史前白灰面初步研究

裴學松

【關鍵詞】史前；白灰面；化學成分；涂抹位置；底部處理方式；功能

【摘 要】自仰韶時代開始，遺址中的房址、窖穴等遺跡上常見涂抹一層白色石灰狀物質，梁思永先生稱之為“白灰面”。根據考古資料，將史前白灰面房址從仰韶早期至二里頭時期的發展歷程分為五個階段：第一階段為白灰面的誕生期，第二、三階段為發展傳播期，第四階段為繁榮期，第五階段為中心轉移期。居住面、墻壁是白灰面涂抹比例最高的兩個位置，而這與遺存的保存狀況密切相關。在涂抹白灰面前，史前先民往往會先在其底部施加一層草拌泥或墊土，從而加強防潮等性能，另外白灰面還有堅固、美觀、修補粘合等功能。

1931年，梁思永先生在安陽后岡遺址發現幾片白灰涂抹而成的圓形平面，后來在《后岡發掘小記》中提到首次發現并命名“白灰面”的情況：“ 白灰面這種建筑的遺留，在發掘后岡以前還沒有見過，是一種新發現。它的名稱固然不知道，就是用途也因為遺留的殘破情形不能確定，所以不得已臨時采用了白灰面這蠢笨的形容名稱。”[1]從此，白灰面的名稱被考古界沿用下來。作為史前時期就已出現的建筑材料，白灰面在建筑史上有著重要的地位，對其進行全面系統的研究就顯得很有必要。

一、白灰面出土情況

根據現有資料，白灰面主要發現于房址等建筑遺存。迄今發現最早的白灰面房址是仰韶時代早期的山西芮城東莊村遺址F201，其居住面周邊殘存一層薄薄的白灰[2]。

到了仰韶時代中期，晉南的垣曲小趙遺址繼續有白灰面房址的發現[3]，豫西與關中地區也開始出現白灰面房址，并且傳播至漢水上游地區。河南洛陽王灣一期F1、F14兩座房址居住面均使用石灰質物質[4]，澠池班村遺址所出白灰面經檢測為石灰[5]。關中地區白灰面房址最早出現在白水下河遺址，共發現三座[6]。白灰面在漢水流域的使用可早至湖北棗陽雕龍碑遺址二期，該遺址三期所出白灰面經檢測為石灰，二期白灰面與三期一樣光滑細膩無雜質，應屬于同一種物質[7]。

仰韶時代晚期，白灰面使用范圍更加廣泛。西北地區此時出現白灰面房址，典型遺址有甘肅的秦安大地灣[8]和寧縣陽■[9]等。黃土高原北部在仰韶晚期也存在白灰面抹飾房屋的現象，如陜西靖邊五莊果墚遺址AF2居住面有厚0.5～1厘米的白灰面[10]。此時漢水流域的屈家嶺文化延續了白灰面的使用，但主要集中在漢水上游。湖南澧縣城頭山城址的墻基由土塊、河卵石、白灰夯筑而成[11]，證明此時長江以南地區也存在白灰面的使用。大汶口文化晚期，皖北地區的房址中開始使用白灰面，典型遺址有蒙城尉遲寺[12]。

到了龍山時代，在北到內蒙古中南部、南至長江中游、西到甘青、東達魯西的廣大范圍內都有白灰面的出現。其中黃河中游地區尤其盛行，各省份都發現大量的白灰面房址，成為一種普遍且具有一定代表性的現象。黃河下游的魯西、魯西南地區在龍山文化時開始流行白灰面，如茌平教場鋪[13]、泗水尹家城[14]等遺址，而沿海地區發現較少，涂抹白灰面的技術明顯從西部傳播而來。

二里頭文化時期，中原地區白灰面的使用趨于減少，但是西北齊家文化異常流行使用白灰面，基本上出土的房址都以白灰面涂抹居住面與墻壁。青海民和喇家遺址經勘探發現密集的白灰面房址[15]，甘肅天水師趙村與西山坪兩處遺址就出土26座齊家文化白灰面房址[16]。此時東北地區的夏家店下層文化也常見白灰面房屋，如遼寧建平水泉F25居住面為草拌泥與白灰面涂抹而成[17]，北票豐下遺址F4、F12的居住面和墻壁用白灰涂抹[18]。內蒙古中南部在龍山時代盛行使用白灰面，到了朱開溝文化仍有少量遺留，朱開溝遺址僅出土14座白灰面房址[19]。海岱地區的岳石文化也存在白灰面房址，山東長島大口遺址就出有居住面和墻壁涂抹白灰面的房址[20]。

