1. 引言

銅是人類最早用來大量制作工具的金屬。以Cu為主要化學成分，并含有適量其它化學元素的金屬稱為銅合金。主要化學成分是銅，其它化學元素總量非常少的金屬稱為純銅，純銅的外觀顏色偏紅，因此也稱為紅銅；含有適量鎳的銅合金顏色偏白，稱為白銅；含有適量鋅的銅合金顏色偏黃，稱為黃銅。傳統(tǒng)上，把含有適量錫的銅合金稱為青銅，但如今把含有適量除鎳或鋅以外的其它化學元素的銅合金都稱為青銅。例如，含有適量錫的銅合金稱為錫青銅，含有適量砷的銅合金稱為砷青銅，或簡稱為砷銅。

人類在野蠻時代初期即新石器時代的初期就開始接觸自然界中存在的銅，并逐漸對銅有了初步的認知。到野蠻時代末期，人類開始摸索出把自然界的銅礦石轉(zhuǎn)變成銅進而制作成銅工具的人工冶銅技術(shù)，由此不僅拉開了銅器時代的序幕，而且銅工具的廣泛使用及其對提高生產(chǎn)力的促進作用也為人類進入文明時代奠定了基礎(chǔ)[1]。

一般認為，世界上最早的人工冶銅技術(shù)于公元前五千紀出現(xiàn)在與中華文明區(qū)相對隔絕的西亞地區(qū)；當時的中華文明區(qū)以及與之密切相關(guān)聯(lián)的周邊泛東方文明區(qū)主要涉及中國中原地區(qū)、新疆地區(qū)、北方俄羅斯寒冷地帶以南的亞洲北部草原地帶。囿于人類遷移能力的局限，直至公元前二千紀，歐亞北方寒冷地帶、雷恩沙漠、中亞沙漠區(qū)、印度沙漠區(qū)、喜馬拉雅山脈和帕米爾高原組成的地理、地質(zhì)、氣候等多重阻隔帶，把中華文明區(qū)和西亞文明區(qū)分割成兩個相互很少聯(lián)系、相對獨立的區(qū)域[2]。

2. 約公元前3000年及以前的銅器

早期的人類在制作銅器時通常只能就地取材。因此，所制作銅器的化學成分往往與當?shù)劂~礦資源是否含有其他金屬以及含有何種金屬密切相關(guān)。若銅礦中含有鋅就可能制作出黃銅器，若銅礦中含有鎳就可能制作出白銅器，含有錫就可能制作出錫青銅器，以此類推。

陜西漢中勉縣陳家壩的銅礦區(qū)蘊藏含鋅銅礦床和含鎳銅礦床等多金屬銅礦床[3]。1973年在臨潼姜寨仰韶文化遺址發(fā)現(xiàn)了中國迄今為止由人工冶銅技術(shù)制作的最早銅器，是一件含25%（質(zhì)量分數(shù)）鋅的薄圓形黃銅片，其年代約為公元前4700年[4]。該黃銅的熔點約為950 °C，因此就當時的高溫技術(shù)水平，既可用高溫冶銅技術(shù)，也可以借助塊煉銅技術(shù)制作出來[5]。針對性實驗研究顯示，用天然銅鋅共生礦石可以借助人工冶銅過程直接制作出黃銅制品，而中國多地確實也蘊藏著各種鋅銅共生礦，因而具備了直接制作黃銅器的資源[6]。另外，1956年在西安半坡遺址區(qū)發(fā)現(xiàn)一件由人工冶銅技術(shù)制作含20%（質(zhì)量分數(shù)）鎳的薄長條形白銅片[7]，所涉及的年代約為公元前4700年[8]。該白銅的熔點約為1200 °C，就當時的高溫技術(shù)水平，只可能借助塊煉銅技術(shù)制作出來[5]。1980年對陜西渭南北劉遺址仰韶文化廟底溝時期的地層進行嘗試性挖掘時還發(fā)現(xiàn)1件黃銅笄，年代約為公元前3700年至前3100年[9]。

