廣西興業六西村冶鐵遺址初步研究

梁嬋

摘 要：玉林六西村古代冶煉遺址位于廣西玉林市興業縣龍安鎮六西村六樂屯一山腳處，面積約3000平方米。研究采用金相、礦相、掃描電鏡及能譜分析（SEM-EDS）等研究手段，對六西村冶鐵遺址的6個爐渣冶金遺物樣品進行了成分和顯微組織檢測分析。結果表明，該遺址為煉鐵遺址，采用生鐵冶煉技術，煉鐵渣屬錳硅系爐渣。

關鍵詞：冶金史;嶺南地區;唐宋時期;冶鐵爐渣;冶金考古

中國的生鐵冶煉技術傳統獨特于世界其他地區近兩千年之久。生鐵的發明與應用，對古代中國經濟社會發展的影響極其深遠。廣西地區在中南半島和中原地區的連接之處，從古代開始就已經成為文化交流的重要地方。通過對中華文化圈邊疆少數民族地區的古代冶鐵遺址進行研究，揭示其技術內涵，為探討中華古代文明傳播路線提供新的科學依據，同時也為人類文明史研究特別是考古學、歷史學研究提供新的科學資料。

1 廣西興業六西村冶鐵遺址情況介紹

廣西興業六西村冶鐵遺址位于廣西興業縣的龍安鎮，因為當地的山體得名為“綠霞”，其諧音為“綠鴉”。北宋時期，綠鴉是嶺南名鎮;南宋時期，其是中國主要的冶鐵基地之一，亦稱“綠鴉場”。①我國的考古學家結合當地的遺址情況和特殊的陶片分析，認為該遺址主要始于唐，盛于宋，衰于明。②六西村遺址在龍安鎮的六樂屯山腳下，經過GPS數據測定，該遺址海拔高度在98米左右，遺址面積約為3000平方米。并且該區域的地勢較為平緩，植被茂盛，東側為地勢平坦的水田，西側為南流江流域上游。在實際考察中發現，該遺址中具有兩個煉爐，質地堅硬，似為三合土制作而成。爐頂部分有少許缺失，并且爐體已經被掩埋，其中一個煉爐（圖1）已經露出地面，頂部高為135厘米，直徑為45厘米，爐壁厚度不均勻，在7厘米到12厘米之間，深度還沒被探測到。并且在遺址的表面可以發現大量的爐渣碎片和鼓風管碎片（圖2），這些碎片堆積深度為2米以上，并且爐渣的表面呈現玻璃狀，顏色多為褐綠色或者褐色，截面顏色多為褐色，且某些爐渣存在一定的縫隙。其中鼓風管為長筒形狀，內部夾雜一些泥質，外部直徑為5厘米左右，長度大約為45厘米。但是沒有發現鐵礦石。

2 遺址樣品的分析儀器和方式

首先從采集的爐渣樣品中隨機抽取片狀爐渣，然后經過清潔、打磨、鑲嵌、磨光、光學觀測以及表面噴碳等處理將其制作成抽樣樣品，選擇其中最大內接面積的6個樣品進行檢測。在北京科技大學冶金與材料史研究所和北京大學考古文博學院徠卡DM4000M型金（礦）相顯微鏡的輔助下，對樣品的金相組織進行觀察和分析，并對樣品拍照。

3 檢測和分析選擇的遺址冶金物質

前面對爐渣礦相觀察結構分析顯示，爐渣的本體內部沒有礦體等其他物質，并且該爐渣的融化度較好，顆粒為均質金屬鐵顆粒，沒有發現三氧化二鐵物質。樣品中的基體掃描沒有發現銅、鋅和銀等金屬顆粒，且這6個樣品都是以錳硅系為主要的組成成分，玻璃態居多，部分樣品存在一定的縫隙。在爐渣的檢測中發現，它們都殘存一些鐵顆粒，并且其數量和大小不一，大小一般在20到1200微米之間。爐渣的基本成分大多是鐵磷系或者是鐵錳系物質，金屬顆粒一共有16顆，對那些遭到損壞嚴重的樣品進行分析和探究，發現其中的鐵顆粒都是生鐵組織形式。

