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摘 要：玉林六西村古代冶炼遗址位于广西玉林市兴业县龙安镇六西村六乐屯一山脚处，面积约3000平方米。研究采用金相、矿相、扫描电镜及能谱分析（SEM-EDS）等研究手段，对六西村冶铁遗址的6个炉渣冶金遗物样品进行了成分和显微组织检测分析。结果表明，该遗址为炼铁遗址，采用生铁冶炼技术，炼铁渣属锰硅系炉渣。
关键词：冶金史;岭南地区;唐宋时期;冶铁炉渣;冶金考古
中国的生铁冶炼技术传统独特于世界其他地区近两千年之久。生铁的发明与应用，对古代中国经济社会发展的影响极其深远。广西地区在中南半岛和中原地区的连接之处，从古代开始就已经成为文化交流的重要地方。通过对中华文化圈边疆少数民族地区的古代冶铁遗址进行研究，揭示其技术内涵，为探讨中华古代文明传播路线提供新的科学依据，同时也为人类文明史研究特别是考古学、历史学研究提供新的科学资料。
1 广西兴业六西村冶铁遗址情况介绍
广西兴业六西村冶铁遗址位于广西兴业县的龙安镇，因为当地的山体得名为“绿霞”，其谐音为“绿鸦”。北宋时期，绿鸦是岭南名镇;南宋时期，其是中国主要的冶铁基地之一，亦称“绿鸦场”。①我国的考古学家结合当地的遗址情况和特殊的陶片分析，认为该遗址主要始于唐，盛于宋，衰于明。②六西村遗址在龙安镇的六乐屯山脚下，经过GPS数据测定，该遗址海拔高度在98米左右，遗址面积约为3000平方米。并且该区域的地势较为平缓，植被茂盛，东侧为地势平坦的水田，西侧为南流江流域上游。在实际考察中发现，该遗址中具有两个炼炉，质地坚硬，似为三合土制作而成。炉顶部分有少许缺失，并且炉体已经被掩埋，其中一个炼炉（图1）已经露出地面，顶部高为135厘米，直径为45厘米，炉壁厚度不均匀，在7厘米到12厘米之间，深度还没被探测到。并且在遗址的表面可以发现大量的炉渣碎片和鼓风管碎片（图2），这些碎片堆积深度为2米以上，并且炉渣的表面呈现玻璃状，颜色多为褐绿色或者褐色，截面颜色多为褐色，且某些炉渣存在一定的缝隙。其中鼓风管为长筒形状，内部夹杂一些泥质，外部直径为5厘米左右，长度大约为45厘米。但是没有发现铁矿石。
2 遗址样品的分析仪器和方式
首先从采集的炉渣样品中随机抽取片状炉渣，然后经过清洁、打磨、镶嵌、磨光、光学观测以及表面喷碳等处理将其制作成抽样样品，选择其中最大内接面积的6个样品进行检测。在北京科技大学冶金与材料史研究所和北京大学考古文博学院徕卡DM4000M型金（矿）相显微镜的辅助下，对样品的金相组织进行观察和分析，并对样品拍照。
3 檢测和分析选择的遗址冶金物质
前面对炉渣矿相观察结构分析显示，炉渣的本体内部没有矿体等其他物质，并且该炉渣的融化度较好，颗粒为均质金属铁颗粒，没有发现三氧化二铁物质。样品中的基体扫描没有发现铜、锌和银等金属颗粒，且这6个样品都是以锰硅系为主要的组成成分，玻璃态居多，部分样品存在一定的缝隙。在炉渣的检测中发现，它们都残存一些铁颗粒，并且其数量和大小不一，大小一般在20到1200微米之间。炉渣的基本成分大多是铁磷系或者是铁锰系物质，金属颗粒一共有16颗，对那些遭到损坏严重的样品进行分析和探究，发现其中的铁颗粒都是生铁组织形式。
4 结果分析和研究
4.1 确定炉渣样品的具体性质
经过分析得知，这6个样品的成分都为锰硅系，并且基本以玻璃态的硅酸盐为主要形式，其中含有锰橄榄石的样品有4个，并且在这些炉渣样品检验中都发现有金属铁颗粒存在，这也是炉渣炼铁的主要根据之一。对利用显微镜观察下的炉渣本体结构和其所含有的成分分析，结合古代炉渣的研究资料①，得出这6个炉渣样品都为炼铁炉渣。
4.2 对炉渣的软熔温度进行确定分析