在內(nèi)蒙古東部紅山文化地區(qū)的赤峰北部蘊藏含錫的銅礦床和其它多金屬銅礦床[10]，適合于用來制作錫青銅。1987年在內(nèi)蒙古敖漢旗紅山文化的西臺遺址中發(fā)掘出了2組陶范，是約公元前4500至前4000年用于鑄造小青銅器的模具[11]。在諸如甘肅夏河縣等甘肅青海地區(qū)蘊藏含錫的銅礦床和含砷的銅礦床[12−13]，在甘肅東鄉(xiāng)林家遺址馬家窯文化晚期的地層中發(fā)現(xiàn)了一把通長12.5 cm的錫青銅刀，其年代為約公元前3000年[14]；在青海同德縣宗日遺址出土了約公元前3000年的砷銅刀[2]。在新疆的吉木乃縣胡薩因闊拉斯銅礦區(qū)蘊藏含錫的銅礦床和其它多金屬銅礦床[15]，2020年在吉木乃縣的通天洞遺址則發(fā)現(xiàn)了約公元前3000年的錫青銅管殘片，這是新疆目前已知最早的銅器[16]。山西運城地區(qū)有銅礦區(qū)，而在山西榆次源渦鎮(zhèn)就發(fā)現(xiàn)了約公元前3000年仰韶文化晚期的銅煉渣[17]；遼寧撫順紅透山礦區(qū)蘊藏銅礦，在遼寧朝陽牛河梁遺址發(fā)現(xiàn)了約公元前3000年紅山文化純銅制作的小銅環(huán)[18]；山東煙臺地區(qū)有銅礦區(qū)，山東泰安大汶口文化1號墓所發(fā)掘的隨葬品中有表面附著銅綠銹的骨鑿，銅質(zhì)量分數(shù)為9.9%，其年代約為公元前30世紀[8]。表1簡潔地歸納了中華文明區(qū)公元前30世紀及之前上述早期銅器的考古發(fā)掘情況。參照自然資源部地圖技術(shù)審查中心公布的標準亞洲地圖[19]，在圖1中用實心小圓圈符號標識出了這些考古發(fā)現(xiàn)的大致地理位置。

3. 約公元前三千紀(公元前3000至前2000年)的銅器

中國國家博物館展示的遠古時期各階段的地圖及中國歷史地圖[20]顯示，五帝時期至夏商年代中國的北方和西北方，在今天哈薩克斯坦巴爾喀什湖和俄羅斯貝加爾湖之間廣大的亞洲北方草原地區(qū)是匈奴及其先祖族群生活的地區(qū)，該地區(qū)屬于亞洲游牧民族的薩滿文化區(qū)。今天中國新疆周邊地區(qū)則是當時的城廓諸國、即西域諸國的領(lǐng)地。

