古代含砷麻江型銅鼓研究

鄒桂森，李延祥，梁燕理

(1. 北京科技大學科技史與文化遺產研究院，北京 100083； 2. 廣西民族博物館，廣西南寧 530028)

0 引 言

銅鼓是我國西南地區古代眾多民族的文化瑰寶。張世銓在《論古代銅鼓的分式》[1]中提出8個標準式，分別稱之為萬家壩式、石寨山式、冷水沖式、遵義式、麻江式、北流式、靈山式、克倫式。此后的二十多年時間，中國學者采用這種分類方法把他們分別稱為萬家壩型、石寨山型、冷水沖型、遵義型、麻江型、北流型、靈山型、西盟型[2]，這一分類方式一直沿用至今。世界上最早的銅鼓出土于云南楚雄萬家壩23號墓，經14C測定該銅鼓至今已有2700多年。

早期麻江型鼓年代的上限和楊粲墓鼓年代相當，應在南宋[3]。麻江型銅鼓是現存銅鼓中使用時間最長、分布地域最廣的銅鼓(圖1)。在廣西、云南、貴州、四川等地不少民族仍然在特定的節日使用，在其日常生活中起著十分重要的作用。

圖1 麻江型銅鼓[4]Fig.1 Majiang Type Bronze Drum

早在20世紀初，奧地利學者弗朗茨·黑格爾最早對銅鼓進行了合金材料的化學成分分析。20世紀80年代，對銅鼓的研究達到高潮，對其起源、分類、族屬、用途、裝飾藝術、合金成分和金屬材質、礦料來源、鑄造工藝、音樂性能等方面進行了相關的研究。

在以往的研究當中，從最早的萬家壩銅鼓至最晚的麻江型銅鼓，通常認為其合金組成方式為紅銅、錫青銅、鉛錫青銅。本研究通過實驗室檢測分析，發現麻江型銅鼓中有一部分含砷銅鼓的存在，以往研究對該類銅鼓的關注較少。本研究通過對含砷麻江型銅鼓進行金相及成分分析，同時將含砷遵義型銅鼓與含砷麻江型銅鼓的成分及鉛同位素數據進行對比，探討其存在的源流關系。

1 樣品及分析方法

筆者曾對廣西部分博物館館藏麻江型銅鼓進行取樣分析?？紤]到文物的珍貴性，以及遵循不影響文物原貌的原則，對館藏麻江型銅鼓進行取樣時，樣品主要取自器物殘斷處以及毛刺部位，共取樣34個。對樣品進行金相及成分分析，結果顯示該批樣品中有5個樣品砷含量較高，其特殊性值得關注及討論。5個含砷的樣品當中，1個樣品來自廣西百色起義紀念館(圖2)，3個樣品來自桂林博物館(圖3～5)，有1個樣品取自廣西民族博物館館藏殘片，但館藏信息并未有相關的來源記錄，故未對其進行討論?，F主要對4個來源明確的含砷麻江型銅鼓進行討論。

表1 麻江型銅鼓樣品登記表

圖2 總1052清十二芒二道乳釘紋銅鼓Fig.2 No.1052 Qing Dynasty bronze drum with 12 rays and 2 circles of nails grain pattern

