天天日報丨解開一千八百年前鑄鐵成鋼之謎（考古進行時）

【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、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)濟與技術基礎之一。秦漢時期，中國獨特的生鐵冶煉技術和管理制度，奠定了秦漢帝國在世界文明中的領先地位。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，湖南省文物考古研究院聯(lián)合四川大學、北京大學再次進行發(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構。但在冶金考古中，面對殘缺的遺跡，要獲知其具體性質，還需要專業(yè)的冶金知識以及多學科檢驗手段。“邊發(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和內涵，我們先后挑選了鐵器、爐渣、石料等各類標本寄往北京大學、北京科技大學、湖南文物保護重點實驗室等多個實驗室進行檢測。結果顯示，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。通過對遺址中植物遺存的分析，我們了解到：當時人們的糧食以小米為主，其次是水稻；當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?shù)乩瞎そ持鞒謱嶒灐呢Q爐的高度和空間設計、砌筑材料的選擇到燃料的投放、鼓風、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，將爐型改為一種小的圓形熔爐，通過鼓風機鼓風，將溫度提高到1300攝氏度以上。持續(xù)20分鐘后，坩堝內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、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、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傳播乃至中華民族多元一體格局演進具有一定價值。莫林恒

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