公元前三千紀期間的黃帝集團屬于中國華夏民族的祖先，在集團眾多族群所分布的地理范圍之外，還有各種與華夏民族的先祖保持種種復雜而密切聯(lián)系的大量邊遠部族，被稱為“蠻”“夷”“戎”“狄”，這些部落族群雖不是夏族，但很多都是正處于融入夏族過程中的“戎”“胡”等族群[21]。其實，由于夏族存在內(nèi)部矛盾，使得一些不得勢的夏族也會被迫進入這些地區(qū)，成為邊遠部族。夏王朝滅亡以后，部分夏族人向北遷徙，與當?shù)刈迦喝诤铣蔀樾倥虼恕妒酚?middot;匈奴列傳》載“匈奴，其先祖夏后氏之苗裔也”[22]；當時匈奴及其先祖族群生存的主要地域就是今天包括貝加爾湖在內(nèi)的俄羅斯南西伯利亞和蒙古草原地區(qū)。1940年，在俄羅斯南西伯利亞哈卡斯自治共和國首府阿巴坎以南8 km處，即貝加爾湖以西匈奴地區(qū)的腹地發(fā)現(xiàn)了一座漢式宮殿遺址（參見圖1中實心大圓符號所標識出的位置），被稱為“最北方的漢式宮殿”，考察發(fā)現(xiàn)，許多板瓦和瓦當上有“天子千秋萬歲常樂未央”等字樣[23]。分析顯示該宮殿建于西漢時期，表明匈奴與中國內(nèi)地有長期的交往歷史。中國歷史上經(jīng)常提及的西域地區(qū)就是今天的新疆地區(qū)以及哈薩克斯坦的巴爾喀什湖地區(qū)。該地區(qū)各族群的祖先自十幾萬年前從西方逐漸遷移而來，并在此長期生息繁衍。然而，喜馬拉雅山脈直至一萬年前的不斷隆升（圖1靠左側(cè)）、歐亞北方的寒冷地帶（圖1上端），再加上隨之形成的中亞地區(qū)里海上端以及里海與巴爾喀什湖之間連續(xù)的大片沙漠地帶（圖1左側(cè)）逐漸阻斷了西域與西亞之間的物流聯(lián)系與文化交流的通道（參見圖1），以至直到16世紀西域地區(qū)的主導性宗教始終是佛教[24]；在此之前，西亞的伊斯蘭教并未能對西域地區(qū)產(chǎn)生重要影響[2]。在早期，作為西域與中原地區(qū)之間聯(lián)絡(luò)通道的河西走廊并不十分通暢，隨后經(jīng)張騫通西域以來的持續(xù)努力，西域與中原地區(qū)之間的往來交流日益活躍，以至自西漢以來西域地區(qū)各民族逐漸融入了中華民族。由此可見，公元前2000年以前的匈奴及其先祖地區(qū)和西北西域諸國地區(qū)大體屬于與中華文明核心區(qū)域有密切聯(lián)系的泛東方文明區(qū)。

匈奴及其先祖和西域族群早期生存過的地區(qū)屬于泛東方文明范圍內(nèi)游牧民族的撒滿文化區(qū)；當今，對該地區(qū)即俄羅斯南西伯利亞的考古研究發(fā)現(xiàn)了公元前三千紀（公元前3000至前2000年）期間的銅器[25]。以眾多撒滿文化區(qū)的考古發(fā)掘為例，在貝加爾湖西北側(cè)的薩爾明斯基岬墓地出土了約公元前26—前21世紀格拉茲科沃文化的銅刀；在巴爾喀什湖以北，額爾齊斯河與鄂畢河之間的索普卡-2墓地出土了約公元前24—前22世紀克羅多沃文化的銅飾物和銅片；在上述漢代宮殿遺址西南方不遠處、奧庫涅夫文化區(qū)的切爾諾瓦亞-8墓地中發(fā)掘出了約公元前22—前20世紀的銅匕首等。表2簡潔地歸納了今天俄羅斯南西伯利亞地區(qū)公元前三千紀期間早期銅器的考古發(fā)掘，圖1上端用橢圓符號標識出了這些考古發(fā)現(xiàn)的大致地理位置。

