湖659乐彩网南桑植官田冶炼遗址发掘简报及冶金

  湖南省文物考古研商所 湖南张家界市文物局 湖南桑植县文物局 香港中文大学人类学系/史册系 香港中文大学人类学系、史册系

  摘 要:2015年,湖南省文物考古研商所等单元为配合根源维持工程开采了张家界市桑植县官田遗址,展现衡宇、灰沟、灰坑等古迹,出土了陶器、铁器、铜器等遗物,此中展现的某些古迹和出土的泥芯、炉渣等遗物,证实这是一处东汉到三邦时代与冶炼相合的遗址。冶金明白讲明,出土的铁器大一面为铸铁脱碳钢,并有少量生铁及炒钢成品。同时,出土的积铁块当与精深、炒钢的历程干系。于是,遗址出土的遗物反应了此处不妨具备了生铁制铁作坊根本的分娩症结。官田遗址的开采,看待研商中邦南方地域的生铁冶炼工夫和干系的分娩系统供给了一批新的研商原料。

  官田遗址位于张家界市桑植县澧源镇朱家坪村,地舆坐标东经110°12′56.9″、北纬29°25′26.7″(图一)。遗址位于郁水河西岸一处较为宽敞的台地(图二)。甘溪河正在此汇流至郁水河并自东北向西南酿成一个大转弯盘绕台地,向西约六千米注入澧水。开端勘测遗址南北长约500米,东西宽约150米,遗址面积约7.5万平方米。

  据摩登地质考核,湘西地域有铁矿7315万吨,占全省的7.52%(1)。而桑植县一带具有丰饶的铁矿资源,清代《桑植县志》(2)载:“邑之沥山及凉风界、卧云界、上峒、下峒、腰溪峒、红砂溪、黄连溪、大泉溪、宝溪、黄砂塔、冈居峪、牛落苛、破石等处皆产铁,远里有铁厂,垭自乾隆五年开采,旋以苗疆故俱封禁,近今迭奉委查并无私铸。”正在同治今后“今冶铸皆正在永定,而炭则资于桑邑,民需铁买自永定……桑邑之山……虽有炭与矿,莫敢冶而为鉎。”这证明桑植一带,有着丰饶的铁矿与柴炭资源。桑植县以往的考古职责,也证实外地冶铁工业展示时辰较早。正在距官田约六千米的朱家台汉代遗址,曾展现并出土了巨额与冶铸铁相合的遗存,如炼炉及干系的饱风举措、铸铁陶范、铁耕具、铁武器等(3),时间大概能订为西汉中晚期,最晚则到东汉早期,是南方地域进程正式开采的一处苛重汉代铸铁作坊。

  2015年8月至10月,为配合桑植县明后道维持,湖南省文物考古研商笼络张家界市文物局、桑植县文物局构成考古队对官田遗址实行援救性考古开采。开采区域位于遗址中部贴近河道区域,按照现实状况正在已动土的公道两侧施工周围内按自然偏向布5×5米探方及探沟22个,面积550平方米。探方隔梁未开采,现实开采面积370平方米(图三)。正在公道南北两侧布探方10个,南侧探方编号从东到西为T1至T10,北侧探方编号从东到西为T11至T20,各布探方十个。其余正在T10向北22米及85米划分布探沟本质的探方两个,划分为T21和T22。此次开采以汉晋时代遗存为主,古迹有房址、灰坑、灰沟等,展现了青瓷器、陶器、铁器、货币、以及与冶炼相合的遗物(图四)。

  第2层,黄褐色黏土,土质较慎密。厚约0.1米。出土少量青花瓷片、釉陶残片和石块等。

  第3层,灰玄色黏土,较松软,厚0.2—0.35米,出土有青瓷瓷片、陶片等少量遗物。

  第4层,浅灰玄色黏土,较松软,厚0.2—0.35米,出土有青瓷瓷片、陶片、小石块及一面铁器等。

  官田遗址的早期遗存启齿于第3层下,此中第3层与第4层年代较近,大致为同有时期的遗物。

  本次正在开采区内的早期遗存展现了灰沟、灰坑、房址等古迹,此中以有法则的灰沟散布最为广泛。现举例证明。

  F1(图六)位于T7内,启齿于第4层下。平面大概呈圆形,南北长径2.1米,东西短径1.85米。由6个柱洞构成,柱洞的尺寸直径正在15至23厘米之间(外一),每个柱洞间距正在0.66至0.96米之间,大概呈等隔绝散布。

  正在F1的中部平面散布H3,大概呈圆形,剖面呈锅底状,南北长径1.04米,东西短径1.02米,深度0.3米。填土为浅灰色沙土,含一面炭屑。坑内出土少量砾石和陶片。按照H3的组织巨细及与F1的互相地点,揣度H3是F1的简便火膛。

  2、灰坑共计14个。灰坑众为圆形,少数形式不规整,此中H5组织规整较为特地。

  H5(图七、图八)位于T2内,启齿于第4层下。平面呈梯形,长1.2米、宽0.54—0.82米,保存深度0.6米。H5四壁烧结,大一面烧成赤色烧结面,个别烧成灰黄色、灰绿色。北壁与G8平行相靠,烧结较厚,厚度为10—23厘米,剖面呈一缓坡斜面内收。东、西、南三壁烧结厚度为3—5厘米,剖面形式上直下微外扩。坑内中下部堆砌了巨细纷歧的石块,石块堆砌有必然法则。坑底有一层厚度为3—10厘米的炭屑层。