结合SEM-EDS的分析结果，为了能对冶炼温度进行粗略的推测，需要将生铁炉渣的基本成分进行配氧之后求出具体的平均值。在具体的分析中可以看出，该遗址中的炉渣样品中氧化锰、二氧化硅以及氧化铝的含量占据总体含量的90%左右，因此只需要考虑这三种元素即可。并且经过对氧化锰、二氧化硅、氧化铝的三元渣系图分析，可以断定炉渣样品的平均软溶温度在1200摄氏度左右。
4.3 炼炉确定
结合炉渣的外貌和形状进行分析可以了解到，该处遗址中至少含有一种可以排渣的竖炉类型。炉渣样品残存有生铁组织金属铁颗粒，且炉渣基体没有浮氏体存在，表示该炼炉的炉生较长，并且炉体炼铁温度较高，还原技术较好，其在熔融状态下渗碳能力较强。
4.4 铁颗粒及产品
经过调查发现，这6个样品中有3个样品的金属颗粒外径较大，对直径小的金属颗粒分析得知，该遗址原用于炼铁的可能性较大。经过分析发现，16个金属颗粒中含锰元素的有14个，含量平均在1.03%，而在1%到3%左右的锰含量可以有效增加共晶团细化的作用，且其对珠光体具有一定的细化和稳定作用，伴随着铸铁的逐渐凝固，可以分析出其具体的硬化相。锰含量的增加，可以有效提升铸铁的硬度、耐磨性质以及整体强度，从而增加铸铁的整体性能。
4.5 铁矿石和助熔剂
经过田野调查分析发现，这处遗址并没有铁矿石，从古文记载中可以发现，其主要的矿石原料应该为砂铁矿。结合实际调查分析，遗址附近区域仍然存在能够进行砂铁矿生产的区域，并且铁矿石很有可能来自该地区。
对样本进行检测发现，锰在所取样品中含量较高，说明锰可能是一种用于炼铁的助溶剂，也说明可能存在锰矿。在遗址附近发现锰矿的区域主要有玉林陈村、玉林新庄、兴业城隍，其中高品位富集锰矿主要在陈村、新庄区域。同时结合对隍矿区锰矿的调查结果可知，高铁贫锰矿石所产生的锰元素很有可能就是作为助溶剂的锰元素。
4.6 确定鼓风管
六西村冶炼遗址遗存的鼓风管与广西玉林其他古代冶铁遗址广西贵港地区早期冶铁遗址、广西北流容县汉唐冶铜遗址遗存的鼓风管，在类型、材质和制作技术方面为同一传统。
5 结论
经过分析，玉林兴业六西村冶炼遗址为炼铁区域，生铁冶炼技术是其主要的炼铁方式。其炉渣的成分主要为高锰成分，锰矿在遗址的附近可以寻找，其冶炼过程是以锰作为助熔剂。
（致谢：本次检测分析研究结果得到了广西民族大学黄全胜教授的大力帮助支持和指导，谨此致以衷心感谢。）
关键词：冶金史;岭南地区;唐宋时期;冶铁炉渣;冶金考古
中国的生铁冶炼技术传统独特于世界其他地区近两千年之久。生铁的发明与应用，对古代中国经济社会发展的影响极其深远。广西地区在中南半岛和中原地区的连接之处，从古代开始就已经成为文化交流的重要地方。通过对中华文化圈边疆少数民族地区的古代冶铁遗址进行研究，揭示其技术内涵，为探讨中华古代文明传播路线提供新的科学依据，同时也为人类文明史研究特别是考古学、历史学研究提供新的科学资料。
1 广西兴业六西村冶铁遗址情况介绍
广西兴业六西村冶铁遗址位于广西兴业县的龙安镇，因为当地的山体得名为“绿霞”，其谐音为“绿鸦”。北宋时期，绿鸦是岭南名镇;南宋时期，其是中国主要的冶铁基地之一，亦称“绿鸦场”。①我国的考古学家结合当地的遗址情况和特殊的陶片分析，认为该遗址主要始于唐，盛于宋，衰于明。②六西村遗址在龙安镇的六乐屯山脚下，经过GPS数据测定，该遗址海拔高度在98米左右，遗址面积约为3000平方米。并且该区域的地势较为平缓，植被茂盛，东侧为地势平坦的水田，西侧为南流江流域上游。在实际考察中发现，该遗址中具有两个炼炉，质地坚硬，似为三合土制作而成。炉顶部分有少许缺失，并且炉体已经被掩埋，其中一个炼炉（图1）已经露出地面，顶部高为135厘米，直径为45厘米，炉壁厚度不均匀，在7厘米到12厘米之间，深度还没被探测到。并且在遗址的表面可以发现大量的炉渣碎片和鼓风管碎片（图2），这些碎片堆积深度为2米以上，并且炉渣的表面呈现玻璃状，颜色多为褐绿色或者褐色，截面颜色多为褐色，且某些炉渣存在一定的缝隙。其中鼓风管为长筒形状，内部夹杂一些泥质，外部直径为5厘米左右，长度大约为45厘米。但是没有发现铁矿石。