本文對全國各地區出土史前白灰面房址的數量進行了統計（表一）。將二里頭文化時期放在史前進行討論，一是因為目前公認的真正意義上的文字開始于商代的甲骨文，本文的史前特指文字出現以前；二是為了完整地說明史前白灰面房址的分布趨向。

根據出土情況，白灰面房址的分布范圍隨著時代的發展呈現以中原為中心不斷向周邊地區擴散的現象（圖一）。筆者將這一擴散過程分為五個階段：第一階段為仰韶早期，為白灰面誕生期，迄今僅發現山西芮城東莊村F201一處。目前雖無法確定具體地點，但白灰面誕生于中原地區無疑。第二階段為仰韶中期的初步傳播期，白灰面在中原地區擴散開來，并且傳播至漢水上游地區。第三階段為仰韶晚期的快速傳播期，白灰面傳播到西北、皖北、黃土高原北端以及長江中游地區。第四階段為龍山時代的繁榮期，在北到內蒙古中南部、南至長江中游、西到甘青、東達魯西的廣大范圍內都有白灰面房址的分布。此時白灰面的分布范圍與使用數量達到了鼎盛期，而推動其不斷向外擴散的動力無疑是白灰面極佳的堅固美觀、防潮防蟲等性能。第五階段為二里頭文化時期，中原地區白灰面的使用趨于減少，分布的中心轉移至齊家文化分布的西北地區，此階段可稱為白灰面的中心轉移期。這一時期周邊偏遠地區的白灰面使用情況明顯多于中原地區，中原地區白灰面的減少可能與當時土木結構建筑的發展有關。

除了白灰面房址外，中原地區在龍山時代還盛行在窖穴的底部、四壁涂抹白灰面。洛陽王灣遺址三期灰坑往往以白灰面抹底[4]，安陽后岡遺址發現12座涂抹白灰面的窖穴[21]，新安馬河[22]、湯陰白營[23]等遺址也存在窖穴內涂抹白灰面的現象。偃師灰嘴遺址二里頭文化時期還發現涂抹白灰面的井臺[24]。

白灰面除了出現在房址、窖穴等遺跡上，還會涂抹在器物上。陜西旬邑下魏洛遺址Y2中曾出土下腹部涂抹厚0.3厘米白灰面的灰陶器肩腹殘片[25]，2016年山西興縣碧村遺址灰坑內出土的蛋形甕殘片的腹部與足部也抹有約0.3厘米厚的白灰面（資料待刊）。

二、白灰面檢測研究

關于石灰的記載最早出現在《周禮·秋官·司寇》：“赤■氏掌除墻屋，以蜃炭攻之，以灰灑毒之，凡隙屋除其貍蟲。”此記載說明戰國時已有利用石灰驅蟲的官職。從顏色、質地與用途等方面看，白灰面與石灰都頗為相似。當今建筑中所用石灰為熟石灰，是由石灰巖燒制成生石灰，再加水反應得到熟石灰，其中最關鍵的一步就是要經過燒制。西晉張華所編《博物志》記載了用石灰巖燒制石灰的方法：“燒白石作白灰，即訖，積著地，經日俱冷，遇雨及水澆，即便燃，煙焰起。”其中所載石灰制作流程與現在完全相同。《博物志》是一本記載異境奇物、神仙方術的書籍，作者將石灰的制作流程記載其中，可見當時知道石灰制作原理者尚少。

迄今發現最早的石灰窯出現在廟底溝二期。2004年，陜西旬邑下魏洛遺址出土四座石灰窯，其火塘、操作間與窯室內殘存大量石灰及燒過的石塊[25]。四座石灰窯的形制表現出成熟的技術水平，完全不是石灰窯的萌芽階段，可見此前已經歷了較長時間的發展，石灰窯的出現可能遠在廟底溝二期之前。