  H5是人工存心修筑,该坑进程长时辰的燃烧操纵。G8与H5呈秤谌订交,应是互相相合系的一组古迹,简直效用尚待进一步研商。

  G5、G6、G7(图九、图一〇)都位于T9内,启齿于第4层下,呈长条形秤谌并列散布,由东北向西南延长,偏向215°。3条沟均东高西低,从东至西底部逐渐加深,此中G5与G6有一豁口连接,豁口宽1米。G7略呈弧形向西转弯。这三条灰沟都为浅灰色沙质土,土质较为松散。G5开采长度4米,最宽处0.6米,深度0.28米。G6开采长度4米,最宽处0.7米,深度0.62米。G7开采长度3.1米,最宽处0.78米,深度0.95米。3条沟剖面呈斜坡状内收,底为弧形。3条沟内出土了几个大块砾石及少量陶片、炭屑、小石块。正在G5东部有一柱洞古迹,柱洞为圆形,直径20厘米。

  因为3条沟呈并列相干散布,且之间有豁口连接,正在其旁边有1柱洞古迹,揣度应是有人工妄图的一组灰沟。

  G13(图逐一)位于T11、T12、T13、T14、T15内,启齿于第4层下。平面呈长沟状,正在开采区内内长度22.5米,宽度较为均匀,普通为50厘米,北端较窄处15厘米。呈东西向,偏向约150°。G13剖面呈浅坡状,底部较平,填土为浅灰玄色沙质土。出土一面陶片,个别有炭屑散布。正在G13北侧,T14内有D8、D9两个柱洞古迹与之并排。

  G13与G15、G17呈秤谌状散布,G13与G15有一豁口相连,正在其北侧有并排两个柱洞古迹。G13与G2、G14、G16、G18大概笔直订交。归纳以上消息,揣度这是一组互相配套的灰沟古迹景象。

  陶瓷器的器类以罐、盆、钵、碗为主,另有少量豆和鬲及筒瓦、板瓦等。陶瓷器按质地可分为4类,一类为普通夹砂陶,1072件,占41.5%;一类为较硬的红陶,质地比普通的夹砂陶要硬,509件,占19.7%;一类为硬陶,730件,占28.3%;一类为青瓷器,272件,占10.5%。纹饰以方格纹为主,占45.2%,其次为绳纹,占21.9%,另有少量弦纹、瓦棱纹、蓝纹、叶脉纹、回子纹等。

  标本G12:1(图一三:3)形体较大,泥质夹砂陶,方唇,唇内有一斜面,直领,大口,口微敛,溜肩,弧腹,腹下残,领部饰斜绳纹,肩部饰弦纹,腹部饰绳纹。口径12.8、腹残宽45.4、残高23.4厘米。

  标本G13:2(图一三:6)夹砂红陶,方唇,直领,广肩,肩部饰粗绳纹。残宽16.6、残高10.3厘米。

  标本T2(4):1(图一三:1)质地为较硬红陶,方唇,唇部有一凹槽,唇内钩。直领、广肩,肩部饰小方格纹。口径60、腹残宽87、残高17厘米。

  标本G16:1(图一三:2)质地为硬陶,斜方唇,盘口,仰折沿,圆肩,斜腹内收,平底。器外饰方格纹,肩部有一道线,凹弦纹,器内壁可能手工捏制制陶踪迹。口径19.6、腹径35.1、底径18.4、高33.2厘米。

  标本G20:1(图一三:4)硬陶,方唇,盘口,仰折沿,圆肩,斜腹内收,平底,夹砂灰陶。器外饰方格纹,并有5道间隔弦纹。口径12.5、腹径17.8、底径13.8、高14.9厘米。

  标本T15(4):1(图一二:1)方唇,唇内有一凹槽,仰折沿,沿面内侧施众道弦纹,溜肩,圆腹,肩腹部施方格纹,肩部施青褐釉。残高17.4厘米。

  标本G12:2(图一三:5)夹砂灰陶,方唇,直口,圆肩,饱腹斜收,小平底。一侧器外烧成红褐色。器外饰篦纹、委曲纹与弦纹组合。罐内出土27枚铜钱。口径10.6、腹径16.6、底径8、高12.6厘米。

  标本T18(3):2(图一二:4、6)青瓷、方唇,直口,溜肩,肩部饰铜钱纹及弦纹。残高7.9厘米。

  标本G16:3(图一二:5)青瓷、圆唇,微敛口,溜肩,肩部有一系纽,肩部施三道弦纹,器外及口沿内部施青褐釉,唇部有挂釉工艺。残高7厘米。

  标本G4:1(图一二:2)青瓷、圆唇,微敛口,口部较小,溜肩,肩部胎较厚,灰白色胎,肩部可睹小方格纹,器外施青褐釉,唇部挂釉。残高6.1厘米。659乐彩网

  标本G14:1(图一二:3)青瓷,圆唇,微敛口,溜肩,圆腹内收。肩腹部有一横向系纽,灰白色胎,器外施青褐釉大一面已零落,肩部两道弦纹之间饰规整“回”字纹。残高12.3厘米。

