黄铜技术经由海路传播：来自中国南方坩埚的证据

《Antiquity》：Brass technology transmission via maritime routes: crucible evidence from southern China

　　

尽管公元10世纪的文字记载中有相关描述，但中国早期黄铜生产的直接证据十分稀缺。因此，在中国南方广州发现的年代为公元9至10世纪的坩埚及一座熔炉是一项关键发现。本文所呈现的对这些坩埚内发现的金属残留物的分析，证实了原料的端到端处理以及通过渗锌法(cementation)生产黄铜的过程。研究人员认为，这一发现为黄铜制作知识与技术的传播提供了新视角，凸显了制度化产业与海路在中世纪中国南方本地化黄铜生产出现中的潜在作用。

研究背景方面，黄铜作为铜锌合金其大规模生产可追溯至公元前第一个千年，古典世界已有繁荣的黄铜（山黄铜orichalcum）工业，该技术最初集中于欧洲与古代近东，向东传播最终全球扩散，伊朗高原约公元6至7世纪、中亚约公元8世纪、东亚约公元10世纪建立黄铜工业。中国本地黄铜生产普遍认为始于公元10世纪，有历史记录、考古发现及铅同位素特征支持，零星更早黄铜器物多为罗马、波斯或印度进口，但中国缺乏中世纪黄铜生产直接证据如熔炉、坩埚、炉渣，东亚16世纪前无黄铜制作坩埚报道，阻碍理解东亚黄铜生产技术特征及欧亚技术互动探索。为此研究人员对广州南越国王宫署遗址官方冶金作坊出土坩埚开展系统分析，旨在确认作坊黄铜生产起始时间与技术特征，探索中世纪中国（公元8至14世纪）黄铜技术可能起源与传播路线，得出广州公元9至10世纪已存在官方黄铜生产、采用渗锌法(cementation)、技术特征与伊斯兰世界相似、海路为重要传播渠道等结论，填补东亚中世纪黄铜制作坩埚考古空白，为黄铜技术传播提供新视角，凸显海路与制度化产业作用，发表于《Antiquity》。

关键技术方法包括便携式能量色散X射线荧光分析(pXRF)用于初步量化坩埚与铜基器物内金属元素相对浓度；扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)用于坩埚截面微观结构与成分分析并以标准样品ETM-EB375质控；多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)用于测定坩埚内金属残留铅同位素比值并以标准SRM981校验精度，样本为广州南越国王宫署遗址出土公元7至10世纪组别IIb坩埚（3件完好黄铜制作坩埚）及同期4件铜基器物。

研究结果部分，pXRF分析结果表明坩埚内表面金属元素富集证实用于有色金属生产，6世纪前以铜锡铅为主锌低于0.1%，7世纪锌升至3.5%锡铅降，9世纪初锌骤升至32%锡铅至最低，显示从无锌到含锌原料转变；同期铜基器物3至9世纪为铅青铜，9至10世纪一件为铅黄铜（13%Zn与48%Pb）。SEM-EDS分析结果显示坩埚具三明治结构（外涂层1至2mm、陶瓷基体10至15mm、内衬层1mm），陶瓷基体为瓷石基粘土（平均SiO₂75.0%、Al₂O₃18.6%）含稻壳稻草有机羼和石英矿物羼，外涂层富钙（CaO18%）促玻化隔离火焰，内衬层富钙（CaO19.7%）含CuO4.6%与ZnO13.6%；内部炉渣为高锌CaO-SiO₂玻璃质渣含硅锌矿（willemite Zn₂SiO₄）与闪锌矿等，识别A型坩埚含纯铜（>99%）与二元黄铜液滴（Zn11至17%）、B型坩埚含青铜与三元Cu-Zn-Sn合金（炮铜gunmetal，Sn2至4%、Zn11至15%），衬层发育ZnO、硅锌矿、尖晶石相（ZnAl₂O₄、Zn₂SnO₄、ZnFe₂O₄）与树枝状赤铜矿。铅同位素分析(MC-ICP-MS)结果显示三件坩埚²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.41至18.52、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.6至15.7，符合华夏地块（Cathaysia）构造省特征，黄铜液滴无铅反映铜锌矿混合源，NYG14与NYG16同位素重叠显示原料来源相近。

讨论部分总结，黄铜生产始于9至10世纪，组别IIb坩埚首次识别黄铜生产，具锌浓度骤升、黄铜液滴与ZnO残留，证实完整端到端生产序列，结合熔炉与黄铜耳环显示公元末广州已建官方黄铜工业；渗锌法(cementation)技术特征为以纯铜或青铜（回收青铜废料）为底料、锌矿（推测为异极矿calamine）为锌源，在小巧瓷石基坩埚（掺稻壳稻草）中于950℃以上进行气液反应产低锌黄铜（<20%Zn），每炉约容19坩埚产33至50kg黄铜，未见盖但可能存在薄陶盖循环使用；中国南方与伊斯兰地区对比显示无盖坩埚、高温处理、回收青铜产低锌黄铜（11至17%Zn）相似，印度同时期为更先进蒸馏锌法（speltering）非渗锌法(cementation)，不支持其为源头；海路为关键传播渠道，8世纪后陆上丝路中断广州通海夷道兴盛，阿拉伯商人定居蕃坊(Fanfang)达2万人，波斯式绿釉陶等佐证阿拉伯影响，阿拉伯工匠可能中介传播黄铜知识，无直接文字记录但技术与地理历史吻合。

结论部分翻译为：对中国南方广州南越国王宫署遗址公元9至10世纪作坊出土坩埚的分析确认其用于黄铜生产。金属残留（铜/青铜至黄铜）、密集氧化锌残留与高锌炉渣共存区别于传统铜青铜熔炼坩埚，表明以纯铜与无铅青铜分别为底料生产纯黄铜与Cu-Zn-Sn合金。此发现填补东亚中世纪黄铜制作坩埚考古长期空白。坩埚早年至代提供本地黄铜生产证据，本地瓷石基粘土、有机羼与金属资源支持本土冶金实践解释，广州熔炉、黄铜坩埚与黄铜器物组合展示完整黄铜生产流程，证实公元末已建官方黄铜工业。黄铜制作坩埚形态技术相似、地理邻近与历史文献指示伊斯兰世界潜在技术影响，广州作为贸易港的历史重要性凸显海路在跨区域知识技术传播中的作用，阿拉伯商人与工匠在广州流动定居可能促进科学与工艺专长传播，对东亚冶金发展产生持久影响。

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