圖3 總1785清游旗紋銅鼓Fig.3 No.1785 Qing Dynasty bronze drum with flying flag pattern

圖4 總1789鳥紋銅鼓Fig.4 No.1789 Qing Dynasty bronze drum with bird pattern

圖5 總1803清游旗紋銅鼓Fig.5 No.1803 Qing Dynasty bronze drum with flying flag pattern

對麻江型銅鼓樣品進行實驗分析，是研究其鑄造工藝的重要手段。本研究對樣品進行了三方面的實驗分析：一是金相分析。采用電木粉對樣品進行鑲樣，之后分別用600目、800目、1200目、1500目、2000目的砂紙對樣品打磨，并用拋光布拋光。用3%的三氯化鐵鹽酸酒精溶液侵蝕，采用萊卡(Leica)DMLM金相顯微鏡和萊卡(Leica)DM4000光學顯微組織分析系統對樣品拍攝金相照片；二是利用掃描能譜電子顯微鏡(SEM-EDS)對所取樣品進行合金成分檢測。使用蔡司(ZEISS)EV018高分辨率掃面電鏡進行觀察，能譜儀型號為BRUKER XFlash Detector 5010。分析條件設定為加速電壓20kV，工作距離7～10mm。在進行成分檢測的過程中，面掃時間為60s，微區掃描的時間為30s。三是對樣品進行鉛同位素的測定。本實驗在北京大學地球與空間學院造山帶與地殼演化教育部重點實驗室利用VG Elemental型多接收電感耦合等離子質譜儀(MC-ICP-MS)進行測試。取10mg樣品，用王水溶解樣品，濾除不溶物，將清液定容至100mL。用電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-AES)分析清液中的鉛含量。根據所測鉛含量的值，分別加去離子水，稀釋到溶液中鉛含量在1000n mol/mol左右。在樣品中加入國際鉈(Tl)標準溶液(SRM997)，使得溶液中鉈含量大約相當于鉛含量的2/3左右。樣品即制備完成。

2 結果及討論

2.1 實驗結果

1) 金相觀察和成分分析。對實驗樣品進行了金相組織及成分分析觀察，其結果如表2～3所示。樣品03(圖6)、04(圖7)、06(圖8)、07號(圖9)金相組織，銅錫砷α固溶體樹枝晶偏析明顯，呈菊花狀，大量鉛呈球狀、團塊狀、顆粒狀分布于枝晶間。硫化物夾雜較多，呈簇狀，多與析出相一起分布。

表2 含砷麻江型銅鼓顯微組織觀察

圖6 樣品03金相組織Fig.6 Optical photomicrograph of No.03

圖7 樣品04金相組織Fig.7 Optical photomicrograph of No.04

圖8 樣品06金相組織Fig.8 Optical photomicrograph of No.06

圖9 樣品07金相組織Fig.9 Optical photomicrograph of No.07表3 含砷麻江型銅鼓化學成分Table 3 The compositions of arsenic-containing Majiang type bronze drums (%)

4個樣品為銅錫鉛砷合金，銅含量范圍76.61%～82.27%，錫含量范圍7.73%～11.91%，砷含量范圍3.37%～11.77%，鉛含量2.20%～9.07%。

錫和砷都能夠與銅生成α固溶體，為金屬化合物Cu-As-Sn。在一般鑄造條件下容易發生成分和組織偏析。隨著砷含量的增加，會生成富錫砷的銅錫砷化合物析出相，并分布于樹枝晶偏析的富錫砷區。鉛孤立地分布于枝晶間隙，形態各有不同。

2) 微區分析。分析結果見圖10～13所示。各微區化學成分見表3。

圖10 樣品03微區分析Fig.10 SEM images of sample 03

圖11 樣品04微區分析Fig.11 SEM images of sample 04

圖12 樣品06微區分析Fig.12 SEM images of sample 06

圖13 樣品07微區分析Fig.13 SEM images of sample 07

3) 鉛同位素比值分析。對4面含砷麻江型銅鼓進行鉛同位素比值分析。樣品使用多接收電感耦合等離子質譜儀(MC-ICP-MS)測試樣品中的鉛同位素，樣品所測數據如表4所示。

表4 含砷麻江型銅鼓成分及鉛同位素分析表

2.2 討論

2.2.1含砷銅鼓的相關研究 砷銅一般是指銅砷二元合金，有時也將砷含量超過2%的砷錫青銅、銻砷青銅、鉛砷青銅和鉛錫砷青銅等包括在內。砷含量為2%～10%的砷銅為低砷青銅，砷含量在10%以上的砷銅為高砷青銅。砷銅在早期使用比較廣泛，隨后為錫青銅所取代。早期砷銅的冶煉很大程度上與含砷的硫化銅礦的冶煉有關，含砷礦物主要有氧化礦物和硫化礦物。其中砷硫銅礦、砷黝銅礦、砷銅礦、毒砂三種硫化物及砷鐵銅礦和橄欖銅礦兩種氧化礦最為重要。同時，雄黃和雌黃也有含有砷。