  标本G16:2(图一四:1)夹砂红陶,斜方唇,折沿,沿面较宽,斜弧腹内收,腹部施方格纹及两道弦纹。残高8.5厘米。

  标本T9(4):1(图一四:2)夹砂灰陶,斜方唇,平折沿,上腹部较直,上腹部饰三道瓦棱纹。残高6.6厘米。

  标本T8(3):1(图一四:7)青瓷、圆唇,唇部有内、中、外三道削制刮痕。口微敛,沿下有一微弦纹,斜腹内收,平底。灰白胎,器外外里施浅绿釉,釉面大一面零落。口径26.3、底径16.2、高9.3厘米。

  标本G16:4(图一四:8)泥质较硬红陶,圆唇,口微敛,斜腹内收,近底部略凹,平底。器外饰方格纹。口径15.7、底径10.4、高6.2厘米。

  标本T10(4):1(图一四:5)泥质较硬红陶,方唇,口微敛,口沿下微内凹,斜腹内收,平底。口径22.7、底径17.6、高9.1厘米。

  标本G11:1(图一四:4)青瓷,圆唇,口沿下微内凹,唇部有削制踪迹。斜弧腹内收,平底。浅灰白胎,器外外里施釉。口径15.3、底径9.8、高4.2厘米。

  标本T18(3):1(图一四:6)青瓷,圆唇,口沿下有两道凹槽,弧腹,平底。腹上部饰方格纹。浅灰白胎,器外内面和器外外侧腹上都施浅青绿釉。口径15、底径8.8、高4.8厘米。

  标本T19(4):1(图一四:3)青瓷,圆唇,沿下有一道宽浅和一道较深的凹弦纹,弧腹内收,平底,浅灰白胎,腹上部施一层白色化妆土。口径11.5、底径6.7、高3.2厘米。

  标本T22(4):4(图一七:4)圆唇,唇部微上翘,唇部与瓦身变更明明,施粗绳纹。残长7.3、宽12.3厘米。

  标本T22(4):1(图一七:1)泥质灰陶,器形呈马鞍状,前后两侧呈两道弧形突出,正在两道突出之间有一凹槽,一侧面施粗绳纹,可睹手工捏制踪迹。因为与筒瓦同出,且两道弧形突出正好与瓦如今部的变更相契合,揣度该器物的效用是筒瓦前部的托衬用具。长9.5、高5.1、厚4.1厘米。

  此次开采所得铁器或铁块样品共44件(4)。此中能清楚别离原型的铁用具,如铁刀、铁矛等,共计35件。其余一面铁器虽外形有必然的端正性,但破损紧要,未能清楚决断其原型,称为残铁器,共计9件。这些铁器一面应当为相近作坊操纵过的分娩用具。一面器类不明的残铁器,也有不妨属于冶炼遗物,但为行文简单,正在此把通盘铁器或铁块样品一并先容。

  标本H10:1(图一五:19)两件铁锸锈蚀粘合正在沿道。铁锸平面呈凹字形,体扁平,长条形竖銎,两侧略内凹,刃口略外弧,銎部较残。单件长12.7厘米,总长19.2厘米,单件宽14.2厘米,总宽15.9厘米。

  铁刀21件。巨细形制有必然区别,大者不妨为大铁刀一类的残块,较小者则为铁削或环首刀一类的用具。

  标本G12:30(图一五:1)样品轮廓曾经锈蚀,一面残破。金属本体保留状况较好。按照保留状况决断其为一把双面刃铁刀,从刀尖处向刀身微向内收。器身残长18厘米,宽2.5厘米,厚1厘米。

  标本G19:7(图一五:6)样品满堂紧要锈蚀,保留状况不佳。刀尖处向上弯曲,刃部呈90度弧形。残长7.1、残宽3.6-4.9、,厚0.6-1.8厘米。

  标本T1(3):1(图一五:7)器物保留状况较差,满堂锈蚀至极紧要。残长18.5、宽3、厚1厘米。保留一面应为矛身,銎部一面已残。

  标本T19(3):2(图一五:3)铁罐口沿残块,仅存口沿个别,圆唇,敛口折肩。残長6、残高1.6、厚0.2-0.5厘米。

  标本T9(3):2(图一五:10)为铁容器腹部残片,器物轮廓锈蚀紧要,只保存了铁罐腹片一面,从断面看残片微弧。残长6.8、残宽6、厚0.7厘米。

  标本G19:5(图一五:17)器物保留状况较好,内部保留状况较佳。铁钉的两头与器身呈90度弯曲,满堂呈C型,联合金相明白,应为锻打成型。残长6.1、宽3.5、厚0.6厘米。

  标本H4:3(图一五:18)轮廓紧要锈蚀,满堂较轻。呈圆形锥体。残长14、厚1厘米。

  标本G19:4(图一五:16)轮廓锈蚀,但金属基体保留较好。方形锥状铁锥,顶部一侧有一长2厘米凹槽。残长9.5、宽0.7、厚0.5厘米。

  标本H4:2(图一五:11)器物轮廓锈蚀,但金属基体保留周备,呈不端正铁块状。轮廓有一凹孔,似为装柄用的銎部。残长9.6、宽5.2、厚4.5厘米。

  其余,未能决断器型的样品,一面不妨为铁器残块,亦搜罗炉底积铁或与冶炼、精深平分娩流程干系的遗物。标本G19:9(图一三:13),为卵形铁块,金相明白显示应与精深干系遗存。详睹外三及下文。

