速来 教你怎样识别古代铜器!
从史前齐家文化出现红铜器物开始,直到明清时期,以铜为材料制作各类器物延续了几千年历史。尽管现代检测设备如荧光频谱仪、扫描电镜、电子探针、电子显微镜等可以对材料进行精确检测分析,但受工作环境、时限和人员素养等因素限制,很多工作并不能等待这些设备分析结果后再进行。古代制作铜器的材料在不同年代是有变化的,了解并掌握不同年代铜器材料的特点和面貌,对于判断器物的年代、辨别器物的真伪具有重要参考价值。
大致说来,古代铜器的材料经过了四个阶段的演变。
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红铜
红铜又称紫铜,铜含量在95%以上,主要杂质元素有磷、锑、砷、铅、锡、硫等。红铜的相对密度8.9,熔点1083℃,摩氏硬度3.0。在非氧化性的酸、碱、多种有机酸中有良好的耐蚀性,但在氧化剂和氧化性的酸中不耐蚀,在氨、氯化铵、氰化物、汞盐的水溶液和潮湿的卤族元素环境中,会引起强烈的腐蚀。铜在常温干燥空气中几乎不氧化,当温度超过100℃时开始氧化,并在其表面生成黑色的氧化铜薄膜。温度愈高,氧化速度愈快,并在表面生成红色的氧化二铜薄膜。
自然界存在天然铜,在铜石并用时代多用红铜,齐家文化所见红铜制品有刀、凿、镜几类,为数甚少。明清时期,一度盛行红铜制作的炉,即宣德炉及受其影响制作的仿制品,为数亦少。清末民国时期,还有以红铜为材料制作的机制铜元,存世数量较多。
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青铜
除锌、镍之外所有铜合金皆称为青铜,古代铜器的制作材料主要为锡铅铜合金,既有锡铜、铅铜二元合金,也有锡铅铜三元合金。铅的熔点327℃,锡的熔点232℃,加入铅锡后,铜的熔点会降低,含锡25%时,铜的熔点只有800℃。这三种材料的摩氏硬度都不高,但成为合金后其硬度大幅提高,一般在摩氏硬度5-6.6之间。
锡是略带蓝色的白色金属,相对密度7.28,熔点232℃,沸点2260℃,摩氏硬度1.5。据地矿调查报告,锡主要分布在云南、广西、广东,其次是湖南、江西和内蒙古。现代实验研究表明,锡铜合金含锡10%左右时,强度、耐蚀性、耐磨性、弹性同时达到最佳状态,铸件收缩率小,利于获得断面厚薄不等、尺寸要求精确的复杂铸件和纹饰清晰的铸件。含锡量高于10%时,铸件强度增加,但弹性降低,一旦有外力冲击极易破碎。铜锡合金的液体在型腔内流动性差,易造成浇不足等铸造缺陷,在古代青铜器上常见到因铸造缺陷而二次补铸的情形。
铅是带蓝色的白色重金属,熔点327℃,沸点1740℃,相对密度11.3,摩氏硬度1.5。据地矿调查报告,铅矿主要分布云南、广东、湖南和内蒙古。铅不固溶于铜,以纯组元状态存在,呈黑色夹杂物分布在枝晶之间。含铅量高会影响合金的物理强度,但可改善铜锡合金液体的流动性,提高充型能力。
锡青铜 西周晚期铜壶 三门峡文物考古研究所藏
因青铜器种类多,功能各不相同,合金比例亦有差别。《考工记》上分别列举了钟鼎、斧斤、戈戟、大刃、削杀矢、鉴燧六类器物的合金比例,即“六齐”,科技史学者对“六齐”的解释颇有差异,他们分析研究出来的数值很有参考价值。在无法详知合金比例数值的情况下,通过观察和经验比对也可大体判断一二。一般说来,商周至汉代的青铜器皿,多呈暖金色,陕西、山西、河南和长江中游出土的无锈蚀或很少锈蚀的青铜器都呈现这种色泽。商周时期的部分青铜器皿、战国时期的青铜兵器、魏晋至隋唐时期的青铜器皿、战国至北宋早期(含辽)的铜镜多为高锡青铜,其表面常见所谓水银沁、黑漆古光泽。宋金元时期的所有铜制器物含锡量降低,表面仍呈暖金色。
水银沁 北齐有盖长颈瓶 林州博物馆藏
黑漆古 西周早期鸟纹卣盖 信阳博物馆藏
现代仿古工艺品的生产者因对各时期使用的材料不了解,利用黄铜发黑技术和电镀白色膜衣技术制作仿黑漆古和水银沁器物,在市场上大行其道。掌握了历史上各时期所用材料的特点和面貌,要鉴别这些新工艺品并不是难事。还有一些做伪者用染色的陶、纤维强化塑料冒充青铜材料制作工艺品,这些材料在质感、质量、光泽等方面都与青铜相距甚远,仔细观察与分析就不难鉴别。
其实中国古代还有一种砷青铜,即砷矿石(雄黄、砒石)与铜的合金,是炼丹家制作药金、药银的秘技。东晋葛洪《抱朴子·金丹篇》、南朝陶弘景《名医别录》都有记载。砷含量少于10%时,表面呈金黄色,为药金;砷含量大于10%时,表面呈银白色,为药银。清赵学敏《本草纲目拾遗》卷二“今时用白铜,以赤铜砒石练成,有毒,不堪用。”魏源《皇朝经世文编》卷五十二户政廿七钱币上有以铜锭煮砒霜水作假银锭的记载。因其含毒并不适宜制作各类器皿。