公元前3000至前2000年期間，在中華文明核心區(qū)及周邊其他地區(qū)不斷地出現(xiàn)早期人工冶銅和使用銅器的考古發(fā)現(xiàn)。根據(jù)很不完整的統(tǒng)計，在湖北天門石家河遺址發(fā)現(xiàn)了約公元前2500年的青銅錛，相關(guān)研究認為公元前30世紀之前在長江流域已經(jīng)存在了人工冶銅行為[26]；在河南淮陽平糧臺龍山文化城址發(fā)現(xiàn)了一塊約公元前24世紀呈銅綠色的銅渣[27]；在河南鹿邑栗臺遺址發(fā)現(xiàn)了公元前24—前22世紀的一件銅塊[28]；在山西襄汾縣陶寺村南的陶寺遺址中發(fā)現(xiàn)了約公元前22世紀砷銅制作的銅鈴和銅齒輪形器（圖2）[29]；在河南臨汝縣龍山文化煤山遺址發(fā)現(xiàn)了約公元前21世紀煉銅坩堝殘片，內(nèi)壁保留有六層殘留紅銅液層，含銅質(zhì)量分數(shù)達到95%[30]。在青海同德縣宗日遺址還出土了許多約公元前3000至前2000年的砷銅飾物殘片[31]。在甘肅永登蔣家坪出土了約公元前23—前20世紀馬廠文化的錫青銅刀，在甘肅武威皇娘娘臺遺址出土了約公元前20世紀之前齊家文化的銅質(zhì)刀、錐、斧、鐮等銅器[32]；在山東棲霞楊家圈遺址出土了一件約公元前22—前20世紀[9]的殘銅條，形似銅錐[33−35]。另外，在河南登封王城崗龍山文化四期灰坑內(nèi)出土了一件約公元前20世紀由錫青銅鑄造的銅鬶殘片[36]；在河南鄭州牛砦龍山文化遺址內(nèi)[37]，發(fā)現(xiàn)了約公元前2000年熔化青銅的殘留爐壁[38]。在陜西神木石峁遺址發(fā)現(xiàn)了約公元前20世紀紅銅制作的銅環(huán)和砷銅制作的銅齒環(huán)（銅齒輪形器，參見圖2）[39]，在西藏拉薩曲貢遺址出土了約公元前20世紀錫青銅制作的銅鏃[40]；在內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾旗二里半遺址出土了約公元前2000年的一件銅環(huán)[9]，在新疆疏附縣蘇勒塘巴俄遺址還發(fā)掘到約公元前2000年的紅銅殘片和錫青銅條[41]；在陜西榆林火石梁也出土了約公元前2000年的一件短柄銅刀[9]，屬青銅器[42]；在山東膠縣三里河龍山文化遺址中發(fā)現(xiàn)了兩件約公元前2000年的黃銅鉆形器[35,43−44]。表2列出了公元前三千紀期間中國各地銅器的考古發(fā)掘，圖1用空心圓圈顯示出了這些考古發(fā)現(xiàn)的大致地理位置。河西走廊地區(qū)的冶金考古研究認為[45]，約公元前2100年該地區(qū)就開始了銅冶金活動，已出現(xiàn)了紅銅冶煉與砷銅冶煉，并且很早就開始嘗試冶煉錫青銅。

4. 早期的銅工具與銅器的成分

人類的文明時代往往是在廣泛使用銅器的推動下，社會生產(chǎn)力達到溫飽有余水平后所開啟的一個呈現(xiàn)出各種新型社會特征的時代[1]。因此，比石器更具備明顯性能優(yōu)勢的銅工具[46]對提升社會生產(chǎn)力和促進人類進入文明時代發(fā)揮了巨大的作用?，F(xiàn)有的考古發(fā)掘顯示[47]，秦帝國建立之前，在全國各地考古發(fā)現(xiàn)了7400多件銅工具，說明銅工具在早期中國社會經(jīng)濟發(fā)展中確實發(fā)揮著重要作用。逐一核對后可以確認，上世紀五十至八十年代在中國甘肅、河北、陜西、山東、安徽、內(nèi)蒙古、青海各地發(fā)掘到了約公元前2000年或更早時期的許多早期銅工具，包括銅錐、銅刀、銅鏟、銅斧、銅鉆、銅針、銅鐮等，共計四十多件[47]。這些未必完整的統(tǒng)計觀察也說明銅工具的普遍使用不可避免地促進了中華文明的萌生。綜上可見，公元前3000年以前中國多地已經(jīng)開始出現(xiàn)人工冶銅技術(shù)和銅器的使用，在公元前三千紀期間（公元前3000至前2000年）中國各地人工冶銅技術(shù)與銅器的使用、尤其是銅工具的使用呈現(xiàn)出逐漸普及的趨勢。

