澄城刘家洼遗址出土青铜器腐蚀成因研究

刘家洼遗址出土大量珍贵的青铜器对研究春秋早期芮国历史具有重要价值,但由于青铜器受到长期腐蚀影响,其蕴含的部分信息可能发生损失。为研究刘家洼青铜器的工艺、保存状况与稳定性,揭示关中东部黄土塬区出土青铜器的土壤腐蚀特征,并为文物保护修复提供参考依据,本工作对刘家洼青铜器腐蚀成因进行综合研究。本工作利用金相显微镜观察、扫描电镜-能谱、X射线衍射、拉曼光谱等分析手段对刘家洼遗址出土6件青铜器样品的锈蚀物相与锈层结构进行表征。结果表明,青铜器腐蚀产物以赤铜矿、孔雀石以及白铅矿为主。部分青铜器表面存在浅绿色粉状腐蚀产物,但并非含氯腐蚀产物。刘家洼青铜器锈层结构自金属基体向外依次为过渡层、原始表面内非金属层、原始界面、原始表面外原位沉积层及扩散沉积层。原始界面内非金属层Cu/Sn值低于基体,表明基体内的铜元素腐蚀后向外迁移以及锡元素腐蚀后形成锡石原位沉积。原始界面外Cu/Sn比值显著高于原始界面内非金属层,表明外迁的铜离子在埋藏环境作用下沉积。本工作通过对青铜器附着土壤样品pH值、氧化还原电位以及离子色谱分析,结果表明刘家洼青铜器埋藏环境为弱碱性氧化型环境,土壤中氯离子含量不高,这与出土青铜器的腐蚀状态相吻合。因此在不影响艺术价值的情况下,保护修复时应尽可能保留这批青铜器的腐蚀产物。陕西地区部分弱碱性低氯埋藏条件出土青铜器在后期发现的碱式氯化铜应受保存环境影响所致,故刘家洼青铜器需重视后期保存条件的控制。相较于以往陕西地区出土青铜器腐蚀研究,本工作以刘家洼青铜器的分析结果提出以下认识:1)青铜器内部由于局部腐蚀的不断发生,各位点腐蚀属性不断发生变化,故青铜器内部腐蚀反应环境不等同于土壤埋藏环境而呈弱酸性。在此基础上通过对不同pH条件下腐蚀产物溶解度的计算确定金属内部弱酸性腐蚀条件下铜、铅为离子态存在发生迁移,迁移至弱碱性埋藏环境后发生沉积反应,而锡石仅在强酸性的条件下才可溶解。2)基于腐蚀层内锡元素的含量分析,认为部分青铜器表面较为纯净的赤铜矿层是由一价铜离子微弱迁移并在青铜器原始界面外原位沉积形成,原始界面内非金属层与赤铜矿层之间为原始界面。刘家洼遗址出土青铜器是锈层结构代表了弱碱性低氯埋藏环境下青铜器的腐蚀特征,对揭示青铜器腐蚀成因与埋藏环境之间的关联具有重要的参考价值。不同埋藏环境下青铜器在金属氧化为离子后的迁移与沉积过程存在差异,可为中国南北不同地区出土青铜器不同腐蚀结构成因提供参考。

随州义地岗枣树林墓地M190出土青铜器与锡器的科技分析

本文通过合金成分分析、金相组织分析以及铅同位素比值分析对随州义地岗墓群枣树林墓地M190出土的青铜器与锡器的技术与资源特征进行表征。结果表明枣树林M190出土青铜容器中锡含量较高,并且出现相当比例的高锡青铜,另有纯锡制品以及纯锡焊补材料的使用。编钟、兵器等青铜器类生产标准化程度较高。枣树林M190正处于春秋早中期金属资源变迁的重要时间节点,来自湖南地区的铅锡物料随着楚国的兴起而广泛流通。曾国与楚国通婚,关系亲近,又地处金属资源运输的咽喉要道,故可获得大量金属物料。而曾公将大量贵重金属锡资源作为普通物料使用,反映其作为国君掌握的财富与权威。

陕西澄城刘家洼遗址东Ⅰ区墓地出土青铜器的技术与资源研究

刘家洼遗址位于陕西省渭南市澄城县王庄镇刘家洼村西。2016年底,部分墓葬被盗,后追缴文物400余件(组),包括鼎、簋、壶等青铜重器,表明此地应是春秋时期的一处高等级墓地。2017年以来,陕西省考古研究院等单位对刘家洼东Ⅰ区、东Ⅱ区与西区(鲁家河)墓地进行了抢救性发掘,清理了3座大型高等级贵族墓葬及百余座中小型墓葬,确认刘家洼墓地应为春秋早中期芮国的一处重要墓地,并将刘家洼遗址认定为芮国后期的一处都邑.

江西海昏侯墓主椁室出土青铜器制作工艺初步分析

利用扫描电镜—能谱(SEM-EDS)及金相显微镜,对江西海昏侯墓主椁室内出土部分青铜器进行了合金成分及金相分析。结果表明,海昏侯墓主椁室内出土的铜器锡含量测量平均值为9.3%,铅含量测量平均值为2.9%,其中青铜容器锡含量测量平均值为10.5%,铅含量测量平均值为3.2%。不同器类器物具有不同的合金配比,反映工匠在制作器物时会考虑器物的使用功能及颜色等性质。铜器的制作工艺包括铸造、铸后受热退火以及铸后热锻。海昏侯墓出土的青铜器的科技分析,丰富了西汉时期铜器科技检测相关分析,对研究西汉铜器生产体系等问题具有重要的意义。

随州义地岗墓群出土春秋中期编钟腐蚀成因研究

为揭示随州义地岗墓群春秋中期四座高等级贵族墓葬出土编钟的保存状态,并为后期清理铭文、保护修复提供相关依据,本文对义地岗墓群出土部分编钟的锈蚀产物、金属基体及附带土壤进行了取样分析。M169、M190编钟的腐蚀产物以赤铜矿与纯铜为主,M129、M168编钟表面则可见有孔雀石、蓝铜矿等腐蚀产物。合金成分分析表明M190与M129出土编钟以锡青铜为主;M168与M169出土编钟则以铅锡青铜为主。土壤分析显示墓葬长期处于饱水的还原型环境中,对铜器的腐蚀过程与保存有重要的影响,而环境内Cl-浓度低于6mg/kg,青铜器受有害锈的影响较小。还原型环境出土的铜器需重视对埋藏环境的分析,以监测因环境变化所引起的腐蚀产物的变化,尤其是防止有害锈的爆发。

河南鲁山冶铁遗址群的技术特征研究

在以往关于鲁山地区冶铁技术研究结果的基础上,我们持续开展了望城岗冶铁遗址与周边地区相关铁矿、冶铁遗址的田野调查,补充分析了望城岗、西马楼、太平堡等冶铁遗址出土和采集的矿石、炉壁、陶范、炉渣等冶铸遗物,揭示其蕴涵的技术特征,发现各遗址虽均进行生铁冶炼或铸造活动,但各遗址炉料配方差异明显,导致差异的原因可能与多样性炉料配方、技术的历时性变化等因素有关。