成都平原，钢铁是怎样炼成的？

历时6年，中日考古研究项目揭秘——

树林掩映的山坡上，揭开黄褐色的泥土，能看见黑色的铁渣、红色的砖块和一些有规律的浅坑。这里，是成都市蒲江县西来镇铁牛村，中日学者在此经过前后4次考古发掘，证实此处曾是古代冶铁之地。

自2006年起，成都文物考古研究所、四川大学历史文化学院考古学系、日本爱媛大学东亚古代铁文化研究中心合作开展“成都平原冶铁考古研究”，对成都平原的冶铁遗址进行系统的考古调查与发掘。这是我国西南地区首次中外合作进行的冶铁考古研究，长达6年的研究项目，在2012年底圆满地画上句号。

几千年前，成都平原的古人是如何冶铁的？诸多研究成果首次浮出水面。

□本报记者 陈四四

74处冶铁遗址，跨度从汉代至明清

《史记》中曾记载，位于成都平原的临邛郡一个叫古石山的地方设有铁官，专门管理铁器的生产和销售。而不少历史文献和大量考古出土材料也表明，西汉时期，成都平原的冶铁业得到了很大发展。成都平原冶铁的历史与规模是否真如史书记载？

早在上世纪80年代，文物工作者就在蒲江县发现了57处冶铁遗址，时代跨度从秦汉至明清时期。这些遗址所在地的地名，多含有 “炉”、“沙”、“矿”等字眼。迄今为止，在我国还没发现在哪一个县集中了分布如此密集、延续时间如此悠长的冶铁遗址群。

从2006年6月到2011年12月，经国家主管部门批准中日联合考古工作队在蒲江县、邛崃市境内进行了系统的考古调查与发掘。之所以选择这两个县市，在于它们属于古临邛郡的范围。“这次调查，我们发现了74处冶铁遗址。”2012年12月9日，在“四川盆地及中国古代早期冶铁与中国古代社会”国际学术研讨会上，中日合作项目组成员、成都文物考古研究所科技考古中心工作人员马春燕公布了最新的调查成果，“其中，汉代遗址4处，唐宋时期遗址66处，明清时期遗址4处。”

中日学者对蒲江铁牛村、古石山、许鞋匾、沙子塘遗址和邛崃铁屎坝遗址等5处有代表性的遗址进行了考古发掘。

在铁牛村遗址，学者们前后进行了4次考古发掘。中日合作研究项目负责人、四川大学历史文化学院副院长李映福教授说，和多数冶铁遗址一样，铁牛村遗址位于山前坡地上，坡前有冲沟和河流，炼炉在坡顶，铁沙一般堆在炉子附近，山坡下面则主要是大量废弃的铁渣或生活堆积。

考古队员在铁牛村遗址发现了一个保存非常完整的巨大土坑。土坑呈长方形，坑内堆积分为三层，最上面为细小的炭屑、炉渣和红烧土，中间一层为砂土，最下面是炉砖堆积。可当考古队员将土坑逐渐清理到底部，发现土坑并不是通常的长方形，而是带状，坑壁有水侵蚀的痕迹。土坑的处理也相当严谨，砂土层土质紧密无杂质，应为一次性形成，有倾斜的土坡和横亘的平台。同时，他们还看出，坑底的炉砖是使用很长时间后才倒入土坑。

这个土坑是做什么用的？2011年1月，日本爱媛大学东亚古代铁文化研究中心主任村上恭通教授认为，这是专门堆积冶铁废弃物的填埋坑，在中国是首次发现。“说明汉代时四川人已经知道冶铁对周边环境的影响，有意识地将冶铁废弃物进行集中填埋处理。”之后，考古队员在废弃坑周围又发现了7个对生铁进行再加工的炒钢炉，更加证明了该坑的作用。

汉代冶铁，温度可高达1000℃以上

炒钢炉的发现，让考古队员倍加欣喜。此前，炒钢炉只在河南巩县铁生沟瓦房庄等遗址发现过，并没有这么多。

中国人最先发明的“炒钢炉”，就是将生铁放进炉内进行更高温的加热，促进碳的变化，使生铁柔化，在硬度和韧度上得到加强，然后才被广泛使用于兵器、农具等方面。而西方冶铁技艺在很长一段时间都无法在这方面得到突破。成都平原发现这么多的炒钢炉，说明四川在汉代时冶铁技术处于世界领先水平。

其他4处遗址发掘也大有收获。比如，在古石山遗址发现的冶铁炉，残高近3米，估计复原后有五米左右高。根据推算一次可以冶炼上千斤的铁。学者们推断，这是目前长江流域发现的保存最好的一座汉代的最大炼铁炉。日本在公元6世纪时，冶铁炉才1米高。由此可见，成都平原的冶铁技术有多领先。