古代其他類型銅鼓也有部分銅鼓含砷，巢云霞對云南古代哀牢地區出土的2面萬家壩型銅鼓(騰沖古永鼓、騰沖固東鼓)進行成分分析時，發現其為銅砷合金。騰沖古永銅鼓含銅量為97.2%，含砷為2.3%。騰沖固東鼓鼓身含銅為91.1%，含砷為6.8%，鼓面含銅為90.9%，含砷為6.0%。通過查閱古哀牢的礦產資料，認為古永銅鼓和固東鼓中的砷很可能是礦物帶入[5]。孫淑云、王大道分析了1面宋代的銅錫砷鉛四元合金遵義型銅鼓，成分為銅69.0%，錫7.70%，鉛14.2%，砷5.15%。作者認為該鼓含鉛較高，屬于高鉛錫青銅鼓，認為砷有可能由鉛帶入青銅中。當煉鉛時，用共生有毒砂的方鉛礦為原料，或誤把毒砂當做方鉛礦加入爐中，經還原出來的鉛常含砷。這種含砷的鉛配制青銅鑄鼓時，砷就有可能進入銅鼓當中[6]。在廣東省博物館收藏的1面宋代的遵義型銅鼓，經檢測也是銅錫砷鉛四元合金，其成分為銅71.21%，錫13.17%，鉛10.92%，砷4.7%[7]。

表5 文山地區含砷遵義型銅鼓成分及鉛同位素比值表[8]

崔劍鋒[8]在對云南文山地區的3面宋代遵義型銅鼓進行檢測分析時發現，1面含有鐵高達7%，其他2面含高砷，為銅錫砷鉛四元合金，成分見表5。這2面遵義型銅鼓砷含量都超過10%，屬于高砷銅鼓，其錫含量相對較低。

李世紅、萬輔彬等[9]在研究麻江型銅鼓聲學特性及雌雄銅鼓時，曾對廣西博物館館藏15面麻江型銅鼓進行合金成分分析。利用電子探針多點測試，然后取平均值。共有8面麻江型銅鼓含砷，具體成分見表6。數據為文章原始數據。

表6 廣西博物館館藏8面含砷麻江型銅鼓成分表[9]

該實驗共對15面麻江型銅鼓進行成分分析，從表6可知，含砷銅鼓所占比例為53.3%，其中砷含量超過10%的有5面。筆者所分析的34個樣品來自21面麻江型銅鼓，其中5面含砷，占23.8%?？梢?，麻江型銅鼓含砷現象較為普遍，并且砷含量也較高。由表6含砷的麻江型銅鼓成分分析可知，在李世紅、萬輔彬所分析的含砷麻江型銅鼓當中，砷含量與錫含量呈負相關關系。麻江型銅鼓分雌雄，從聲音效果來看，公鼓聲音高亢，母鼓較低沉。15面麻江型銅鼓當中，公母鼓各有含砷的情況，且含砷量并無明顯的區別[9]。因此砷在音效上并未起決定性作用。

2.2.2含砷麻江型銅鼓的鉛同位素研究及其與遵義型銅鼓關系的探討 萬輔彬等[10]也對20面廣西博物館與6面貴州龍安館藏的麻江型銅鼓進行了成分分析，先后使用了PV-9900型能譜儀，電子探針和原子吸收光譜法，同時采用VG-345Z質譜計測試了全部樣品的鉛同位素。分析的樣品中也包括李世紅檢測的8面含砷的麻江型銅鼓，通過整理其對應編號如下表7所示。

表7 麻江型銅鼓樣品鉛同位素數據[10]

在崔劍鋒[8]82的研究中，認為文山州地區應是遵義型銅鼓的一個交流中心，且很可能是遵義型銅鼓的發源地。截止2000年，文山州保存了遵義型銅鼓達40面，而且時代序列完整。對四元合金的遵義型銅鼓與麻江型銅鼓的鉛同位素進行比對分析，對這一問題的解決有著十分重要的作用。

為了對該問題進行探討，將本研究所做4面含砷麻江型銅鼓鉛同位素比值(表4)與萬輔彬、李曉岑所分析的含砷(表7)與不含砷的麻江型銅鼓及2面含砷遵義型銅鼓的鉛同位素比值(表5)進行比較分析，其鉛同位素比值分布如圖14。

