶铁工艺最早可追溯至战国时期,到汉代,成都人的冶铁技术已达世界先进水平。
“说起成都古代冶铁业,许多人可能不太了解,但卓文君与司马相如的故事,差不多人尽皆知,这二者之间还有很紧密的联系呢!”见记者有些惊讶,杨颖东解释说:“女儿卓文君为爱私奔,父亲卓王孙气愤异常,后来亲友劝说,司马相如无财但有才,且消消气。气消后,卓王孙分给文君家奴一百人,钱财若干,财力雄厚可见一斑。”杨颖东打趣地说,“在汉代,如果有‘福布斯’排行榜,冶铁大亨卓王孙绝对能跻身前列。有书为证,据《华阳国志》记载,卓王孙靠主业之一冶铁‘货累巨万亿’,成了亿万富豪。”
《史记·货殖列传》记载,赵国不敌秦军的金戈铁马,于公元前228年灭亡,卓氏夫妻只得背井离乡、另谋生路,不想一路向西,竟走出一条“以铁致富”的道路。有一种猜测称,或许正是卓氏将赵地的冶铁技术带进蜀地,加上蜀地丰富的铁矿资源,成就了一个火红的产业。
成都西汉冶铁炉长江流域最大“口说无凭,是否有出土实物能够证明汉代临邛地区的冶铁产业的红火呢?”面对记者疑问,杨颖东迅速从柜子中翻出一份资料,资料封面显示的地址是蒲江县西来镇古石山,“这是古代临邛地界,给你看看当时的冶铁产业到底有多大!”杨颖东一边向记者展示资料,一边回忆:“我们曾在蒲江县西来镇古石山上挖出一座西汉冶铁炉,残高近三米,复原后可达五六米,一次可冶炼500多公斤铁,是目前长江流域发现的西汉最大的冶铁炉,成都冶铁实力可见一斑。”
偌大的产业规模,古代成都人都用铁来干啥?成都人炼铁有自己的核心技术吗?杨颖东说:“记得2012年,我们发掘成都老官山2号墓时发现一件铁釜,是四座汉墓中最大的一件随葬铁器,保存完整。”杨颖东回忆说,“我后来专门检测了这件铁釜,是用麻口生铁浑铸而成,铸范芯撑安放位置和数量非常合理,铸造工艺非常考究,无任何沙眼,技艺精湛,堪称完美。可见当时成都人冶铁工艺之高超。”杨颖东补充说,1999年至今,成都文物考古研究所发掘出土的铁器多达400件,用途包含军用、民用两个领域,制成铁矛、铁剑、铁刀等武器,或者制成铁犁、铁削、铁凿、铁锄等生产生活工具。
成都人“炒”铁技术世界领先“要解决生产问题,铁矿原料和冶炼工艺技术两者不可或缺。铁矿冶炼要求非常高,纯度和品位不高的铁矿石不能炼出铁。西汉年间,临邛本地工匠们多选择内外肉红色或红褐色的矿石,这些铁矿品位和含量较高,多为铁磁矿和赤铁矿。”杨颖东介绍说,“汉代成都工匠加高了冶铁炉,优化了鼓风方式,提高了冶炼温度,使得铁矿石在高温下充分还原变成为液态铁水,从炉底金门流出。”杨颖东侃侃而谈,让记者感到仿佛正在采访的不是考古专家而是冶金专家。
“根据冶铁考古分析结果,我们得知,由于技术的进步,汉代成都人已完全能用冶铁炉冶炼出生铁。然而生铁硬而脆,不适合做兵器、农具之类,聪明的成都人便使用了‘炒铁’技术。机智的工匠们把生铁放在炒钢炉中‘炒’,最终得到熟铁或钢,可拿来做兵器、工具等。炒铁工艺大大拓展了生铁应用限制范围,这样的工艺技术在当时处于世界领先水平。”杨颖东的话语透着骄傲。
杨颖东接着说,古代经过锻打加工的铁器与铸造的铁器金相结构差别很大,其金属的晶粒和夹杂物会发生变形,碳的含量和存在形式也不同,“如对老官山汉墓的几件铁器支架进行材质判定,发现运用了不同于铁釜微观结构的炒钢和铸铁脱碳钢工艺,这些工艺恰恰都是古代成都人依据使用需要,灵活运用在不同的铁器之上,反映了成都在汉代时高超的冶铁及制作技术,反映了古人的聪明智慧。”
冶铁考古人员在不影响文物原貌的前提下,取得铁器样品,通过金相显微镜观察铁器微观结构,判断样品是生铁、炒钢制品还是麻口铁,也可证明铸铁脱碳钢等制钢技术的存在。这就需要考古人员具有较强的冶金学专业相关知识。研究人员在制得金相样品后,通过腐蚀液进行特殊处理,在显微镜下金属晶体的结构便清楚呈现。冶金考古人员常选不一样时代的铁器,通过微观结构和表面特征鉴定其冶炼和加工技术,便可知晓铁器在对应时代的技术发展状况。
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