  这类遗物为不妨与冶炼分娩或加工历程相合的遗物,搜罗陶范、矿石、炉壁残块等,共计9件。

  标本H9:1(图一六:1)砂质,含砂量较众,且砂粒较细。圆柱形,上部有残损,从底部向上呈弧形内收,平底,外侧面滑润、形制较为规整。器外轮廓有经浇铸留下的踪迹,外侧为浅赤色、器物内部及底部为青灰色。据外型揣度,应为容器一类的芯的底部。直径7.2、残高3.5厘米。

  标本T16(4):1(图一六:3)轮廓留有较众的撞击疤,长2.4~3、宽5.6、厚2.1厘米。经手持X萤光谱(5)成清爽白,含铁量约4%,不妨为分选铁矿后余下的低品位尾矿。

  标本G10:1(图一六:5),平面呈鱼状平板状,一边较平,长6.7、宽5.3、厚1.6厘米。从轮廓决断与积铁块犹如,但金相明白展现基体首要为玻璃相构制。

  标本G6:1(图一六:8)轮廓呈必然滚动态,质地较致密,轮廓玻璃化较差,长3.1、宽4、厚1.5~2厘米。

  标本G19:11(图一六:9)炉渣玻璃化水平较高,讲明有较明明的滚动态,长2.4、宽2.8、厚2.9厘米。

  三件样品的金相和电镜明白结果详睹下文。据明白结果,G10:1经明白后应为与冶炼含硫化铁干系的遗存。其余两件样品应与冶炼或熔炼营谋发作的炉渣,但由于炉渣中未睹其他金属颗粒,当前无法决定是否与冶铁营谋干系。

  正在官田遗址中,展现了数件未齐备陶化、颜色和质地和普通陶器质地分歧较大的陶质残块,经岩相和成份明白,揣度为冶金陶瓷,不妨为陶范、饱风管、炉壁和坩锅一类的残块。

  标本T16(4):2(图一六:2),呈条块状,底面双方较平,侧边有效绳系缚的踪迹,长约8.5、宽3.1~4、厚3.2厘米,联合岩相明白(睹下文),不妨与生铁浇铸的范或模具干系。

  标本T15(4):2(图一六:7),呈众边形块状,质地至极松散,长3.9、宽2.4、厚1厘米,揣度与冶金陶瓷干系,但效用待定。

  标本G16:5(图一七:3)泥质灰陶,上下面平整,中心有一圆形穿孔,腹中部弧形微凸。最大径3.8、厚1.8、孔径0.5厘米。

  标本H4:1(图一七:2)泥质红陶,算珠形,上下平面有一穿孔体会。腹中部突出,侧面有众道弦纹。最大径4、厚1.8、孔径0.8厘米。

  标本T9(3):1(图一七:6)泥质红陶,扁长方形,周缘狡猾,前后两面有两道对称凹槽,上下两侧中部有一道凹槽。长2.2、宽1.9、厚1.3厘米。

  标本T18(4):1(图一七:7)泥质褐陶,扁长方体。前后面有两道较宽的凹槽,足下两面较平。上下两侧有一道对应凹槽。长2.8、宽2.7、厚1.6厘米。

  标本T8(3):3(图一七:5)平面呈一长方体。口部平整,未端圆弧,从顶端剖面来看,左侧较平,右侧较尖。按照其形式组织,揣度为一刀套。长3.6、宽2.7,厚0.9厘米。

  标本G12:3(图一八:3)篆文“半两”,“半”字含混,笔画较粗。直径2.3、穿宽0.8厘米。

  标本G12:5(图一八:4)钱文为“五铢”,有周郭和方郭,“五铢”两字字体较瘦。“五”字较窄,“铢”字的金字头三角形较小,“金”字四点略短,直径2.4、穿宽0.9厘米。

  标本G12:7(图一八:1)篆书阳文“五铢”两字,方孔下方个别略残。“五”字略宽,交笔略缓曲;“朱”字上下笔皆圆折。直径2.6、穿宽0.9厘米。

  标本G12:8(图一八:2)篆文足下两字。左边“泉”字依稀可辨,右边一字含混,应为“货”字。有周郭和方郭,形制较规整。直径2.3、穿宽0.7厘米。

  标本G12:11(图一八:5)钱文为“五铢”,内穿径较大,外郭有剪边。直径2.2、穿宽1厘米。

  为所有剖析官田出土铁器的制制工夫及冶炼遗物本质,本次共对30件铁器和冶炼遗物标本实行检测,样品的取样以最小水平损害文物为准则,正在取样后对取样地点实行了修复。取样后,对样品按序实行了镶样、磨光、扔光执掌,其后用3%硝酸盐酒精溶液实行腐蚀。正在香港中文大学人类学系考古实行室内实行了光学显微镜下的金相构制明白,并制图和摄影。明白结果睹外二。看待炉渣或质积铁块,操纵香港中文大学物理系的JSM-7800f扫描电镜和Oxford X-Max能谱仪实行无标样成份明白。明白所用饱励电压为20kv,搜求时辰每点40s。

