1、-90-草原文物2022 年 2 期赤峰市宁城县小塘山遗址出土金属器研究李明华1 连吉林2 格日乐图2 王瑞梅3（1.赤峰学院历史文化学院 2.内蒙古自治区文物考古研究院 3.赤峰学院附属医院）【摘 要】小塘山遗址位于内蒙古赤峰市宁城县三座店镇，在 2021 年的发掘中揭露出一座保存较完整的夏家店下层文化石城遗址。遗址中出土了七件金属器物和一件铜液滴状物，经成分检测，有六件为青铜制品，两件为黄铜制品。本文通过与其他遗址出土青铜器相比较，认为小塘山遗址出土青铜器具有早期青铜器的特点，与其他夏家店下层文化青铜制品技术水平相当。同时，从器型特征来看，小塘山遗址出土器物显示了与夏商文化及欧亚草原文化的
2、密切关系。【关键词】小塘山遗址 金属器 夏家店下层文化 小塘山遗址位于内蒙古赤峰市宁城县三座店镇小塘土沟村南的一处山丘顶部，2021 年 59月，内蒙古文物考古研究院联合宁城县文物保护中心对小塘山遗址进行了抢救性发掘，发掘面积约 4000 平方米，揭露出一座保存较完整的夏家店下层文化石城遗址，发现房址 40 余座、窖穴与灰坑 32 座、墓葬 6 座、陶窑 1 座。出土陶器、石器、骨器、金属器、蚌器等各类器物标本 750 余件。一、器物形制本次发掘共发现七件金属器物和一件铜熔渣状物，分别出土于房址和探方地层中，现将各器物的形制特征介绍如下。1.锥 2件。T83，长条形，一端攒聚成尖，另一端上下两
3、面向内斜收成锋；锥中部截面为长方形；器身结满绿色铜锈，个别部位露出光亮的铜基体；通长 6.0、宽 0.4、厚 0.3 厘米，重 4.6 克。T18 1，长条形，一端攒聚成尖，另一端两侧向内斜收成锋；锥中部截面为梯形，即上窄下宽；通长6.5厘米，锥锋处宽0.5厘米，锥身较窄一面0.3、较宽一面0.5厘米，厚0.4厘米；器身锈蚀物较少，整体呈黑绿色；重 7.9 克（图一，1）。2.镞 1 件。T23 3，三翼形，铤截面约呈三棱柱形。通长约 3.8 厘米，镞身最宽处 0.7 厘米，铤长 1.4、宽 0.4 厘米。重 2.4 克（图一，2；图四）。3.凿 1件。T242，长条形，由单面范铸造，一面扁平
4、，一面斜向上收窄，凿身截面呈梯形，凿身中间处两侧各有一尖刺状突起，刃略弧呈扇形，宽出凿身。通长 11.8 厘米，底面宽 1.6、顶面宽 1.2、刃宽 2.6 厘米，凿顶端最厚处约 1 厘米；刺状突起一个距离顶端 5.3 厘米，另一个距离顶端 7.0 厘米，刺状突起长度 0.5 厘米。表面覆有一层薄而致密的近黑色锈蚀层。重 103.7 克（图一，3；图二）。4.斧 1 件。T24 1，空首式，椭圆形銎口，直身，弧刃，刃两端上翘。銎口有一周宽约0.5 本成果受赤峰学院重点实验室“材料分析与科技考古实验室”建设项目资助。DOI:10.16327/15-1361/k.2022.02.014-91-科技
5、考古厘米凸棱，斧身两面均有纹饰，由銎口至刃分饰乳钉纹、弦纹、三角线纹；乳钉纹一面三个，乳钉边缘距銎口凸棱约1厘米，乳钉直径约0.7厘米，弦纹距銎口凸棱2.3厘米，三角线纹两面有所区别，一面为大、小三角形的组合，一面为三个大小均等的三角纹组合，边缘三角纹内填充斜线。斧通长 10.5 厘米，銎口长径 4.6、短径 3.6 厘米，銎口处斧身宽 4.0 厘米，向下渐收至 3.7 厘米，至刃处加宽，刃宽 4.4 厘米。斧由双面范铸成，斧身两侧有明显范线，表面覆有一层薄而致密的近黑色锈蚀层。含土重 297.6 克（图一，4；图三）。5.金属片 1 件。F12 2，由片状金属弯成环状，金属片宽 0.95 厘
6、米，圆环直径约 1 厘米，接头处没有对整齐，呈交错状。金属片甚薄，带锈层厚度不足 0.1 厘米。6.容器残片 1 件。F23 4，形状不规整，无法判断器型。铜片呈弧面，外壁似有三角形凸棱纹，内壁光洁，器壁甚薄，厚不足 0.1 厘米。长约 2.2、宽约 1.8 厘米。7.铜熔渣状物 液滴状，长 1.2、宽 0.5 厘米。二、成分分析为了解小塘山遗址出土金属器物的合金组成，在赤峰学院材料分析与科技考古实验室对八件样品运用台式 X 荧光能谱仪（XRF）进行了无损成分检测。考虑到金属器在制作与埋藏过程中会存在各部位成分不均匀与铜腐蚀不均匀的情况，因此在进行成分分析时，对每件器物均选取多个点进行检测，并
