10月16日，山东大学文化遗产研究院冶金考古研究团队在国际著名学术期刊Journal ofArchaeological Science: Reports发表题为“A new FTIR spectrophotometric method for estimating the firing temperature of ceramic bronze-casting moulds from the Houma foundry, China”的研究论文，对中国 古代铸铜陶范的焙烧温度进行了定量分析，为进一步了解铸铜陶范的制作工艺提供了新依据。该文第一作者为山东大学文化遗产研究院博士生刘耐冬，通讯作者为王全玉教授，共同作者包括山东大学文化遗产研究院吴朦副研究员、中国科学院自然科学史研究所苏荣誉教授和中国社会科学院考古研究所刘煜教授。

公元前五千年晚期至公元前四千年早期，欧洲东南部、西南亚和中亚地区已经出现了铜器铸造技术。我国最早的形式简单的铸造铜刀出现于公元前三千年。虽然我国的铸造铜器出现较晚，但是到公元前两千年晚期，已经发展出了当时世界上技术最精湛、工艺最复杂的泥质块范法。泥质块范法是将泥块敷在模型的外表面（外范）或充填进容器模型的内腔（芯），外范切割成数块，经焙烧定型后从模型上取下，铜器浇铸前再组合起来使用（图1）。因此焙烧温度无疑是陶范生产的重要因素之一。

图 1 泥质块范法（Chastain, 2019）

本研究在以往研究的基础上建立了一种新的傅里叶变换红外（FTIR）光谱法，来检测陶范的焙烧温度。具体原理是，粘土矿物随着焙烧温度的升高晶体结构发生改变，在红外光谱上表现为硅酸盐的硅氧化学键（Si-O）的吸光度（A1030）随焙烧温度升高而降低，而粘土中石英晶体的含量不受温度影响，即石英的硅氧化学键的吸光度（A1082）与焙烧温度无关，可作为内标物。实验发现陶范的焙烧温度与粘土矿物和石英Si-O的吸光度比值（A1030/A1082）呈明显负相关（图2），随着焙烧温度的升高，该比值是逐渐降低的（图3）。

图 2 不同焙烧温度的A1030与A1082

图 3 不同焙烧温度的A1030/A1082

表征陶范或陶器焙烧温度的方法分为三个阶段：（1）焙烧温度低于500℃时，粘土矿物的晶体结构未发生明显变化，可根据粘土矿物的Al-O-Si在517 cm^-1处的吸收峰判断；（2）焙烧温度介于500 ℃-800 ℃之间时，粘土矿物的Al-O-Si在517 cm^-1处的吸收峰消失，焙烧温度与A1030/A1082相关性显著，可根据模拟样品的标准曲线判断文物样品的焙烧温度；（3）高于800℃的文物样品可使用热膨胀法检测其原始烧成温度，该方法用于判断高温烧结的陶瓷器的烧成温度准确性高。

本研究检测了中国青铜时代的三个铸铜遗址（侯马白店、安阳殷墟和彭阳姚河塬）出土的陶范的焙烧温度。结果发现，侯马陶范的焙烧温度较为统一，一般高于800 ℃；安阳陶范的焙烧温度比较多样，低于500 ℃、介于500 ℃-800 ℃之间和高于800 ℃的样品均有；而彭阳姚河塬陶范的焙烧温度则全都低于500 ℃。由此可以了解中国青铜时代各铸铜遗址陶范的制作工艺具有明显的时空差异。

Journal ofArchaeological Science: Reports为考古学领域的国际专业期刊，该刊主要发表自然科学技术与方法应用于考古学的高质量文章，在国际上享有较高的声誉以及广泛的学术影响力，为AHCI收录期刊。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2023.104256

【撰稿：刘耐冬 审核：吴朦 编辑：徐文亚】