  金相明白结果讲明,21件可决断材质的铁用具或残铁器样品中,铸铁脱碳钢为14件,疑为炒钢的1件,白口铁3件,麻口铁1件,熟铁2件(因为锈蚀的道理,保存的金属基体中仅睹铁素体构制,但无法正确决断是否为铸铁脱碳钢)。其余,样品中有两件不妨属于积铁块和炼渣的混淆遗存,并皆有含碳量较低的铁颗粒,揣度应为冶炼或精深干系的遗物。官田遗址出土的铁器,绝大大都以铸铁脱碳钢为首要的原料,属于炒钢的不众,没有展现块炼铁产物,于是总体上属于生铁工夫系统的产物。

  若把生铁正在900℃或稍高的状况下通过长时辰加热并保温,即正在固态下对铁器实行退火执掌,便可取得脱碳铸铁、韧性铸铁和铸铁脱碳钢等产物。脱碳铸铁是指铁器周围部位被脱碳成钢,而芯部仍保存有原生铁构制;韧性铸铁是指正在以铁素体或珠光体为基体并析出团絮状石墨的一类铸铁退火材质;铸铁脱碳钢则是指铁器中已没有生铁构制,即生铁已齐备改动为钢的成品,其构制中或展示含碳量不服均景象,并保存锻制时留下的缩孔。按器物成型制制门径可分为两类:第一类是将生铁铸出成型用具后实行退火执掌,取得最终产物;第二类是先将生铁铸成的板材或条材实行退火脱碳执掌制成钢材,然后锻打成器物。铸铁脱碳钢正在锻打状况下,不妨引入必然数目的混杂物并随锻打变形,其余铸铁脱碳钢构制中铁素体和珠光体区域细微散布平均也不妨和较高的锻打工夫相合(7)。通过满城汉墓、南越王墓和徐州狮子山楚王墓的武器明白可知,“通过折叠锻打、轮廓渗碳和个别淬火等工艺的归纳行使来提升武器的操纵本能正在汉代已被熟知”(8)。本次明白的样品,绝大大都决断为铸铁脱碳钢成品中,根本都属于第一类的制制门径。不外,铁钉41045(G19:5)展示偏析带,系杂质元素正在晶界惹起偏析景象,不妨与铸铁脱碳后,再实行热锻成形相合。其余,正在官田遗址,轮廓渗碳和淬火执掌正在出土铁器也有展现,如铁刀41030(T19(3):3)正在刀刃处有个别淬火执掌,酿成马氏体构制,且刃部含碳量较高,这一特色属再渗碳执掌景象,以提升刃部的硬度。

  所谓的炒钢,是以生铁为原料入炉熔融并饱风搅拌,促使生铁中碳氧化物炼成熟铁或钢。用炒钢制成的铁器,其金相构制中含碳量较平均,混杂物众为单相硅酸盐混杂或含氧化亚铁和铁橄榄石的亚复相混杂,并沿加工偏向分列成行(9)。精深或炒钢历程中,素来金属铁中的磷会与钙质助熔剂酿成高温磷钙化合物(3CaO.P2O5),并跟着α-Fe冷却凝集,保留于金属铁内部,如许就能避免所谓的“返磷”景象(10)。于是,炒钢成品的非金属混杂物不妨含较高的磷和钙或展示磷钙相,况且铝、钾、镁等较难还原的元素(Non-reduced compounds)的比值普通低于块炼铁成品(11)。同时,炒钢与铸铁脱碳钢区别则正在于:铸铁脱碳钢个别残留锻制缺陷,混杂物数目较少,以单相硅酸盐混杂为主,各样元素较平均。炒钢金相构制则平均分层,各层中含碳量平均,混杂物众于生铁和铸铁脱碳钢成品,沿加偏向变形量大,元素因素也颠簸较大,并存正在单相和亚复相混杂(12)。正在本次明白中,铁刀41034(G6:2)正在铁素体+少量珠光体基体中,有条状单相硅酸盐混杂物沿秤谌延长。点明白混杂物硅钙较高但铝相对较低,揣度不妨属炒钢成品,但由于该件铁器锈蚀紧要,仅少量金属基体保存,也不消灭为经锻打有少量混杂物的铸铁脱碳钢。

  本次明白搜罗了两件不妨与精深/炒钢干系的积铁块。41062(图一九:26)为不端正铁块状遗物,样品中大一面为金属基体,一侧展示珠光体以及铁素体构制,中部则为铁素体以及珠光体构制,铁素体比例极高。金属基体中根本不含炼渣混杂物,但正在已锈蚀一面则展示硅酸盐玻璃相及浮氏体构制(图一九:29)。按照显微电镜面扫明白结果,玻璃相(搜罗浮氏体)铁以及硅的比例较高,其次为铝,钙含量偏低(外三)。积铁块41065为鹅蛋形不端正铁块状遗物,样品中大一面为金属基体,为铸铁脱碳钢,并展示魏氏构制(图一九:32),正在铁锈蚀构制中展示玻璃相构制,并正在基体中展示浮氏体构制(图一九:31),成份也与41062犹如(外三)。两件样品玻璃相中皆不睹铁橄榄石,浮氏体不睹高磷钙相,且玻璃态基体中钙甚低,与前面提及对精深/炒钢渣的规范不太吻合。不外,因炉渣中含较众的浮氏体,应与为氧化的空气干系,况且41065展示魏氏构制,证明积铁块应通过较快速的冷却历程。参考以往展现的仿佛遗物,系炒钢或精深干系积铁块的不妨性较大,但不消灭生铁渣及附着积铁因特地道理乍然呈现于氧化境况并正在短时代冷却所致(13)。总之,遗址中出土仿佛积铁块的冶炼遗物,应当与生铁精深/炒钢的分娩流程干系。