7、尽量图一 小塘山遗址出土金属器1.锥（T18：1）2.镞（T23：3）3.凿（T24：2）4.空首斧（T24：1）图二 青铜凿图三 青铜斧图四 青铜镞0 3 厘米AAAB2134-92-草原文物2022 年 2 期选取锈蚀程度较小部位，同时对检测点的锈蚀进行除锈处理。本次成分检测所用仪器为德国斯派克分析仪器公司生产的 MIDEX 型台式 X 射线荧光能谱仪，选取光斑直径 2mm，测试时间平均 3分钟一个测试点。对金属器物成分检测结果如表一：器物实验室编号检测部位合金成分（%）CuSnPbAsFeZnAgSum Conc.镞（T233）ZU1镞身84.9911.640.960.040.840.1
8、50.1899.99ZU2铤85.347.481.133.780.160.0999.95ZU3镞尖89.034.171.313.170.170.0299.90锥（T8 3）T8ZHUI1锥身*74.4422.690.990.230.320.14 0.0199.85T8ZHUI2锥尾59.7235.541.520.391.160.150.0199.87T8ZHUI3锥身77.4918.40.520.051.920.15 0.0299.95T8ZHUI4锥身69.3826.10.820.182.000.14 0.0199.90T8ZHUI5锥身62.6431.340.860.233.070.14
9、0.0199.85T8ZHUI6锥尖58.9530.210.780.077.290.16 0.0299.80锥（T181）T18ZHUI1锥尾83.8210.021.423.050.150.1899.91T18ZHUI2锥身81.349.855.102.210.140.1899.90T18ZHUI3锥尖80.710.92.544.010.160.2099.94T18ZHUI4锥身83.689.522.192.710.150.0899.80T18ZHUI5锥83.710.112.531.790.170.2399.89凿（T242）T24ZAO1凿身正面59.2929.457.870.530.39
10、0.130.6699.86T24ZAO2凿身正面65.1525.285.880.3310.130.5599.88T24ZAO3刃部正面52.934.048.670.630.830.130.6999.84T24ZAO4凿身背面69.7216.355.595.720.160.3399.74T24ZAO5侧面突齿67.2122.935.630.351.550.130.5799.98T24ZAO6刃部背面63.5225.136.420.431.640.130.5999.88T24ZAO7尾端侧面*64.6224.367.830.440.470.120.6299.90斧（T241）T24BEN1銎口突棱
11、64.7222.524.310.105.420.150.4399.80T24BEN2斧身72.916.476.120.311.910.150.3599.87T24BEN3斧身75.2613.864.224.210.150.2799.89T24BEN4斧身68.3319.987.390.541.160.140.4499.79T24BEN5銎口突棱*70.0418.388.090.660.500.130.4199.88铜渣84.649.700.00050.051.600.150.2399.80容器残片（F23 4）F23ZHONG167.732.438.320.753.8014.890.0199.
