明代早期铜锈（苏美尔砷铜锡青铜治金:考古学和楔形文字文献证据）

文|木乔

编辑|南破

前言

每个地区的治金技术都有其自身的特点和方法，世界上每个地区都有其独特的地理、自然资源和创新历史。

例如，哪种铜矿石是可用的:纯铜、氧化铜还是硫化铜?什么样的燃料是可用的:木材，干草，或木炭?

什么可以用来提高火的温度:通过芦苇杆、手扇或风箱的强制气流?可用什么材料来制作铸造模具:开放的砂子、粘土或失蜡砷铜由于其较低的熔点和减少金属孔，允许创建更长的金属刀片。

而锡青铜大约在公元前3500年开始出现，其优越的可回收性和延展性使其成为最受欢迎的金属合金，直到铁的普及。

青铜合金因其对锡的需求而受到限制，在古代美索不达米亚，锡比铜更难获得。这份手稿描述了以楔形文字为基础的古代铜和锡贸易。

本文还将列出描述冶金步骤的楔形文字文本，包括工具，毛皮，和在苏美尔治金中使用的堆塌。

本文通过对楔形文字所描述的冶金技术的分析，对铜制品进行化学分析，以期更好地理解苏美尔治金楔形文字的含义。

本文将从探讨砷铜和锡青铜冶金技术的发展，从公元前6千年的苏美尔，当砷铜被利用，直到大约公元前1500年，当铁治金的兴起，需要不同的技术和工具以净化和铸造金属具有更高的熔化温度。它将说明一些楔形文字的文字证据包括描述铜治金步骤的文字。

一、背景:苏美尔的铜史

铜冶金一直与世界上一些最早的复杂民用化有关。自然铜的令退火早在公元前8千年就在西南亚被发现。

在公元前5千年的保加利亚瓦尔纳发现了早期的铜金属制品，显示了金属铸造的证据。

铜冶炼专业化也记录了公元前6千年的莱万锡海岸。

古代苏美尔和伊朗西南部的独特之处在于，他们展示了砷铜利用的第一个证据，例如，发现于公元前5300年的苏萨。

虽然纯铜退火记录在公元前6000年前的美索不达米亚北部，砷铜第一次在美索不达米亚南部流行是在公元前6千年的下半年。

关于砷铜是冶炼过程中故意向铜中添加砷的结果，还是砷是冶炼过程中携带的化合物，存在争议。

虽然天然铜矿石，特别是来自安纳托利亚的铜矿石，可能含有一些天然砷，但一般认为砷含量超过5%是故意添加的证据。

在铜冶炼过程中，硫化砷可以通过雌黄或雄黄添加，这两种颜料来自古埃及。含砷量大于2%的铜具有有用的化学性质。

砷铜的外观不是微红的铜，而是银白色的光泽，被视为奢侈品。砷铜合金显示出更大的弹性和结构耐久性，因此可以更容易地制成装饰品。

砷铜还增加了武器的射程苏美尔人能够建造。砷添加到铜减少金属孔隙率从而创建一个更强的合金。战斧和狼牙棒可以抵御金属孔隙七首则不能。

孔隙的缺乏防止金属点蚀，从而允许铸造一个较长的金属叶片。据观察，随着砷铜的发明，苏美尔七首的平均年龄从34厘米增加到60厘米。

此外，具有较低的熔化温度和较低的孔隙率，砷铜可以更容易地铸造。而不是被限制在开放的砂模，铸件必须更仔细地监测，金属铁匠可以倒入熔化的砷铜到失蜡模，而不必担心不均匀填充或未检测到的气泡。

通过使用预先成型的粘土或陶器模具进行失蜡铸造铜匠可以创造更复杂的物体，如王冠、权杖或车轮辐条，从而促进冶金学的创新。

砷铜代表了铜冶金的高度，直到青铜的到来，铜和锡的合金。苏美尔也是青铜技术的发源地，最有可能的原因是该地区有着悠久的铜加工知识和繁荣的铜冶炼中心。

锡青铜大约在公元前第三个千年中期出现，而第一个真正的青铜证据是在公元前3000年左右在美索不达米亚的乌尔。

锡青铜提供了几个优点:虽然铜的熔点为1084C，锡的加入降低熔点至950°C。较低的熔化温度更容易实现和保持，从而使金属的浇注和铸造更易于管理。

铸造的简易性提高了生产率，从而加速了青铜工业的发展。

锡青铜在回收和再利用的能力上也比砷铜具有额外的优势。由于其珍贵的性质，铜制品不断地被回收和重新利用。

在“Eshnunna法律”中，一个双语(苏美尔语和阿卡德语)组成，可能最初是在公元前第三个千年后期组成的，但从古巴比伦-NianAkkadian(公元前2000年初)一个条款规定，工人发放铜工具的收获必须返回相同重量的金属在本赛季结束时，即使在废料。

