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中国商代至秦汉时代的灿烂青铜文明

已有 467 次阅读 2026-9-13 14:06 |个人分类:《元素的文明征程》化学诗歌集|系统分类:科研笔记

文明是制造能力的提升与生态环境的平衡,人造物的发展,成为人类文明发展的主要标志。人类最早使用的元素是碳(carbon),取材自树木。人们为了节约木材,会把燃了一半的木材熄灭,从而部分形成木炭(charcoal)。早期的文明除了语言、文字外,还离不开船、犁、轮子的发明,而这又离不开金属的冶炼和制造。铜这种硬度较高的金属,以及硬度更高的铜合金,开启了人类第一个文明世代。

古人在用火时,会发现矿石在炭火中有金属产生。于是人类逐渐掌握了铜矿石与木炭冶炼成铜的技术。在公元前4700年左右,我国姜寨文化遗址中发现含铅锌黄铜,经过不断尝试,古人发现,含锡的青铜硬度大为提高,可作为武器及高档的器皿。于是人们又开采锡矿,专门用于青铜的生产,使世界进入了青铜时代(Bronze Age)。

在中国古代,人们通过在挖掘的坑中生火或堆放岩石来建造最原始的熔炉。后来,这种炉逐渐演变为坑式炉(原始竖炉)和坩埚炉,然后增加吹风装置——进一步增加炉子的尺寸和温度。商代的坑炉直径为1米,温度为1200°C。所以可以非常高效地熔炼、浇铸大型青铜器。中国考古发现多个古代铜开采遗址,特别是长江中下游一带。1988年发现的江西省铜岭铜矿遗址,发现有采坑、矿井、平巷、选矿槽、炼炉、工棚,以及大量竹、木、石、铜质的工具和用具。采矿区、冶炼区、生活区面积共约3.5平方千米,开采的最早年代为商代中期,历经西周、春秋以至战国早期。居当时世界领先水平。中国的青铜文明,以容器(礼器)为主,形成了钟鸣鼎食的礼乐文明。并且云南等地的锡矿,也很早就被开采。铜和锡经由湖北随州,运向北方,被称为“金道锡行”。

有了大量的青铜,商部落成为中原文明的霸主。从商代到春秋时期,当时中国每年产铜约100-500吨。远高于同期西方的几十吨/年。如此多的青铜,才有了钟鸣鼎食的礼乐体制,有了宽仁进取的民族文化。战国时期,长江中游、皖南为核心铜产区,楚国掌控鄂东南大冶铜绿山、南陵大工山等大型矿冶遗址。铜绿山延续商周开采,战国进入生产高峰,采用竖井、平巷联合地下开采,井巷设置木支护,配套鼓风竖炉,炉渣含铜量低至 0.7%,粗铜纯度可达93%;依据炼渣总量估算,该遗址累计产铜 8–12 万吨,矿井巷道总长逾 8000 米。安徽省的大工山矿区当时同样由楚国管控,出产“陵阳之金”,供应兵器、礼器铸造。战国铜矿多由诸侯国官府直接控制,铜属于战略物资。

中国青铜器更倾向使用整体铸造法,很早就使用粘土模具的铸造,容器多由复合范铸成,且花大量时间制作精美的模具。锻造的青铜器非常少。而西方的青铜容器,则多采用片铸法,再将铜片通过锻造拼接起来。这与西方铜少,熔炉温度低,材料杂质多,合金的硬度不高有关。以色列地区发现有所罗门时代的铜矿,所以成就了犹太人的盛世。但因锡的紧缺,只能从不列颠岛运来,所以青铜的量少,主要以武器为主。并且,欧洲相当多铜器皿是锻打制成的,在青铜器的纹饰方面,西方倾向于采用人像,有很强的写实性。而中国极少有人像,多为抽象的花纹,有一定神秘性。

到春秋时期,开始采用片模铸造(Piece-mold casting)精细的青铜部件,也有研究称中国也出现了失蜡法铸造(Lost-wax casting),但历史记载缺失。秦弩由韧性强的桑木,配以青铜弩机制成。另外,弩箭的青铜镞头一般是三棱锥体,增强刺穿力度。依靠骑兵、弩,和举国皆兵的战争体制,秦国结束了战国时代,于公元前221年建立了世界第一个大统一的君主专制王朝。

汉代继承南方铜产地,汉武帝任用桑弘羊等主持财政改革,推行盐铁官营,铜矿纳入国家管控,在产铜地设置铜官,组织刑徒、卒徒开采冶炼。除铜绿山持续开采外,西南蜀地严道铜矿为西汉重要产地,用于铸币。《汉书・贡禹传》记载,全国采铜铸钱常年动用十万以上人力。汉代采矿延续井巷开采,铁器工具普及提升采掘效率,铜的首要用途是铸造五铢钱,同时供给礼器、车马器与军工。估算汉代全国年铜产量约500-800吨量级。

与地中海古矿相比,战国至汉代形成一体化采、选、冶产业链,官府对铜资源实施国家垄断,铜直接服务于军备、货币体系与国家财政。东汉以后,部分旧矿枯竭,采冶重心逐步向西南转移,推动了云南贵州等地的采矿业发展。



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