上世紀50年代，胡繼高先生在鄭州龍山時期灰坑、商代建筑遺址以及破裂的大口尊上發現了白灰的使用，隨后他用遺址周圍的料礓石（黃土中的鈣質結核）模擬實驗得出白灰面由料礓石磨成粉末加水調制而成的結論[26]。趙全嘏先生通過化學實驗發現河南郟縣太樸村、鄭州紫荊山北遺址出土的白灰面主要成分均為碳酸鈣，并據此推斷新石器時代和商代的白灰面可能為料礓石加工而成[27]。

上世紀80年代，仇士華先生對山西夏縣東下馮、河南安陽后岡等遺址出土的白灰面進行了14C測定，得出了此白灰面由人工燒制石灰制成的新結論[28]。其原理為：天然石灰巖形成于久遠的地質年代，內部14C已衰變殆盡，人工材料制成的白灰面吸收了制作時期的14C，其內部含量依然可以被測定。

此后，李最雄先生對甘肅秦安大地灣遺址仰韶晚期白灰面進行了偏光顯微鏡巖相鑒定和掃描電鏡分析，發現F901、F405兩座房址的白灰面為人造粘土陶粒輕骨料和以這種骨料為集料、以料礓石燒制的水泥為膠結材料的輕混凝土。化學全分析顯示，這種輕骨料是用當地產的料礓石粉碎后摻入一定量的當地紅粘土，調水后制成泥漿，手工搓成棒狀或做成無定形顆粒，入陶窯燒制而成。人造粘土陶粒主要成分為方解石，還含有少量石英。膠結材料的主要成分為方解石，另有少量石英、水化硅酸鈣等。李先生還對料礓石粉與水拌和后的性能進行了測試，結果表明料礓石粉與水拌和時的和易性極差，很快產生離析，無水化反應，凝結塊強度極低，從而判斷白灰面不可能是料礓石粉末加水調制而成[29]。

上世紀90年代中期，澠池班村遺址廟底溝文化的白灰面通過X射線衍射等檢測發現其表面為石灰反應生成的方解石[5]，從而以確鑿的證據證明仰韶時代中期人類已掌握燒石灰的技術。

進入21世紀，李乃勝等人在X射線衍射、拉曼光譜等技術分析的基礎上，發現山西陶寺遺址白灰面的成分有石灰和生石膏兩種[30]，這一結果表明，我國先民早在4000年前就已經開采石膏作為建筑材料，同時證明同一遺址的白灰面存在由不同原料制成的情況。

至此，在學者們的努力下，白灰面的成分已確定有石灰、石膏、人造粘土陶粒輕骨料和以這種骨料為集料、料礓石燒制的水泥為膠結材料的輕混凝土等多種情況，是否存在由料礓石磨碎加水調制而成的白灰面尚有爭議。

三、白灰面涂抹位置

白灰面最廣泛的用途是用作房屋的建筑材料，無論是在剛誕生的仰韶早期，還是普遍流行的龍山時代，房屋的居住面、墻壁等部位一直都是白灰面經常出現的位置。

為了了解各時期房址中白灰面涂抹位置的情況，筆者整理了已公布的資料（表二），并計算出各時期不同位置涂抹白灰面的數量占房址總數的百分比（圖二）。

從圖二可以看出，仰韶時代早期，白灰面涂抹在房址的居住面。仰韶時代中期，涂抹白灰面的位置仍主要是居住面。而且新發現墻壁涂抹白灰面的房址。仰韶時代晚期，白灰面涂抹位置開始多樣化，居住面、墻壁、灶面、門道、柱洞都發現涂抹白灰面的現象，還發現一處涂抹白灰面的集水坑。廟底溝二期文化時期新出現了屋頂、室內柱涂抹白灰面的房址。這幾座房址均出自蒙城尉遲寺遺址，這是一處被突發性災難損毀的聚落，多座房址被較好地保存下來[31]。龍山時代，白灰面的使用迎來鼎盛期，居住面、墻壁、灶面、門道、柱洞、土臺、室內坑、壁龕、基槽等部位均存在涂抹白灰面的現象。二里頭文化時期，白灰面在房址中的使用趨于減少，此時涂抹白灰面的位置有居住面、墻壁、灶面、門道、室內坑等。

整個史前時期，居住面始終是涂抹白灰面比例最高的位置。居住面是房址中最容易保存下來的部位，而諸如集水坑、屋頂等部位則極易被破壞，所以發現居住面涂抹白灰面的比例最接近于真實情況，而難以保存的部位比例則要低于實際情況。仰韶中期至二里頭時期，墻壁涂抹白灰面的比例大致呈不斷上升的態勢，此現象與墻壁的保存狀況有較大關聯。時代越久遠，墻壁越難保存下來，涂抹白灰面的比例也就越低，后期墻壁保存下來的情況較多，比例也就隨之上升。可以說白灰面涂抹位置的比例與各部位的保存狀況密切相關。