金属器M和废料被熔化和重铸，但砷是一种挥发性元素在高温下会蒸发。在熔炼过程。对砷铜进行反复热退火会逐渐看到砷含量的下降，从而导致合金的降解。

蒸发的砷气体很可能对铜匠也是有毒的;最近对铜器时代黎凡特的古代金属工人的骨骼分析显示砷含量升高。

锡青铜，然而，是超常的，因为它没有遭受金属降解与金属回收或散发出有毒的烟雾，这可能是它在铜匠中越来越受欢迎的原因。

锡铜化合物比砷铜具有更多的优势。和砷一样，锡也可以减少铜铸件中气泡的形成量。然而，锡青铜比砷铜提供了更多的结构强度。

虽然砷铜是强大到足以使工具和武器，其有限的拉伸强度限制砷铜wea-pons的长度不超过首。随着青铜的可用性，铁匠能够创造更长的武器，如军刀，更大的结构，如雕像，或更坚固的工具，如锄头，通过铸造。

经过多年的反复试验，苏美尔人的金属工匠们默认使用约10%的锡来制造铜合金。这一比例很可能代表了锡青铜较好的性能与锡金属由于采购困难而成本较高之间的平衡。

尽管锡青铜具有卓越的性能，但锡的供应有限是其直到公元前1500年才取代砷铜的主要原因之一。

在这里，重要的是要检查铜和锡的供应在青铜时代，因为美索不达米亚缺乏天然金属矿石。

二、铜矿产生与贸易来往

公元前3000年，美索不达米亚通过陆路和海路获得了铜。贸易商能够将铜从扎格罗斯(今天的伊朗)和金牛座(今天的耳其)山脉运过陆地。

安纳托利亚铜矿产生的硫化铜，必须先将其焙烧成氧化铜，然后才能进行冶炼。

据认为，安纳托利亚的铜在被出口到苏美尔之前，在季什穆纳和杜胡米特(靠近博加兹克伊和库尔泰普矿)冶炼。

根据古代亚述人经由亚述的贸易路线，建立了一个广泛的贸易站网络从而使铜的进口量随着时间的推移而增加。

(李克，2001年)到公元前2000年，通过驴队从安纳托利亚到美索不达米亚北部的年铜进口量估计为10吨。

除了陆路铜路线外，苏美尔还与三个地区有着强劲的铜海运贸易:迪尔蒙，马根还有麦卢哈。迪尔文(今天的巴林)是连接美索不达米亚、阿曼、伊朗和印度河流域的主要贸易站。

马根是目前的一个阿曼，铜矿的主要产地。Meluhha指的是今天的印度河流域，在那里哈拉帕文明从公元前2500年至1700年蓬勃发展。

有记录表明，在公元前2025-1763年的拉尔萨时期，乌尔从蒂尔蒙购买了许多铜。

据估计，在公元前3000年，每年有数百公斤的铜从蒂尔蒙运到美索不达米亚南部。

贸易是由“Tilmun船”Matilmun-naki)进行的。

与Meluhha的贸易在公元前3千年后半期有较好的记录。对印度河流域的海上贸易路线的依赖很可能在萨尔贡时期加速，当时通往扎格罗斯山脉的陆路贸易路线被中断。

然而，乌尔三世帝国在公元前2000年左右崩溃。伴随着马江的衰落，海上铜贸易路线基本上停止了，有利于北部的陆上路线，因为新的和更便宜的铜资源可以从安纳托利亚和塞浦路斯获得。

