考古進行時丨解開一千八百年前鑄鐵成鋼之謎

原標題：解開一千八百年前鑄鐵成鋼之謎（考古進行時）

莫林恒

(資料圖)

官田遺址的發(fā)掘，不僅解決了漢晉時期武陵山區(qū)鐵工業(yè)技術(shù)、作坊布局、產(chǎn)品類型等具體問題的考古，更為認識漢晉時期南方地區(qū)郡縣乃至鄉(xiāng)亭冶鐵手工業(yè)生產(chǎn)提供了寶貴資料

冶煉鑄造，是中國古代社會繁榮的經(jīng)濟與技術(shù)基礎(chǔ)之一。秦漢時期，中國獨特的生鐵冶煉技術(shù)和管理制度，奠定了秦漢帝國在世界文明中的領(lǐng)先地位。在位于湖南省張家界市桑植縣澧源鎮(zhèn)朱家坪村的官田遺址，考古工作者發(fā)現(xiàn)了南方地區(qū)目前已知規(guī)模最大的漢晉時期鑄鐵作坊。這表明，當(dāng)時先進的冶煉和鐵器制造技藝不斷從中原向周邊區(qū)域擴散。

官田遺址約有1800年歷史。2015年，官田遺址首次發(fā)掘550平方米，發(fā)現(xiàn)存在生鐵鑄造活動。2020年至2022年，為配合地方建設(shè)，湖南省文物考古研究院聯(lián)合四川大學(xué)、北京大學(xué)再次進行發(fā)掘，揭露面積3500平方米。本次發(fā)掘新發(fā)現(xiàn)了多種類型的加工爐遺跡、加工作坊遺跡，還發(fā)現(xiàn)鑄范、爐渣、坩堝、鐵屑、陶權(quán)等一系列冶鑄遺物。

通常的遺址發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)房址、墓葬后，即可較為準確地判斷其遺跡功能結(jié)構(gòu)。但在冶金考古中，面對殘缺的遺跡，要獲知其具體性質(zhì)，還需要專業(yè)的冶金知識以及多學(xué)科檢驗手段?！斑叞l(fā)掘、邊檢測、邊探討、邊實驗”的理念，在此次冶金考古中得到很好的貫徹。

官田遺址出土了大量鐵器，有鐵刀、鐵鍤、鐵斧、鐵條等，保存程度不一。我們挑選了部分殘碎鐵器送往四川大學(xué)進行檢測，發(fā)現(xiàn)絕大部分鐵器都經(jīng)歷過生鐵脫碳工藝。這說明，遺址出土的“鐵刀”已經(jīng)是鋼制品了，它們實際上是“鋼刀”。鐵器實為鋼器，暗示遺址上或許存在將生鐵變?yōu)殇摬牡耐嘶鹈撎脊に嚒?/p>

為進一步判斷遺址的性質(zhì)和內(nèi)涵，我們先后挑選了鐵器、爐渣、石料等各類標本寄往北京大學(xué)、北京科技大學(xué)、湖南文物保護重點實驗室等多個實驗室進行檢測。結(jié)果顯示，爐渣均經(jīng)過熔煉，并發(fā)現(xiàn)了熔煉用的坩堝材料，但沒有發(fā)現(xiàn)經(jīng)過冶煉的爐渣和鐵礦石。據(jù)此可以判斷，遺址應(yīng)存在熔煉、鑄造生產(chǎn)工藝，但并不存在冶煉工藝。

碳14的測年數(shù)據(jù)顯示，遺址的主要存續(xù)年代為東漢至三國兩晉時期，與遺址中出土的陶瓷器年代相對應(yīng)。通過對遺址中植物遺存的分析，我們了解到：當(dāng)時人們的糧食以小米為主，其次是水稻；當(dāng)時利用的樹種有多種，如竹類、榆木、椎木等。這些信息讓我們進一步了解了當(dāng)時的生產(chǎn)、生活環(huán)境。

“現(xiàn)場模擬實驗”，是官田遺址考古發(fā)掘的一大特色。發(fā)掘過程中，我們隨時通過實驗對新發(fā)現(xiàn)進行驗證。遺址發(fā)現(xiàn)的長方形地穴加工爐，我們猜測其為生鐵熔化的加工爐。為“復(fù)刻”生鐵熔化的過程，我們決定砌筑一個豎爐，特意邀請擁有20余年冶煉經(jīng)驗的當(dāng)?shù)乩瞎そ持鞒謱嶒?。從豎爐的高度和空間設(shè)計、砌筑材料的選擇到燃料的投放、鼓風(fēng)、溫度控制，都嚴格遵循本地傳統(tǒng)工藝要求。豎爐確實將生鐵塊熔化成鐵水了。然而，由于熔爐容積過大，筑爐材料不佳，火力過猛導(dǎo)致爐壁破裂，溫度無法再加高，鐵水熔化量不足。后來我們吸取教訓(xùn)，將爐型改為一種小的圓形熔爐，通過鼓風(fēng)機鼓風(fēng)，將溫度提高到1300攝氏度以上。持續(xù)20分鐘后，坩堝內(nèi)的生鐵塊順利熔化成液態(tài)。隨后，我們用鐵鉗夾出坩堝，將鐵水倒在事先準備好的范具之中，鑄成鐵器。實驗過程中，一些小鐵珠滴落在澆鑄現(xiàn)場，這與遺址上采集的小鐵珠形狀、大小都接近，由此證明，遺址上確實存在著鑄造工藝。

此外，我們還做了鍛打、熔煉、燒制木炭、石塊破碎、退火脫碳等一系列模擬實驗，這對于判斷各種遺跡的性質(zhì)、提高對冶金工藝流程的認識，都起到了非常重要的作用。

官田遺址的發(fā)掘，不僅解決了漢晉時期武陵山區(qū)鐵工業(yè)技術(shù)、作坊布局、產(chǎn)品類型等具體問題的考古，更為認識漢晉時期南方地區(qū)郡縣乃至鄉(xiāng)亭冶鐵手工業(yè)生產(chǎn)提供了寶貴資料。從更大的視野來看，也對研究古代鋼鐵技術(shù)傳播乃至中華民族多元一體格局演進具有一定價值。

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