自仰韶晚期開始，涂抹白灰面的位置呈現多樣化，這可能與房址各部位的保存狀況有一定聯系，但更重要的是白灰面使用技術的進步。隨著時代的發展，白灰面使用技術越發嫻熟，涂抹的位置自然也呈現出多樣化的現象。到二里頭文化時期，白灰面總體使用量趨于減少，房址內各部位白灰面的使用亦隨之減少，可見白灰面涂抹位置的多寡與白灰面使用的普遍程度也有較大關聯。

四、白灰面底部處理方式

白灰面作為一種涂抹于房址、窖穴等表面且呈現出一個規整平面的白色石灰狀物質而被稱作白灰面。為了使白灰面達到光滑平整的效果，同時增強防潮等性能，在涂抹白灰面前往往會對其底部做一定的處理。

筆者從已公布的白灰面房址資料中整理出詳細描述白灰面底部處理方式的房址，從中統計出各時期白灰面底部的不同處理方式（表三），并計算出其在房址總數中的占比（圖三）。

如圖三所示，仰韶早期的唯一一座白灰面房址在涂抹白灰面前，先在居住面上鋪設了一層墊土。因為僅有一座房址，所以不具有代表性。仰韶時代中期開始，白灰面底部多涂抹草拌泥，鋪設墊土的現象也較為普遍，還有的房址在涂抹白灰面之前對地面進行夯打或踩踏，甚至經過火烤。這幾種處理方式中以涂抹草拌泥與鋪設墊土為主，夯土、踩踏面、火烤硬面較少。白灰面底部鋪一層木板的情況僅有一例，無代表性。但是這些處理方式并不一直單獨出現，而是經常呈現組合的方式。如山西垣曲龍王崖F101，經過夯打的地面上再涂抹草拌泥，最后抹一層白灰面[32]。

仰韶中期至二里頭時期，白灰面底部涂抹草拌泥的比例呈持續上升趨勢，說明草拌泥是處理白灰面底部的絕佳方式。隨著白灰面使用的增多，草拌泥被越來越多地運用于白灰面底部處理。從廟底溝二期文化時期開始，涂抹草拌泥始終占據著白灰面底部處理方式的首位。

白灰面底部鋪設墊土的現象從仰韶早期就已出現，但并未占據主要地位，說明鋪設墊土的效果并不及草拌泥。涂抹白灰面之前對地面進行夯打或踩踏的現象開始于仰韶晚期，之后比例則持續降低，說明其防潮等效果并不理想。

在普遍對白灰面底部進行處理的同時，我們也發現很多房址的白灰面直接涂抹于地面之上，底部未做任何處理，而且這一比例相當大，可達到30%～50%。

五、白灰面的功能

根據學者們的研究，白灰面成分已確定有石灰、石膏和人造粘土陶粒輕骨料與料礓石燒制的水泥組成的輕混凝土三種。這三種材料制成的白灰面都有堅固、美觀、衛生、防潮的功能，但是其蘊含的原理又略有不同。

石灰制成的白灰面是由石灰巖燒制成生石灰，再與水混合反應得到熟石灰。熟石灰涂抹建筑表面后吸收二氧化碳變成碳酸鈣。碳酸鈣具有堅固、穩定的性能，可使房屋墻壁堅固耐用，不易倒塌，居住面更加堅實平整。生石灰防潮的原理是生石灰遇水反應生成熟石灰，從而消耗掉水分，而熟石灰不具備生石灰的吸水功能，而且其吸收二氧化碳生成碳酸鈣的同時會生成一部分水，反而會增加室內的潮濕度，但是，后期變成碳酸鈣的白灰面非常致密，能將水汽阻隔在外，從而達到防潮的作用。另外，根據藥學原理，熟石灰為堿性，能夠使蛋白質變性，從而殺死細菌、害蟲，因此，石灰防潮的同時還能夠防止蟲子蛀蝕糧食及房基柱礎等。