  本次明白了三件疑似炉渣样品,成份明白结果睹外三,此中41063(G10:1)为冶炼中不妨引入含硫原料所发作的炉渣样品;41068(G6:1)及41069(G19:11)两件应属与某类冶熔炼营谋干系的遗物。样品41063(G10:1)经金相明白,应属炉渣(图一九:30)。样品的基体首要为玻璃相硅酸盐,内有很众不端正圆形融滴。融滴中则有金属颗粒,并似有向中央召集景象。金属颗粒呈方晶型晶体,圆滴形较少。进程SEM-EDS明白,金属颗粒根本为硫化亚铁,少量为金属铁。融滴内灰色相构制首要因素为硅、铝和钾,以及少量的硫,融滴与玻璃相基体间有明明的分界。包裹融滴基体的玻璃相构制和融滴内灰相构制成份切近,仅硫含量更低。但正在玻璃相基体中尚未睹楷模的生铁熔滴颗粒。由于经电镜明白的金属颗粒众人属硫化铁,该件样品应为冶炼含硫原料后发作的遗物。但因样品仅一件,当前不宜对其本质作进一步决断。且按照冶金学估计打算碱度估计打算的公式(14):

  该样品根本不含钙,玻璃态渣的酸碱度低于0.01,属于酸性渣,且酸度极高,至极浓稠,渣的滚动性差,实倒霉于渣铁分辨。

  41068(G6:1)中心孔洞较众(图一九:35)。经电镜明白,成份首要为硅,且根本不含其他元素(外三),中心有未齐备熔融的石英矿物,但玻璃相中未睹其他矿物,也未睹金属颗粒。41069(G19:11)(图一九:36)成份首要以硅和铝为主(外三),经电镜明白玻璃相中未睹其他矿物及金属颗粒。于是,目前无法确定两件样品是否与炼铁分娩干系。

  本次明白还搜罗四件冶金陶瓷,但因样品数目不众,其本质也是难以决断。冶金陶瓷41074(T16(4):2)的岩相伺探可睹绝大大都为20um的石英砂粒,中心黏土甚少(图一九:34),其质地和以往展现的汉代铸铁陶范15较为切近。其余三件样品:41071(T5(3):1),41070(T16(4):1)和41073(T15(4):2)胎体首要为粒度小于2um的黏土和淤土,砂粒根本少睹(图一九:33),成份根本为硅,铝、钾等也极低,烧结温度不高,岩样组织和普通陶器差异较大,揣度也应与冶金陶瓷干系。

  5 铁刀41054(G6:4)麻口铁(左側为白口铁,右侧为灰口铁构制,展示菊花瓣状石墨析出)

  6 铁刀41054(G6:4)图五红框放大图,灰口铁构制,展示菊花瓣状石墨析出

  按照官田遗址出土的铁器及冶炼遗存的明白结果可知,官田遗址相近应有冶炼、浇铸、精深、以至是脱碳加工等一系列与生铁分娩干系的工序。古代中邦的华夏地域,自战邦今后铁器的分娩首要属于生铁工夫系统。此次明白的铁器,品种根本上是较常睹之物,就制制工夫而言,也与以往汉代铁器的明白结果(16)存正在较众共性。正在战邦秦汉时代,铁刀,特别是环首铁削一类的铁用具普通以铸铁脱碳钢为质料。同时,炒钢亦是汉代苛重的铁器制制工夫之一。按照已有原料,华夏地域展示炒钢工夫较早,并很速散播到汉帝邦的周围地带,如华夏地域的江苏徐州及合中地域出土西汉早期的炒钢成品,年代最早(17),正在福筑武夷山村汉城(闽越王城)(18)、广州南越王墓(19)、贵州赫章可乐(20)、河北徐水东黑山(21)等汉帝邦周围地带的西汉早中期墓葬或城址也出土了必然数目炒钢成品。官田遗址出的铁器绝大大都属于铸铁脱碳钢,并展示了不妨属炒钢成品,固然目前尚不行断言真相这些铁器为相近作坊的产物或者是作坊烧毁的用具(以至是否不妨是预备接纳的产物),但金相明白结果起码可能证实,古代中邦的生铁及脱碳工夫,对汉代湘西地域铁器的制制发作了深远且苛重的影响。

  1 6 铁刀41057(T19(3):5)左侧边部為铁素体构制,右侧芯部为铁素体+珠光体构制

  2 0 铁刀41034(G6:2)铁素体+少量珠光体构制,条状单相硅酸盐混杂物沿秤谌延长

  2 1 铁刀41030(T19(3):3)横截面金相构制,左侧为刃部,右侧为刀背,由左侧到右侧有含碳量低浸的过渡景象

  2 2 铁刀41030(T19(3):3)左侧刀身为珠光体,右侧近刀背为珠光体+少量铁素体,有过渡分层景象

  其它,按照炉渣和冶金陶瓷的状况,官田遗址中铁器分娩操纵的工夫好像具有必然地方特色,比方,合中或华夏地域西汉时代作坊或者坟场出土的铁器中,炒钢普通占据必然比例(22)。而湖南官田遗址固然也出土了与精深干系的证据,但炒钢铁器却极少,背后道理值得今后进一步接洽。此次明白的冶炼遗物也有极少未睹于以往冶金考古明白的特色,如:炉渣(也搜罗积铁块中的炉渣)中钙含量极低,且炉渣中还展现了经冶炼的硫化亚铁;冶金陶瓷的遗物中,则未睹操纵含铝较高的耐火质料。这些也是值得眷注的地方工夫特色。