根據(jù)今天對銅及銅合金的定義，考古發(fā)現(xiàn)的公元前3000年及以前的銅器分別屬于紅銅、白銅、黃銅、錫青銅、砷銅等（表1），公元前3000至前2000年考古發(fā)掘的銅器也屬于比較常見的紅銅、錫青銅、砷銅等（表2）。除了紅銅以外，其它銅器的質(zhì)地都屬于銅合金范疇，即這些銅器具有各自獨特的化學成分。然而，迄今為止的考古研究都無法證實，當時中國各地的族群已具備了系統(tǒng)性控制銅合金成分的知識和能力。在此一千多年后，公元前數(shù)百年戰(zhàn)國后期的《考工記》曾記載了制作錫青銅時，控制化學成分中錫與銅的比例與所制銅器的性能和應(yīng)用范圍關(guān)系的系統(tǒng)性描述[48]，并被認為“這是世界上最早關(guān)于合金配比的記載”[49]。

公元前2000年之前，全世界能考證到的系統(tǒng)性文字包括西亞蘇美爾文明的楔形文字、北非古埃及文明的象形文字和南亞古印度文明的印章文字[50]。印章文字數(shù)量不太多，且至今無法解讀；楔形文字和古埃及象形文字雖然有銅器乃至人工冶銅的記載，但至今并未發(fā)現(xiàn)涉及銅合金成分控制的記載；如此看來，《考工記》關(guān)于銅合金成分控制的記載很可能是全世界最早的。如果公元前2000年之前，全世界各地的人類族群都不掌握控制銅合金化學成分的知識和能力，那么所制作出的銅器分屬于紅銅、白銅、黃銅、錫青銅、砷銅等不同化學成分的原因只能是：各地所能獲取的銅礦資源呈現(xiàn)出了以含銅為主、或含銅的同時也含有了鎳、鋅、錫、砷等不同其它元素；即所獲得銅礦石的天然化學成分導致了所制作的銅器屬于純銅或各種銅合金，較少存在人為地系統(tǒng)性干預(yù)化學成分的因素。中國各地多樣化的銅礦資源也為早期制作出不同化學成分的銅器提供了基本的條件[3,12−13,15,17]?；蛟S公元前2000年之前人們可以根據(jù)積累的經(jīng)驗，以特定比例混合就近獲得的不同銅礦石，進而客觀地控制了銅器的化學成分，并實現(xiàn)了較好的銅器性能。但就當時的認知水平和生產(chǎn)能力，人們尚難以產(chǎn)生《考工記》所描述的那種有目的地對銅器成分定量控制的認知，也難以大規(guī)模調(diào)動相距遙遠的不同地區(qū)銅礦石進而混合制作出特定化學成分的銅器。

5. 結(jié)束語

公元前3000年以前中國多地已經(jīng)開始出現(xiàn)人工冶銅技術(shù)和銅器的使用，在公元前三千紀期間（公元前3000至前2000年）中國各地人工冶銅技術(shù)與銅器的使用呈現(xiàn)出逐漸普及的趨勢。東亞地區(qū)的銅器最早主要出現(xiàn)于陜西、甘肅、青海、內(nèi)蒙、新疆等中華文明圈的偏西北地區(qū)，以及山西、遼寧、山東等偏北方地區(qū)。公元前3000年之后，在山西、河南、乃至西藏相繼出現(xiàn)銅器的同時期，銅器也出現(xiàn)于中華文明區(qū)周邊更大范圍的匈奴先祖地區(qū)和西域地區(qū)；這些周邊撒滿文化地區(qū)屬于東亞文明區(qū)范圍，與中華文明區(qū)有著密切的交往與聯(lián)系，但鮮有受到更遠方西亞地區(qū)的影響。由于認知水平的局限，當時銅器的不同化學成分難以系統(tǒng)性地受到人為控制，主要取決于各地銅礦資源原有的成分或附近不同礦石比例的經(jīng)驗性混合。

文章來源——金屬世界