2 遗址样品的分析仪器和方式
首先从采集的炉渣样品中随机抽取片状炉渣，然后经过清洁、打磨、镶嵌、磨光、光学观测以及表面喷碳等处理将其制作成抽样样品，选择其中最大内接面积的6个样品进行检测。在北京科技大学冶金与材料史研究所和北京大学考古文博学院徕卡DM4000M型金（矿）相显微镜的辅助下，对样品的金相组织进行观察和分析，并对样品拍照。
3 檢测和分析选择的遗址冶金物质
前面对炉渣矿相观察结构分析显示，炉渣的本体内部没有矿体等其他物质，并且该炉渣的融化度较好，颗粒为均质金属铁颗粒，没有发现三氧化二铁物质。样品中的基体扫描没有发现铜、锌和银等金属颗粒，且这6个样品都是以锰硅系为主要的组成成分，玻璃态居多，部分样品存在一定的缝隙。在炉渣的检测中发现，它们都残存一些铁颗粒，并且其数量和大小不一，大小一般在20到1200微米之间。炉渣的基本成分大多是铁磷系或者是铁锰系物质，金属颗粒一共有16颗，对那些遭到损坏严重的样品进行分析和探究，发现其中的铁颗粒都是生铁组织形式。
4 结果分析和研究
4.1 确定炉渣样品的具体性质
经过分析得知，这6个样品的成分都为锰硅系，并且基本以玻璃态的硅酸盐为主要形式，其中含有锰橄榄石的样品有4个，并且在这些炉渣样品检验中都发现有金属铁颗粒存在，这也是炉渣炼铁的主要根据之一。对利用显微镜观察下的炉渣本体结构和其所含有的成分分析，结合古代炉渣的研究资料①，得出这6个炉渣样品都为炼铁炉渣。
4.2 对炉渣的软熔温度进行确定分析
结合SEM-EDS的分析结果，为了能对冶炼温度进行粗略的推测，需要将生铁炉渣的基本成分进行配氧之后求出具体的平均值。在具体的分析中可以看出，该遗址中的炉渣样品中氧化锰、二氧化硅以及氧化铝的含量占据总体含量的90%左右，因此只需要考虑这三种元素即可。并且经过对氧化锰、二氧化硅、氧化铝的三元渣系图分析，可以断定炉渣样品的平均软溶温度在1200摄氏度左右。
4.3 炼炉确定
结合炉渣的外貌和形状进行分析可以了解到，该处遗址中至少含有一种可以排渣的竖炉类型。炉渣样品残存有生铁组织金属铁颗粒，且炉渣基体没有浮氏体存在，表示该炼炉的炉生较长，并且炉体炼铁温度较高，还原技术较好，其在熔融状态下渗碳能力较强。
4.4 铁颗粒及产品
经过调查发现，这6个样品中有3个样品的金属颗粒外径较大，对直径小的金属颗粒分析得知，该遗址原用于炼铁的可能性较大。经过分析发现，16个金属颗粒中含锰元素的有14个，含量平均在1.03%，而在1%到3%左右的锰含量可以有效增加共晶团细化的作用，且其对珠光体具有一定的细化和稳定作用，伴随着铸铁的逐渐凝固，可以分析出其具体的硬化相。锰含量的增加，可以有效提升铸铁的硬度、耐磨性质以及整体强度，从而增加铸铁的整体性能。
4.5 铁矿石和助熔剂
经过田野调查分析发现，这处遗址并没有铁矿石，从古文记载中可以发现，其主要的矿石原料应该为砂铁矿。结合实际调查分析，遗址附近区域仍然存在能够进行砂铁矿生产的区域，并且铁矿石很有可能来自该地区。
对样本进行检测发现，锰在所取样品中含量较高，说明锰可能是一种用于炼铁的助溶剂，也说明可能存在锰矿。在遗址附近发现锰矿的区域主要有玉林陈村、玉林新庄、兴业城隍，其中高品位富集锰矿主要在陈村、新庄区域。同时结合对隍矿区锰矿的调查结果可知，高铁贫锰矿石所产生的锰元素很有可能就是作为助溶剂的锰元素。
4.6 确定鼓风管
六西村冶炼遗址遗存的鼓风管与广西玉林其他古代冶铁遗址广西贵港地区早期冶铁遗址、广西北流容县汉唐冶铜遗址遗存的鼓风管，在类型、材质和制作技术方面为同一传统。
5 结论
经过分析，玉林兴业六西村冶炼遗址为炼铁区域，生铁冶炼技术是其主要的炼铁方式。其炉渣的成分主要为高锰成分，锰矿在遗址的附近可以寻找，其冶炼过程是以锰作为助熔剂。
（致谢：本次检测分析研究结果得到了广西民族大学黄全胜教授的大力帮助支持和指导，谨此致以衷心感谢。）