石膏的一個主要性能是凝結、硬化快，在加水拌合后很快失去可塑性而產生強度，凝結、硬化時產生的微膨脹使石膏表面光滑細膩，具有非常好的裝飾性，是美化室內的絕佳材料。石膏在硬化過程中多余的水分會蒸發出來，在其內部形成大量的毛細空隙，對空氣、土壤中的水汽具有較強的吸附能力，所以石膏制成的白灰面同樣可以起到堅固墻壁、防潮的作用。

根據李最雄先生的研究，輕混凝土不但有良好的防潮性，而且具有較好的保溫性和較高的抗壓性[29]。這種混凝土由人造粘土陶粒輕骨料和作為膠結材料的料礓石燒制的水泥兩部分組成。粘土陶粒輕骨料外表有一層光滑、致密的釉面，內部有大的空隙或空洞，其防潮原理與石膏近似；作為膠結材料的料礓石燒制的水泥中有一定量的水化硅酸鈣，具有強粘接力，使得輕混凝土具有較高的抗壓強度，進而起到堅固居住面的作用。

美觀、衛生的作用無需贅言，無論何種材質的白灰面其表面都是潔白平坦的光滑面，白灰面涂抹在原來裸露泥土的地面、墻壁上，房屋內不再塵土飛揚，窖穴內的白灰面則能夠有效阻隔泥土對儲藏物品的污染。

胡繼高先生發現的破裂大口尊上使用白灰，證明涂抹白灰也是一種修補陶器的方法[26]。白灰面干燥以后具有較強的粘接力與硬度，能夠起到很好的固定破損陶器的作用。

史前時期發現的眾多房屋地畫與壁畫都繪制于白灰面之上。著名的白灰面地畫有秦安大地灣遺址F411地畫[33]，其所代表的意義曾引起李仰松[34]、嚴文明[35]等先生的熱烈討論。陜西石峁遺址東門甕城的東、西、南三面墻體內側發現壁畫殘塊近200塊，均以白灰面為底[36]。這些考古發現表明，潔白而平坦的白灰面是繪作圖畫的理想位置。

綜上所述，白灰面具有堅固、美觀、衛生、防潮、防蟲、修補粘合等功能，還是繪制圖畫的完美位置，是史前時期重要的建筑材料。

六、結 語

白灰面名稱由梁思永先生在上世紀30年代首次提出，并沿用至今，但是首次發現白灰面的可能是主持1926年山西夏縣西陰村發掘的李濟先生。他的《西陰村史前的遺存》對此有詳細記錄：“頂層以下有一層極薄的石灰層，約一公分上下……在那頂層直接灰土層的地方，下不了許多還有一層極薄的石灰層。”[37]筆者推測，這兩層石灰層應是兩座白灰面房址，可惜李濟先生當時未能意識到。晉南地區在仰韶早期就已出現白灰面房址，西陰村屬廟底溝文化遺址，存在白灰面的可能性極大。

在科技手段支撐下，學者們發現白灰面的成分至少有石灰、石膏和輕混凝土三種。燒石灰技術早在仰韶中期就已出現，從而將石灰燒制歷史從《周禮》記載的戰國時期提早至公元前4000左右。仰韶晚期人類發明了比石灰更為復雜的輕混凝土，其中人工燒制的粘土陶粒輕骨料算得上我國建筑史上的一項重大發明創造。近代研制人造輕骨料的歷史不過短短幾十年，而在5000年前我國先民就已經掌握了這一技術。晉南地區是我國重要的石膏產地，龍山時代晉南地區的先民已開采石膏作為建筑材料，可以推測陶寺遺址的石膏應采自當地。通過對白灰面成分的研究，進而了解我國史前高超的建筑工藝，這在我國建筑史研究上具有深遠的意義。

我國一些地區在史前時期從未出現過白灰面，比如東南沿海地區，究其原因，一是缺少石灰石資源，資源的短缺限制了白灰面的發展；二是木結構建筑的發達，可能也是白灰面發展的一大障礙。而后期白灰面房址的逐漸絕跡也應與木結構建筑、磚石建筑的發展有關。但是，從歷史時期以白灰面為底的壁畫，到現代房屋粉刷潔白的四壁，其實白灰面從未消亡。

附：本文寫作過程中得到王小娟老師的指導，袁媛同學在收集資料等方面曾提供幫助，在此致以誠摯的謝意！

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〔責任編輯：谷麗珍〕