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青铜器铸造的秘密

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人类文化史上的金属时代是从冶炼铜与铸造铜器开始的，作为世界文明古国之一的中国，青铜工艺自成体系，在人类文明史上独树一帜。

人类发现和使用铜是一个漫长的过程。最初，人类被裸露在地表的铜矿石的颜色所吸引，制作装饰品或颜料。但地面可以采集的铜矿资源有限，于是，人类逐渐开始开采铜矿。采矿遗址深埋地下，不容易被发现，1973年湖北大冶铜绿山古矿冶遗址的发现，填补了中国青铜研究中采矿环节的空白。2011年，考古学者在山西闻喜发现了千金耙遗址，清理出采矿竖井、斜井、平巷、灶、灰坑等遗迹，该遗址也是中国最早的采铜遗址。

中国古代开采的铜矿主要集中在两个地区，一个是山西南部的中条山地区，另一个是长江中下游地区。其中，长江中下游地区的开采量占到古代开采铜总量的70%以上。

锡就更加少见了，山西乃至整个中原地区都没有锡，中国古代的锡原料基本上都来自长江以南的南岭地区。在交通工具非常落后的古代，人们依然可以利用铜锡铅铸造出精美的青铜器，可以说，古人的活动范围，远远超出我们的想象。

采到铜矿石（图1）之后要进行冶炼，进一步获得粗铜。铜矿的冶炼，在先秦时期大致有三个程序：第一步选矿，要选择杂质较少的矿石；第二步初炼，铜矿石选出来以后要捣碎，然后跟木炭一起投入炼炉内，炼炉炼出的铜液倒出后凝固，得到粗铜。第三步精炼，得到的粗铜送往铸造地，在铸造地进行进一步的精炼。精炼后的铜矿，杂质更少，铜质更纯净。

图1

在精炼铜矿的时候，铜液中要根据铸造器物的种类，加入一定比例的锡、铅等其他金属，加入锡可以降低熔点、增加硬度和光泽度，铅可以增加铜液浇注时的流动性。

中国古代青铜器合金成分的比例，最早见于《周礼·考工记》的记载，“金有六齐”对青铜器成分配比的记述，与现代冶金材料学理论非常吻合，对研究冶金发展史起到了重要的作用。

2019年，中国国家博物馆和山西省考古研究院在距离中条山6公里的绛县西吴壁村发现大量的商周时期的冶铜遗存，其中包括冶铜炉、坩埚、废炉渣、残炉壁，木炭等，考古人员还根据遗迹还原了一座木炭窑。铜料是铜矿石通过高温冶炼形成的，这个过程中木炭是非常重要的助燃剂和还原剂。中条山不仅有丰富的铜矿资源，还有茂密的森林，可以保证木炭原材料的充分供给。铜作为当时的战略资源，中条山这种得天独厚的优势，使得包括中条山在内的晋南一带历来受到统治者的重视，并且成为他们争夺控制的区域之一。

西吴壁是目前国内发现时代最早、规模最大，专业化水平最高的冶铜遗址，弥补了从铜矿开采到铸造之间的缺环，填补了商周时期冶金考古的空白并入选“2019年度全国十大考古新发现”。

青铜器作为身份地位的象征，铸造青铜器的核心技术是由国家管控的，因此，精炼和铸造青铜的地点通常在统治者所在的都邑中。常用的金属加工方式有两种：锻造和铸造。

西方的青铜器，从两河流域到南亚、北非，都是锻造与铸造并行，通常是先锻造，或者铸造之后再锻造。而古代中国与世界其他地区不同，中国早期的青铜器全部是铸造而成。

中国古代青铜器大多造型复杂，纹饰精美，甚至出现镂空、浮雕、圆雕等技法，这些青铜器采用的都是铸造技术。模范铸造是中国青铜器制作工艺有别于世界其他文明地区的重要特征。铸造的方式大致分为两种：熔模法和块范法。熔模法是用容易融化的材料制作铸型的铸造方法，其中最主要的是以蜡为模的失蜡法。失蜡法是让蜡流失的一种方法，用来制作形式或纹饰比较繁缛复杂的青铜构件。