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锌铜(黄铜)
锌是一种银白色略带淡蓝色金属,相对密度7.14,熔点420℃,沸点950℃。从矿石中还原金属锌需1000℃以上的高温,在无取锌意识时,锌已成气态并被快速氧化,很难获得金属锌。据文献记载,明代中后期才能获得金属锌。宋应星《天工开物》五金第十四卷:“凡铜供世用,出山与出炉,止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜;以砒霜等药制炼为白铜;矾、硝等药制炼为青铜;广锡参和为响铜。”这段记载有几个概念需要略作澄清:赤铜即红铜;炉甘石的主要成分为碳酸锌,还含少量的氧化钙、氧化铁、氧化锰等成分,铜锌合金称为黄铜,从明代开始直到现代没有变化;明代以前文献记载的黄铜其实是锡青铜;白铜其实是砷青铜;响铜其实是锡青铜,制作钟、磬或其他乐器的材料,故名响铜。
明晚期至清代的铜质器皿、造像、铜镜、小工具等多以黄铜制作,因长期暴露在空气中,其表面多有黑色的氧化铜覆膜,未覆盖黑膜处表面呈冷金色。凡器物的造型、纹饰类明晚至清代的风格,表面呈黑漆古、水银沁或所谓红斑绿锈者,必为现代仿古工艺品无疑。
考古发现所见陕西临潼姜寨出土的史前铜管含铜68%、锌32%,不含铅锡;另一铜片铜含量在63-66%,锌含量在20~25%,锡1-17%,铁1%;山东胶县三里河出土的史前铜锥残块含锌20-26%,皆为黄铜制品。经检测的宋代铜镜、铜钱中也含2%以上的锌。随着检测设备技术升级,近年发布的分析报告表明,商代青铜器中也含有微量的锌。这些数据还是零星的,尚不足以颠覆我们对黄铜的基本认识。
黄铜 清康熙黄铜珐码 焦作市博物馆藏
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镍铜(白铜)
镍是银白色块状坚硬金属,熔点1455℃,沸点2732℃,相对密度8.90。以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色,故名白铜。铜镍的分子可无限固溶,从而形成连续固溶体,不论彼此的比例多少,皆为单相合金。当镍含量超过16%时,合金的色泽就变成银白色,镍含量越高,颜色越白。通常白铜中镍的含量一般为25%左右。
文献记载的白铜并非都是指镍铜,前面提到的砷含量高的砷青铜宋应星就称其为白铜。李时珍《本草纲目》卷八“白铜出云南”,他所说的白铜也应当是药用的白色砷青铜。
《新唐书·食货志》载“隋末行五铢白钱”,经检测,隋五铢白钱其实是高锡青铜铸成。同书又载唐时“判度支赵赞采连州白铜铸大钱,一当十”。连州位于粤、湘、桂的结合部,已探明矿物种类有铜和锡等,并无镍矿,所谓的白铜也应是指高锡青铜而言。唐李贺《昌谷集·恼公》记“井槛淋清漆,门铺缀白铜”,《全唐文》卷四四八所记之卤簿令“白铜饰犊车”“白铜饰檐子”俱应指高锡青铜而言。北宋徐兢《宣和奉使高丽图经》所记之白铜酒尊、白铜洗、白铜大钟也应是高锡青铜。
现在所称的白铜专指镍白铜。尽管现已探明的镍矿在东北、西北和西南地区都有分布,但文献记载的镍白铜只产于西南地区。《汉书·地理志》:“犍为郡西南朱提山出银”,考犍为郡为汉武帝建元六年(前135年)设立,领县十二,覆盖今云南、四川、贵州的部分地区。《汉书》所记的银很可能就是镍白铜。东晋常璩《华阳国志·南中志》卷四:“螳螂县因山名也,出银、铅、白铜、杂药。”螳螂县是汉犍为郡的领县之一,其地位于今云南昭通巧家县,富产铜矿,其邻近的四川凉山会理县出镍矿,根据矿产资源的分布分析,螳螂县所出白铜可能就是镍白铜。明万历十九年(1591)黄一正所撰《事物绀珠》说:“白铜出滇南,如银。”很明显这里所说的白铜就是镍白铜。
镍白铜器物的流行应该是清代以后的事。现在所见的以白铜为材料制作的器物,多是清代以后的文具、烟具、锁具、花钱、手炉等小件物品。虽然清嘉庆檀萃所撰《滇海虞衡志》中记载,当时云南制作的白铜面盆、江宁制作的白铜大锣、小锣皆独步天下,行销各地,但未见有实物报告。因镍白铜制作的器物上多有刻铜图案、文字,仿古工艺制作者多不擅此道,还未见此类仿古工艺品出世。
实习编辑:姚 玥
审核:冯朝晖
复审:崔 波
本文刊登于2020年11月24日
《中国文物报》第6版