A為萬輔彬等所分析含砷麻江型銅鼓鉛同位素比值；B為萬輔彬等所分析不含砷麻江型銅鼓鉛同位素比值；C為本研究所分析4面含砷麻江型銅鉛同位素比值；D為崔劍鋒所分析含砷遵義型銅鼓鉛同位素比值。

圖14麻江型銅鼓207Pb/206Pb和208Pb/206Pb關系圖

Fig.14Lead isotope ratio of Majiang type bronze drum

從圖14可以看出，除了萬輔彬所分析的鉛含量超過3%的2面銅鼓在分布場的邊緣位置，其他6面銅鼓鉛同位素比值比較接近。在所形成的分布場中間位置，顯示其銅礦料來源具有一定的聯系。

銅錫砷鉛四元合金的麻江型銅鼓的分布場在萬輔彬所做麻江型銅鼓鉛同位素分布場的集中部位，而四元合金的文山遵義型銅鼓的鉛同位素分布場又落在四元合金麻江型同位素的分布場之間，與之十分接近。李曉岑[11]對貴州省博物館和云南博物館所取7個“遵義型”銅鼓樣品進行同位素分析時，其鉛同位素比值分布場與他所做的26面麻江型銅鼓的鉛同位素比值分布場基本一致。從所做礦料來源的實驗上看，他認為似應將“遵義型”看作是由冷水沖型向麻江型過渡的麻江型早、中期銅鼓。

本研究所取四個含砷麻江型銅鼓樣品的鉛同位素比值、萬輔彬等所分析8面含砷麻江型銅鼓及崔劍鋒所分析2面含砷遵義型銅鼓的鉛同位素比值均分布于萬輔彬等所做的麻江型銅鼓鉛同位素的分布場內，并且位于中心區域。表明這三批含砷銅鼓樣品礦料來源關系密切，有可能使用了相同的礦料。

本實驗含砷的麻江型銅鼓的樣品中，3號樣品的銅鼓來自百色起義紀念館，資料顯示該銅鼓于1982年從西林調撥；4、6、7號樣品都來自桂林博物館，資料顯示這三面銅鼓于1964年在隆林采購。崔劍鋒分析的2面遵義型銅鼓來自云南文山地區，廣西百色地區與云南文山相鄰，百色地區的西林與文山相鄰，隆林與文山相距甚近，隆林地區仍有不少民族在節慶活動使用麻江型銅鼓。因此在地緣上，這兩面含砷的遵義型銅鼓與筆者所分析的含砷的麻江型銅鼓關系也十分緊密。

通過對比遵義型銅鼓的鉛同位素數據以及文山與百色西林與隆林之間含砷麻江型銅鼓的數據，顯示這兩種類型的礦料來源應該相同或相近。因此可判斷含砷麻江型銅鼓與含砷遵義型銅鼓的礦料來源主要集中于百色與文山區域內。

學者根據銅鼓的形制、紋飾和鑄造工藝上的特點，將其分為八大類型，不同類型的銅鼓產生于不同地區與年代。而各種類型銅鼓之間的關系，學者們提出過各種看法，歸納起來各類型銅鼓之間的相互間的發展演變關系可用圖15表示。學者[3]106-109認為麻江型銅鼓應是遵義型銅鼓發展演變而來。

圖15 銅鼓的類型及其發展演變序列[3]109Fig.15 The types of bronze drums and the evolution sequence

何紀生先生[12]曾認為遵義型銅鼓應處于冷水沖型向麻江型過渡的階段，但是卻更加接近麻江型，因此認為該將此類型銅鼓劃為麻江型當中。王振鏞[13]先生在前人將南方銅鼓分為八大類型的基礎上，根據田野考古材料和類型學原理，將南方銅鼓分為五型十二式。通過鼓形與紋飾裝飾，將遵義型銅鼓與麻江型銅鼓歸為V型，分別為V1式與V2式。如圖16所示，兩類銅鼓在鼓形上極為相似。該類型銅鼓形態較小，可分為胸、腰、足三段，且面、胸、足三者直徑相近，胸腰較短，足部漸高，曲線S形，腰足間有脊棱分界，鼓面無蛙。紋飾方面，為太陽紋且多為十二芒，鼓面主紋為游旗紋，其他還有乳釘紋、同心圓紋、櫛紋等。