与铜相反，青铜时代美索不达米亚锡的来源并没有很好的定义首先，锡和铅都有相似的灰白色外观，在苏美尔人的文献中被交替地描述。

在苏美尔语中an-na*一词实际上用于描述锡和铅。这种混淆一直持续到古典时期，因为锡在拉丁语中实际上被称为铅(plumbumcandidum)，或“白铅。

三、苏美尔冶金技术

回顾了青铜时代苏美尔的两河流域铜和锡青铜的来源，我转向楔形文字，为铜冶金过程中的步骤提供证据。

铜在苏美尔语中被称为urudH，而青铜被称为zabarLo。

铜矿石以岩石的形式存在，需要粉碎成颗粒，以允许用于在熔炼过程中提取金属。

铜矿石被称为乌鲁德哈苏姆在青铜器时代早期，人们就已经使用研钵或gesgana来将谷物磨成面粉，人们认为同样的工具也被用来加工铜矿。

首先，鹅卵石被用来粉碎，古鲁矿石变成可管理大小的球团。然后，粉碎的铜颗粒被洗涤以除去土壤中的杂质，并通过一个筛子进行再过滤。

公元前2200年的一篇文章表明，带有毛孔的粘士结垢者被毛发或羊毛覆盖以分离配偶-里亚尔。加工后的矿石颗粒接下来进行熔炼以提取铜。

铜治金学是在陶器发展之后出现的，许多人认为铜冶炼最初是一种偶然的陶器副产品，当时陶器上釉中的铜在炉中凝结，并被挤压成小的铜块。

用于铜冶炼的熔炉也随着时间的推移而发展。在美索不达米亚北部的亚述尔发现的小火炉可以追溯到公元前4000年，这个地区在当时表现出与南方的文化联系。

也就是所谓的“乌鲁克文化”。最初的熔炉是用粘土建造的，是一个圆形的设计。

炉子底部有可以添加燃料的开口，并有多个侧面通风口，以允许空气流通，从而提高燃烧温度。从“公元前一千年开始长高(总高度可达100厘米)，现在已经是一座房子的形状了。

燃料被保存在炉的长方形底座内，而窗户形状的通风口被添加到房子形状的炉的两侧，以加强空气流动。

更大的熔炉开始出现在苏萨，在第三个千禧年，这些都是圆形的设计，顶部有一个圆顶。

这些炉子的高度超过200厘米，其温度达到1100°C。中美洲-塔米亚地区Diyala地区的Khafaje的一座熔炉内发现的碳酸钙沉积物表明，这种炉子是用来冶炼的，而不是用于制陶的。

碳酸钙是一种常用的助熔剂，以石灰石的形式用于铜冶炼，以促进铜的分离，其存在于熔炉内的炉渣中，表明碳酸钙用于炼铜。

还有另一种类型的大型熔炉，可追溯到公元前3000年左右，“眼睛的地板”炉，已知从黎凡特和北美索不达米亚。这个炉子建在车间的地板上，有一个大的中央坑或“眼睛”。

虽然这种类型的炉更容易建造，但它的露天设计将无法达到足够高的铜冶炼温度。

这种类型的炉最有可能用于铜的热退火，而不是冶炼。为了达到铜冶炼所需的更高的温度，另一种设计，堆叠炉，也出现了多个元素垂直堆叠在一起，达到了一个房子的高度。

在发现的一个熔炉底部发现的赤铜矿和孔雀石铜矿床证实了这些熔炉用于铜冶炼。

结语

综上所述，与其他经历青铜时代转型的古代文明相比，由于楔形文字泥板的可用性，铜冶金的历史在古代苏美尔特别有据可查。

本文概述了砷铜和锡青铜冶金的一些已知证据，从铜和锡矿物收购，主要是通过贸易实现的矿石加工，冶炼和铸造。

苏美尔冶金传统的独特之处包括他们当地的一套用于冶炼的燃料以及他们特殊的堆场和熔炉设计。

铜制品的复杂历史阻碍了冶金史的研究，每件铜制品都不可避免地经历了反复的抢救和重新加工。

由于每个周期的金属退火添加新的化学符号-性质的合金，了解每一个古老的金属对象的来源，通过化学或原子分析是复杂的。

因此，通过对文本证据的仔细研究，对冶金学史的研究就有了很大的改进，正如本文所示。在500,000块楔形文字片中，有高达90%尚未分析，有一个巨大的潜在的巨形历史宝藏有待发现。

为了更好地理解楔形文字所描述的化学，当楔形文字文本可以在现代化学的背景下进行分析时，可以提高对金属楔形文字的解释。

随着数字楔形文字分析的出现，有可能获得更多关于古代苏美尔治金起源的信息。

参考文献：

《阿拉伯考古学与金石学》

《英国波斯研究所学报》第53期

《自然资源保护研究》第49页

黄志光译：《乌尔发掘文字:巴比伦时期的书信和文件》

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