失蜡法最早出现在公元前4000年左右，地中海东部的以色列、叙利亚地区，现收藏于大英博物馆的“古埃及法老的宠物”——安德森猫（青铜）就是采用失蜡法铸造的。在中国，目前发现的失蜡法铸造的青铜器出现于春秋中晚期，云南石寨山遗址和长江流域的吴楚地区都有发现，其中最著名的要数1978年在湖北随州出土的曾侯乙尊盘。

失蜡法是复杂精细青铜器的铸造方法，但商周时期中国青铜器铸造的主流方法是块范法。

图2 山西青铜博物馆技艺模范展厅

在山西青铜博物馆技艺模范展厅（图2）中，以镈钟为例，以大型场景雕塑还原出了块范法铸造的主要流程：

备料

首先要备料，一般采用地表深层的黄土或河滩的淤泥，黏性比较好，然后加入砂砾、草木灰、熟土等其他物质，增加透气性，充分搅拌后静置几天。

制模

第二步制模，模也叫“母范”，可以选用陶、木、竹、骨、石等各种材质，最常见的是陶模。工匠用工具制作出想要的模型，阴干、入窑烧制后使用。

翻范

第三步翻范，在制作好的泥模外面包裹一层泥土制作外范，外范需要分块制作，并雕刻出精细的花纹。

制芯

第四步制芯，在泥模表面均匀地刮去纹饰，刮削的厚度就是铸造青铜器的厚度。当然，除了这种方法之外，还可以把泥模做成空心的，从空心的泥模中脱出芯来；也可以利用外范来翻模制芯。

烘范

第五步烘范，将分块制作的外范和泥芯组合成一体，并在内范和外范之间用铜垫片做支撑，外面糊上草拌泥固定，得到铸造型腔。为了防止浇铸时型腔不会因为铜熔液温度过高而崩裂，要将铸造型腔阴干后高温烘焙到600-900℃之间。

浇铸

第六步浇铸，把型腔倒置，倒入滚烫的青铜溶液。

脱范

第七步脱范，等青铜溶液冷却凝固后，打碎外范，除去范芯，得到铸好的青铜器。

修整

最后再进行修整，用专门的工具将青铜器上的毛刺、飞边、铜块打磨光滑，让花纹清晰整洁。这样，一件完美的青铜器就做好了。

20世纪50年代，考古工作者在山西侯马发现了规模巨大的侯马铸铜遗址，出土有铜锭、铅锭、熔渣、工具、陶模、陶范等数十万件，这里是春秋晚期至战国早期晋国大型的青铜铸造工场。这个大工场主要铸造青铜礼器、货币、农具、工具、车马器和兵器等，持续时间大约160多年。侯马铸铜遗址出土的模范纹饰十分丰富，细密的蟠螭纹、蟠虺纹、龙凤纹，还有丰富的动物形装饰，这些颇具地域特色的青铜器，学界称为“侯马风格”。

侯马铸铜遗址这些模范的出土，还让我们知道了流失海外的众多青铜器，以及辽宁、北京、河北、甘肃、山东、广东、广西等地发现的许多青铜器原来都是“侯马铸造”，侯马铸铜遗址为大量的中国青铜器找到了老家。

除了精美繁复的青铜礼器，侯马铸铜遗址还发现了多达十万枚空首布的泥芯，而目前考古发现的先秦时期所有货币加起来，大约有两万多枚，反映出晋国强大的经济实力。

范铸青铜器中，除了一次性浇注成型的浑铸法，古人还发明了更加复杂的分铸法。

在山西青铜博物馆的技艺模范展厅，有一件一级文物——蟠蛇纹鼎（图3），它出土于山西南部的新绛县柳泉村。这件鼎腹部分内外两层，外层镂空的小蛇交织盘绕，头部高高昂起；内层是鼎腹，鼎的足部装饰有兽面纹。这件鼎使用了分铸、焊接等多种铸造工艺，实现了镂空立体的效果，反映出春秋时期晋国工匠精湛的青铜铸造技术。