4 結果分析和研究

4.1 確定爐渣樣品的具體性質

經過分析得知，這6個樣品的成分都為錳硅系，并且基本以玻璃態的硅酸鹽為主要形式，其中含有錳橄欖石的樣品有4個，并且在這些爐渣樣品檢驗中都發現有金屬鐵顆粒存在，這也是爐渣煉鐵的主要根據之一。對利用顯微鏡觀察下的爐渣本體結構和其所含有的成分分析，結合古代爐渣的研究資料①，得出這6個爐渣樣品都為煉鐵爐渣。

4.2 對爐渣的軟熔溫度進行確定分析

結合SEM-EDS的分析結果，為了能對冶煉溫度進行粗略的推測，需要將生鐵爐渣的基本成分進行配氧之后求出具體的平均值。在具體的分析中可以看出，該遺址中的爐渣樣品中氧化錳、二氧化硅以及氧化鋁的含量占據總體含量的90%左右，因此只需要考慮這三種元素即可。并且經過對氧化錳、二氧化硅、氧化鋁的三元渣系圖分析，可以斷定爐渣樣品的平均軟溶溫度在1200攝氏度左右。

4.3 煉爐確定

結合爐渣的外貌和形狀進行分析可以了解到，該處遺址中至少含有一種可以排渣的豎爐類型。爐渣樣品殘存有生鐵組織金屬鐵顆粒，且爐渣基體沒有浮氏體存在，表示該煉爐的爐生較長，并且爐體煉鐵溫度較高，還原技術較好，其在熔融狀態下滲碳能力較強。

4.4 鐵顆粒及產品

經過調查發現，這6個樣品中有3個樣品的金屬顆粒外徑較大，對直徑小的金屬顆粒分析得知，該遺址原用于煉鐵的可能性較大。經過分析發現，16個金屬顆粒中含錳元素的有14個，含量平均在1.03%，而在1%到3%左右的錳含量可以有效增加共晶團細化的作用，且其對珠光體具有一定的細化和穩定作用，伴隨著鑄鐵的逐漸凝固，可以分析出其具體的硬化相。錳含量的增加，可以有效提升鑄鐵的硬度、耐磨性質以及整體強度，從而增加鑄鐵的整體性能。

4.5 鐵礦石和助熔劑

經過田野調查分析發現，這處遺址并沒有鐵礦石，從古文記載中可以發現，其主要的礦石原料應該為砂鐵礦。結合實際調查分析，遺址附近區域仍然存在能夠進行砂鐵礦生產的區域，并且鐵礦石很有可能來自該地區。

對樣本進行檢測發現，錳在所取樣品中含量較高，說明錳可能是一種用于煉鐵的助溶劑，也說明可能存在錳礦。在遺址附近發現錳礦的區域主要有玉林陳村、玉林新莊、興業城隍，其中高品位富集錳礦主要在陳村、新莊區域。同時結合對隍礦區錳礦的調查結果可知，高鐵貧錳礦石所產生的錳元素很有可能就是作為助溶劑的錳元素。

4.6 確定鼓風管

六西村冶煉遺址遺存的鼓風管與廣西玉林其他古代冶鐵遺址廣西貴港地區早期冶鐵遺址、廣西北流容縣漢唐冶銅遺址遺存的鼓風管，在類型、材質和制作技術方面為同一傳統。

5 結論

經過分析，玉林興業六西村冶煉遺址為煉鐵區域，生鐵冶煉技術是其主要的煉鐵方式。其爐渣的成分主要為高錳成分，錳礦在遺址的附近可以尋找，其冶煉過程是以錳作為助熔劑。

（致謝：本次檢測分析研究結果得到了廣西民族大學黃全勝教授的大力幫助支持和指導，謹此致以衷心感謝。）