12、86F23ZHONG258.632.7114.170.524.7516.8 0.0299.86F23ZHONG357.232.11130.142.3323.5 0.0299.91金属片（F12 2）SHIPIN159.58 0.02 0.021.6238.3 0.0299.61SHIPIN225.1 0.02 0.021.871.99 0.0299.99*锈层剥落或除锈至露出光亮铜基体部位；：表示检出含量低于 0.0005%表一 小塘山遗址金属器物成分分析结果-93-李明华 连吉林 格日乐图 王瑞梅：赤峰市宁城县小塘山遗址出土金属器研究对金属器物的成分分析结果显示，镞为铜锡二元合金（铁的含量较
13、高），T8锥为铜锡二元合金，T18 锥为铜锡铅三元合金；T24 斧为铜锡铅三元合金，T24凿为铜锡铅三元合金；F23容器残片为锌、锡、铅均较高的合金，F12 金属片为铜锌合金。XRF 虽然为常用的成分分析手段，但由于古代材料没有标准样品，也无法通过标准曲线进行分析，严格来说，此分析应为半定量分析；表一所列成分仅为测量结果中数值较高的部分，对检测结果低于 0.0005%的元素未做列出。同时，对金属材料的无损检测仅能测试到器物表面局部的金属合金成分，尽管对一件器物选取多个测试点进行检测，但难免存在误差，因此本实验所测得合金成分配比结果仅作为参考。三、X 射线 CT 分析为了解青铜斧与青铜凿的铸造工
14、艺，对这两件器物进行了 X 射线 CT 分析。分析工作在赤峰学院附属医院口腔科放射室进行，所用仪器为芬兰制造的普兰梅卡 ProMax 3D 全景 X 射线 CT 机，工作电压 68 千伏，工作电流 10 毫安，照射时间为 9.9 秒。对古代青铜器进行多手段、多角度的研究可以更全面地提取其所蕴含的信息，利用 X 射线 CT技术分析青铜器铸造工艺即是一种较新的尝试，有学者曾进行过有益的探索。运用 X 射线 CT 技术可以观察到青铜器不同部位的接合方式、修补痕迹等，适合于对结构和工艺较复杂青铜器的观察与研究。小塘山遗址所出青铜斧与凿结构较简单，通过 X 射线 CT 成像可以观察到斧与凿的轮廓清晰，显
15、示两件器物均为整体铸造而成，斧身两侧能用肉眼观察到铸造工艺所留下的范线，同时也可以发现斧身边缘的范线不甚齐整。青铜凿系由单面范铸造而成，X 射线 CT 照片显示凿身两侧的突齿是与凿身一次铸造成型（图五）。四、相关问题研究1.合金组成特点宁城县小塘山遗址出土青铜器有锥、镞、斧、凿四类，另有黄铜器两件。以往发现的夏家店下层文化青铜器多为小件工具、装饰品等，此次小塘山遗址出土青铜斧、凿类工具，为研究夏家店下层文化时期的青铜冶铸工艺提供了新的资料与视角，对了解夏家店下层文化时期的青铜冶铸业有着重要的意义。小塘山遗址出土的金属器均为铜合金，包括青铜与黄铜，未发现纯铜制品。经检测的五件青铜器，一件是兵器镞
16、，其余四件皆为工具。工具中的两件锥器型不同，成分差别也较为明显，一件为高锡二元合金，含锡量超过 15%，另一件为铜锡铅三元合金，两者在年代及制作工艺上似乎存在区别。斧与凿出自一个遗迹单位，出土时两者并排放置，两件器物的成分也基本一致，显示所用原料来源的共性；斧、凿两件器物的表面均有一层薄而致密的黑色覆层，为学界所称的“黑漆古”，这是由于器物中含锡较高经氧化所成。五件青铜器皆含锡量较高、含铅量较低或有的基本不含铅，锡青铜中加入铅可以增加铜液的流动性，图五 斧（左）、凿（右）X 射线 CT 照片-94-草原文物2022 年 2 期便于铸造成型，但随着铅含量的提高，会降低硬度和抗拉强度，不利于制作用于切削的工具。此次所分析的这批青铜器从成分来看，当时的工匠已经认识到在原材料配比中锡、铅元素的加入对器物性能的影响，能根据不同用途来配比原材料，可见当时的青铜冶铸工艺已经具有了一定程度的发展。部分器物含铁量较高，超过了 2%，但是检测中硫的含量极低，因此器物成分中铁元素的存在不能确定是否为矿石中的含铁硫化物所致。这些样品中也检测到了锌、银等杂质元素，含量一般不超过 0.5%，应为共生矿中的元素，显