  2 4 铁钉41045(G19:5)高位珠光体,含碳量较高,低位为铁素体+珠光体,含碳量略低,且晶体粒度较小。中心展示偏析带。

  2 5 铁刀41055(T3(4):1)大一面锈蚀,仅保存少量金属基体,铁素体组织制,根本未睹混杂物

  2 6 积铁块41062(G19:9)横截面金相构制,左侧和右侧含碳量不服均

  2 7 积铁块41062(G19:9)横截面金相构制,左侧和右侧含碳量不服均

  3 1 积铁块41065(G10:1)中心为玻璃态基体(灰相)及浮氏体构制,周边为锈蚀积铁

  遗址中出土的铜钱有“半两”“五铢”“货泉”,此中“货泉”是王莽改制发行的货泉,其连续通畅到东汉前期。正在此次开采中,出土了一枚剪郭五铢,况且,五铢钱的字形与洛阳烧沟汉墓的中II型-V型五铢钱切近(23),大概应正在东汉中、晚期。同时,本次开采出土的一件钱纹罐青瓷器(T18(3):2),以往明白已指出,“钱纹陶瓷器的时间延续较长,目前可知,它正在西汉晚期曾经展示,经东汉、三邦、两晋以至南北朝,全豹存世时辰长达400年~500年。”(24)岳州窑百梅窑址和洋沙湖窑址也曾展现仿佛的钱纹罐,两个窑址的年代均凑集正在东汉晚期至三邦时代(25)。普通来说,较早期的钱纹罐,普通众印有五铢钱。但官田出土的钱纹罐上,印有半两钱印,不妨讲明遗址不会晚至三邦今后。出土的青瓷器类型有罐、钵、碗等,青瓷胎体细腻,胎色众呈浅灰或灰白,釉色青灰绿色,少量呈酱褐色,釉层有开片,众有脱釉景象,胎釉状况和湘阴县青竹寺东汉窑址(26)较为犹如,该窑址首要为东汉中晚期,下线到东吴时代。遗址中出土的青瓷器众口沿刮釉,2017年湖南省文物考古研商所正在对湘阴青竹寺窑和百梅窑的开采中展现了豪爽口沿刮釉的器物,且这一作法目前仅睹于岳州窑(27)。于是遗址中出土的青瓷器应当是岳州窑的产物,且年代该当正在东汉晚期至三邦时代。同时,正在桑植的朱家台遗址,陶器组合出土有較众的豆,却不睹瓷或陶碗。而按朱家台遗址简报,其年代正在西汉中晚期到东汉早期,东汉中期今后凋落。归纳以上消息,官田遗址的年代主体应是东汉中晚期至三邦时代。正在年代上不妨与朱家台遗址有一面重合,时辰上两遗址似有承接相干。

  3 0 积铁块41063(G19:10)玻璃态基体及圆形融滴,融滴中金属颗粒为硫化铁

  遗址中出土了数目不少的铁器,以刀一类用具为主,同时有铁锤及铁矛这几类铁器。按照30余件铁器的金相研商结果显示,大一面铁遗物为铸铁脱碳钢,仅1件不妨与炒钢相合的成品。况且该所在出土了含炉渣的积铁块,明白显示,开采所在相近应存正在生铁精深的分娩所在。该所在出土的炉渣本质固然当前未明,但由于出土了陶范(内芯),还展现了不妨是冶金陶瓷的残块,证明了相近有生铁熔炼和浇铸的分娩历程。也便是说,出土遗物反应了该遗址不妨具备了生铁铸铁作坊的效用与本质。

  其余,作坊中展现的众组并列或笔直的灰沟,且旁边有柱洞,该类古迹景象正在以往干系的考古职责较为少睹。由于遗址相近出土了与生铁冶炼分娩干系的遗物,这些灰沟很有不妨与生铁分娩干系。灰沟填土中虽未出土矿石或者豪爽炼渣,但因为遗址极贴近河流,揣度这些相连的灰沟是与河流相连,并酿成水流体例。正在东汉时代,水排已展示且用作苛重的饱风举措(28),于是,官田的水流体例也许与水排一类的饱风举措干系。当然,按照目前的展现,证据还明明亏损,这有待今后更众职责实行验证。

  此次展现的H5的形制规整,是一处进程燃烧操纵的灰坑,上部缺失,坑内中下部填埋石块,揣度该灰坑有不妨与生铁冶炼分娩相合,也有不妨是柴炭窑一类的古迹。遗址中贴近河道的T1至T20探方,古迹本质效用较为切近。但正在贴近山腰的T22探方内出土了筒瓦衬和瓦当,于是该遗址贴近河道的区域不妨为作坊分娩区,而正在贴近山腰离河道较远的地方存正在操纵瓦当的有必然规格的修筑,或为拘束区域。