发现炒钢炉后，学者们就想解开成都平原古代冶铁的更多秘密。

2011年发掘许鞋匾遗址，考古队员在4座炒钢炉中出土了炉渣、铁矿石、木炭条、耐火材料等物，成都文物考古研究所文物保护与修复中心副主任杨盛对此进行了检测。他从两座炉的炉壁中采了4件呈块状的铁渣样品，通过取样、镶嵌、抛光、侵蚀等处理过程后观察到，样品组织有明显铁质颗粒，以及硅酸盐、磁铁、铁橄榄石、石英等残留。由于出土炉渣中含有方石英，它需要在1050℃以上的高温条件下，由石英受热转变形成，由此可推测这里冶铁炉内最高冶炼温度可达1200℃。

随后，杨盛又对炉渣、铁矿石、木炭树种等进行了成分分析、耐热分析等研究。他发现，当时使用的铁矿石中主要含赤铁矿和少量的磁铁矿、石英及磷铁锰矿。而当时用来做燃料的木材主要是栎木、橡木，它们燃烧值高，是生产高级木炭的上好原材料，在四川地区广泛分布。

通过一系列检测，杨盛初步做出推断，炒钢技术是古代中国生铁炼钢法的一项重要技术，发轫于西汉末期，到东汉已较普遍应用。其原理是将生铁原料在炒钢炉中加热，同时反复翻炒搅动，使得处于半熔融状态的生铁原料与空气充分接触，通过氧化脱碳逐渐降低生铁中的碳含量。

成都平原冶铁技术并非本土产物

成都平原冶铁技术起于何时？来自何方？成都平原最早出现铁器是什么时候？6年的冶铁考古还留下了一系列谜团，需要更多时间去探索。

成都文物考古研究所所长王毅告诉记者，此次冶铁考古，对成都平原、四川盆地以及西南地区早期铁器的产生、发展、冶炼及制作技术、冶炼规模、分布范围，以及铁器的出现对西南地区古代社会发展和文明进程、中原文化对西南地区的影响以及古代中国与东南亚地区的关系都有新的认识。

但是，仍然还有一些问题让学者们疑惑。

目前在成都平原出土的铁器，年代最早为战国早中期。可是，在北方地区，已有春秋时期的铁器出现。成都平原是长江上游地区的古代文明中心，历来与北方联系紧密，从四川与中原地区同步大量使用青铜器就能看出两者之间的文化交流。那么，在铁器的使用上，四川不应该和北方脱节，相差这么长时间。因此，李映福推测成都平原使用铁器的年代应早于战国，可惜暂时还未有实物能证明。

成都平原的冶铁技术来源，似乎也不能确定。春秋战国时期的铜柄铁剑在川西北高原常有发现，在成都平原却没有出土。李映福据此做出大胆猜测：在漫长的历史长河中，西南地区的冶铁技术可能有两个体系，一是中原的冶铁技术，是随着北方人群大量迁徙入四川而来的；还有一种是来自南亚斯里兰卡、印度等地。一个重要的线索是，在甘孜州炉霍县发现了公元6世纪的自然鼓风冶铁炉，这种技术是来自于南亚。并且，在炉中发现了一个海螺，经鉴定是来自印度洋。由此，他推测，南亚冶铁技术有可能是经青藏高原，再进入川西北高原。另一种可能则是随着南方丝绸之路传播，这一点可从广西发现类似自然鼓风冶铁遗址来佐证。

还有，西汉时期的铁牛村遗址出土的耐火砖制作精细，上面有绳纹作为装饰，四角都经过加工，切削得非常平整。可东汉时期的古石山遗址出土的耐火砖，四角却未经过加工。会不会是时代造成的差异？可是，为什么随着时代的发展，冶铁炉的耐火砖材质却在退步？会不会与就地取材有关？

有的遗址冶铁炉中遗留的木炭经树种鉴定为木兰和野茉莉，这也让学者们百思不得其解。木兰燃烧后热量很小，一般不用做冶铁燃料，为何在成都平原会使用燃效不好的木材？

又如，铁屎坝遗址中发现了选矿、炼铁、熔铁、铸铁等多个工区遗迹，从规模看，这里有可能是一个冶铁基地。根据文献记载，卓文君的祖先原是山东有名的冶铁商，迁至临邛后，其父卓王孙继续从事冶铁业。李映福推测该遗址会不会是卓氏家族的冶炼工场？

新的问题由此而来。此次发现的众多冶铁遗址都没有发现铸造铁器的遗迹。难道当年临邛只负责炼铁，不生产兵器、农具？那其他地区发现的众多标有蜀郡制造标识的铁器，又是在哪里生产的？那些大块的钢铁产品又是如何运走的呢？

这些都还需要进一步研究，不过，冶铁考古开辟了西南考古的新领域却是不争的事实。王毅说，工业考古一直是西南考古的薄弱环节，所以条件成熟后，将利用考古成果和资源，复原和展现古代的冶铁真实场景，例如冶铁高炉，冶铁生产，冶铁管理、运输、销售等等，通过陈列展览让公众看到古代成都平原的冶铁发展史。

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