陳麗瓊[14]綜合了有關銅鼓的分類與紋飾發展的特點且根據其造型特征與裝飾工藝，對麻江型與遵義型銅鼓之間的關系進行了相關的討論。她認為原西盟式早期的響水31號鼓、靖西庭毫山鼓、遵義型銅鼓應并入麻江型且為麻江型銅鼓早期。同時，對其所歸類后的麻江型銅鼓的早、中、晚各個時期的紋飾特征進行了分析討論。因此，麻江型銅鼓不僅在礦料來源上與遵義型銅鼓關系密切，而且在外形特征上也具有一定的傳承關系。

(a) V型V1式鼓，楊粲鼓，1/10 (b) V型V2式鼓，麻江鼓，1/10圖16 V型銅鼓[13]Fig.16 V type bronze drum

3 結 論

通過對所取4面麻江型銅鼓的樣品進行科學分析，結果表明其為Cu-Sn-As-Pb四元合金。對文獻中已經檢測分析的含砷麻江型銅鼓統計分析，共有8面為該類銅鼓，加之筆者所分析的5面(有一面未作討論)含砷的銅鼓，共有13面麻江型銅鼓含砷，且砷含量較高。樣品為隨機采集，占標本比例較大(文獻中的比值為53.3%，筆者分析實驗的比值為23.8%)，且砷含量達到10%以上的麻江型銅鼓有7面，可知麻江型銅鼓含砷情況較為普遍。除已知的銅錫鉛合金外，應還有部分銅鼓為銅錫砷鉛四元合金。該類銅鼓的砷含量與錫含量呈負相關關系，這可能是該類麻江型銅鼓特殊工藝的需要，同時也可能表明這類型銅鼓工藝的傳承。但砷來源于銅伴生礦或者有意添加，還需進行更深入的研究。

在前人分析中，共有4面遵義型銅鼓為銅錫砷鉛四元合金，其合金成分與銅錫鉛砷四元合金的麻江型銅鼓相似。將本研究所收集4面含砷麻江型銅鼓的鉛同位素與萬輔彬等做的8面含砷銅鼓麻江型銅鼓的鉛同位素、崔劍鋒所做2面遵義型銅鼓的同位素比值分析結果顯示，鑄造該類含砷銅鼓的礦料來源較為接近或者同源，且所檢測的含砷遵義型銅鼓與含砷麻江型銅鼓在地緣上較為接近，應分布于云南文山地區與廣西百色地區區域間。結合器型及紋飾表明該類遵義型銅鼓與該類麻江型銅鼓在源流上關系密切，可能存在傳承關系。

參考文獻：

[1] 張世銓.論古代銅鼓的分式[C]//古代銅鼓研究會論文集.北京：文物出版社，1982：210-211.

ZHANG Shi-quan. On the formula of ancient bronze drum[C]// Ancient Bronze Drum Research Conference Proceedings.Beijing:Cultural Relics Press，1982:210-211.

[2] 中國古代銅鼓研究會.中國古代銅鼓[M].北京：文物出版社，1988：3-54.

Chinese Association for Ancient Bronze Drums Research. Ancient Chinese bronze drums[M].Beijing: Cultural Relics Press，1988:3-54.

[3] 蔣廷瑜.古代銅鼓通論[M].北京：紫禁城出版社，1999：108.

JIANG Ting-yu.The general theory of ancient bronze drums[M].Beijing: Forbidden City Press，1999:108.

[4] 鄒桂森.古代麻江型銅鼓鑄造工藝研究[D].北京：北京科技大學冶金與生態工程學院，2016：29-71.

ZOU Gui-sen. Research on the casting craft of ancient Majiang type bronze drum[D].Beijing: School of Metallurgical and Ecological Engineering University of Science and Technology Beijing，2016:29-71.