  官田遗址位于两河交汇之处,地舆地点至极苛重,很有不妨诈欺水利资源,将从山地里开采来的矿石正在此或相近实行开端的冶炼。正在相距6千米、郁水下逛的朱家台遗址,同样展现了生铁干系的各式冶炼遗存。然而,官田遗址目前从开采的古迹单元、铁器遗存以及冶炼遗存,都与朱家台遗址有很大区别。比方,朱家台锻制遗址中展现了熔铁炉以及可灵巧系的坩锅,但形体较小,组织纯粹,不妨代外了冶铁业尚不繁华地域小型铁工厂中熔铁炉的组织以及铸铁工艺(29)。官田遗址开采区中,固然也出土了冶炼遗存,遗址中却尚未展现任何炼炉。同时,朱家台遗址出土了众类陶范,搜罗斧、钁等,遗址中也出土了铁斧和铁钁等用具。相反,官田仅出土一件清楚为容器的芯,出土的铁器绝大大都也是铁刀这类遗存,并仅出土了两件铁锸。因为官田遗址与朱家台遗址正在时辰上存正在重合或承接的相干,且官田相近作坊的产物组成和朱家台所睹分别,两遗址是否存正在某种联合拘束下的分娩分工?官田作坊分娩工夫与朱家台的异同及与朱家台作坊之相干,则是下一步田园职责要处理的题目。

  官田遗址固然面积不大,但那时间和此前的朱家台遗址有时间上的承接相干,为摸索湘西一带正在汉代铁器分娩的状况供给了苛重质料。官田遗址展现的一系列古迹景象固然未能清楚与生铁的分娩症结干系,但通过联合相合遗物的冶金明白,官田遗址相近应存正在有生铁冶炼、浇铸、精深等一系列分娩流程干系的作坊遗址。于是,此遗址的展现,看待认识古代中邦的铁器化经过及汉代铁工业体例,具有至极苛重的道理。

  2[清]《湖南省桑植县志》(中华方志丛书影印本,同治十一年[1872]刊本),第71,204,484页,成文出书社有限公司,1975年。

  3张家界市文物职责队:《湖南桑植朱家台汉代铁器锻制作坊遗址开采申报》,《考古学报》2003年第3期。

  4因为一面铁器保留状况较差,一面铁器正在明白时已碎为众件残块。咱们以素来开采时所编的小件号为准,将属统一号、但已碎为众块的铁器定为一件。

  6因铁器锈蚀和残缺,一面器物已无法正确决断其品种,于是正在外二的品种命名凭借样品的实行室占定结果予以改变。

  7北京钢铁学院金相实行室:《满城汉墓一面金属器的金相明白申报》,中邦社会科学院考古研商所、河北省文物拘束处编:《满城汉墓开采申报》,第371页,文物出书社,1980年.

  8北京科技大学冶金史研商所,徐州汉戎马俑博物馆:《徐州狮子山楚王陵出土铁器的金相实行研商》,《文物》1999年第7期。

  9韩汝玢、柯俊:《中邦科学工夫史(矿冶卷)》,第614页,科学出书社,2007年。

  10陈筑树、张周瑜:《基于炉渣明白的古代炒钢工夫讯断题目》,《南方文物》2016年第1期。

  12陈筑树、韩汝玢:《汉晋华夏及北方地域钢铁工夫研商》,第33页,北京大学出书社,2007年。

  13杜宁、李筑西、张明后等:《山东临淄齐邦故城东北部冶铁遗址的考核与研商》,《江西理工大学学报》2011年32卷6期;陕西省考古研商院:《邰城铸铁:陕西杨凌汉代铸铁遗址开采与研商》,上海古籍出书社,2018年。

  15陕西省考古研商院:《邰城铸铁:陕西杨凌汉代铸铁遗址开采与研商》,第42-45页,上海古籍出书社,2018年。

  16a陕西省考古研商院:《邰城铸铁:陕西杨凌汉代铸铁遗址开采与研商》,上海古籍出书社,2018年;b刘海峰、陈筑树、梅筑军等:《河北徐水东黑山遗址出土铁器的实行研商》,《南方文物》2013年第1期。

  17a北京科技大学冶金史研商所、徐州汉戎马俑博物馆:《徐州狮子山楚王陵出土铁器的金相实行研商》,《文物》1999年第7期;b陕西省考古研商院:《邰城铸铁:陕西杨凌汉代铸铁遗址开采与研商》,上海古籍出书社,2018年。

  18陈筑树、杨琮、张焕新等:《福筑武夷山城村汉城出土铁器的金相实行研商》,《文物》2008年第3期。

  19北京科技大学冶金史研商室:《西汉南越王墓出土铁器占定申报》,广州市文物拘束委员会、中邦社会科学院考古研商所、广东省博物馆编:《西汉南越王墓》,第389-396页,文物出书社,1991年。659乐彩网

  20陈筑树、黄全胜、李延祥等:《赫章可乐墓葬出土铁器的金相实行研商》,贵州省文物考古研商所编:《赫章可乐-2000年开采申报》,第195-206页,文物出书社,2008年。

  21刘海峰、陈筑树、梅筑军等:《河北徐水东黑山遗址出土铁器的实行研商》,《南方文物》2013年第1期。

  24贺云翱、冯慧、李洁:《东亚地域出土早期钱纹陶瓷器的研商》,《考古与文物》2008年第2期。

  25湖南省文物考古研商所:《岳州窑》,图3-36、图3-37,湖南美术出书社,2011年。

  29白云翔:《先秦两汉铁器的考古学研商》,第329页,科学出书社,2005年。

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