[5] 巢云霞.云南古哀牢地區出土銅器的技術研究[D].北京：北京科技大學冶金與材料史研究所，2009：38-39.

CHAO Yun-xia. Technical studies on the bronzes unearthed in the Ancient Ailao region in Yunnan Province[D]. Beijing: School of Metallurgical and Ecological Engineering University of Science and Technology Beijing，2009:38-39.

[6] 北京鋼鐵學院冶金史研究室，廣西壯族自治區博物館，云南省博物館等.廣西、云南銅鼓合金成分及金屬材質的研究[C]//中國古代銅鼓研究會.中國銅鼓研究會第二次學術研討會論文集.北京：文物出版社，1986：104-131.

Metallurgical History Research Room of University of Iron and Steel Technology Beijing， Museum of Guangxi Zhuang Autonomous Region，Yunnan Provincial Museum. Study on Composition and Metal Material of Bronze drums in Guangxi and Yunnan[C]. Chinese Association for Ancient Bronze Drums Research. The second academic symposium of Chinese Bronze Drum Research Association.Beijing: Cultural Relics Press，1986:104-131.

[7] 黃渭馨，徐恒彬，王秀蘭.砷銅文物一例[J].文物，1983(11)：39.

HUANG Wei-xin， XU Heng-bin， WANG Xiu-lan. An example of arsenic copper[J]. Cultural relics，1983(11):39.

[8] 崔劍鋒，吳小紅.鉛同位素考古研究[M].北京：文物出版社，2008：78-83.

CUI Jian-feng， WU Xiao-hong. The study of lead-isotope archaeology[M].Beijing: Cultural Relics Press，2008:78-83.

[9] 李世紅，萬輔彬.麻江型銅鼓聲學特性及雌雄銅鼓的探討[J].自然科學史研究，1992(3)：243.

LI Shi-hong， WAN Fu-bin. The discussion on the acoustic characteristics and the male and female drum of Majiang type bronze drums[J]. Studies In The History of Natural Sciences，1992(3):243.

[10] 萬輔彬，盛樂民，李曉岑，等.麻江型銅鼓的鉛同位素考證[J].自然科學史研究，1992(2)：164-170.

WAN Fu-bin， SHENG Le-min， LI Xiao-cen，etal. Study on lead isotope of Majiang type bronze drums[J]. Studies in the History of Natural Sciences，1992(2):164-170.

[11] 李曉岑.中國鉛同位素考古[M].昆明：云南科技出版社，2000：33-48.

LI Xiao-cen.The Chinese archaeology with lead-isotope analysis[M]. Kunming:Yunnan Science & Technology Press，2000:33-48.

[12] 何紀生.關于銅鼓分型中的遵義型問題[C]//中國銅鼓研究會.中國銅鼓研究會第二次學術討論會論文集.北京：文物出版社，1986：39-46.

HE Ji-sheng. The problem on the Zunyi type in bronze drums Classification[C]// Chinese Association for Ancient Bronze Drums Research. The second academic symposium of Chinese Bronze Drum Research Association.Beijing: Cultural Relics Press，1986:39-46.

[13] 王振鏞.南方銅鼓的類型學考察[C]//中國銅鼓研究會.中國銅鼓研究會第二次學術討論會論文集.北京：文物出版社，1986：24-38.

WANG Zhen-yong. A typological study of Southern bronze drums[C]// Chinese Association for Ancient Bronze Drums Research. The second academic symposium of Chinese Bronze Drum Research Association.Beijing: Cultural Relics Press，1986:24-38.

[14] 陳麗瓊.麻江型銅鼓紋飾研究[C]//中國銅鼓研究會.銅鼓和青銅文化的新探索——中國南方及東南亞地區古代銅鼓和青銅文化第二次國際學術討論會論文集.南寧：廣西民族出版社，1993：136-141.

CHEN Li-qiong. Study on the decorative pattern of Majiang type bronze drums[C]// Chinese Association for Ancient Bronze Drums Research. New exploration of bronze drum and bronze culture-proceedings of the second international symposium on bronze drum and bronze culture in southern China and southeast Asia.Nanning:Guangxi Nationalities Publishing House，1993:136-141.