公元一千年末波斯湾繁荣港口城市Siraf的黄铜与高锡青铜使用研究

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Brass and high-tin bronze use at Siraf, a prosperous Persian Gulf port city of the late first millennium CE

　　

研究人员针对伊斯兰金属加工中黄铜的主导地位及其与前萨珊、拜占庭传统的演变关系尚不完全明确的问题，对公元9至11世纪波斯湾重要港口城市Siraf出土的400件考古金属碎片进行了科学分析。通过X射线荧光光谱(XRF)成分分析，揭示了阿拔斯王朝早期黄铜使用的性质与范围，表明在此之前黄铜可能已从奢侈品用途转向实用领域。在Siraf这样繁荣且对外联系密切的聚落中，低锌合金占据主导地位，为这一时期的黄铜生产与供应提供了新视角，提示原生黄铜可能被有意掺入铜进行稀释。此外，结合成分分析与金相学调查，研究人员发现了遗址中并行使用的高锡β青铜，其外观与性能均与黄铜相似，但在合金选择与认知上存在细微差异，反映了当时金属加工技术的多样性与社会经济因素对材料选择的影响。

本研究聚焦公元一千年末西亚地区冶金史的重要节点，依托伊朗波斯湾港口城市Siraf的考古遗存，探讨早期伊斯兰时期黄铜与高锡青铜的使用模式与技术演变。当前学术界对伊斯兰世界黄铜主导地位的起源、发展及其与前萨珊、拜占庭传统的关系仍缺乏系统性认识，尤其对伊朗本土早期伊斯兰冶金实践的科学数据严重不足，既往研究多集中于地中海东岸拜占庭遗址或晚期艺术市场器物，缺乏对平民日常用品的系统分析。Siraf作为公元800至1000年间阿拔斯王朝重要的深水贸易港，其繁荣的城市形态与跨区域交流网络为研究冶金技术传播与社会经济驱动提供了理想案例。研究人员通过对该遗址出土金属遗存的系统科学分析，旨在揭示黄铜在早期伊斯兰伊朗的普及程度、合金配比特征及与其他铜基合金的共存关系，进而阐释技术选择背后的社会经济动因。

研究人员采用的关键技术方法包括：对大英博物馆藏400件Siraf出土铜合金碎片进行X射线荧光光谱(XRF)表面定性分析，筛选代表性样品进行基体成分定量检测；针对高锡青铜疑似样品制备金相截面，使用扫描电子显微镜与能量色散X射线光谱(SEM-EDS)进行微区成分与显微组织表征。样本覆盖遗址不同功能区（居住区、集市、宗教建筑、墓葬区等）及公元7至16世纪的连续地层堆积，年代框架依据钱币学与陶瓷类型学建立。

研究结果分为三个核心部分：

(i) 合金成分分布模式显示，近50%样品表面锌含量≥2 wt%，22%样品锌含量介于0.05-2 wt%之间，表明锌基合金在Siraf各时期均占主导地位。黄铜集中用于化妆棒、戒指等小型铸件及线材、管件等锻压制品，而大型容器、灯具等多采用青铜或纯铜。铅含量分析揭示两类锌基合金分化：低铅黄铜（锡<2 wt%、铅<10 wt%）与高铅炮铜/红黄铜（锡≥2 wt%、铅≥10 wt%），后者主要用于衡器铸件。

(ii) 黄铜合金特征表现为锌含量普遍低于20 wt%（多数≤15 wt%），显著低于传统渗锌法理论产能上限。低铅、低锡特征暗示合金供应受控于精心管理的再生或调配流程，而非直接熔炼原生黄铜。高铅衡器合金的异质性可能与重量精度要求较低有关。

(iii) 高锡青铜鉴定出两类：常规铅青铜（锡2-10 wt%）与高锡β青铜（锡>15 wt%）。后者主要见于化妆棒，显微组织分析证实其为淬火态β相结构，中心残留未转变的δ共析体脆性芯部，解释了部分器物断裂原因。这类合金需精确控温淬火以维持金黄色外观，工艺复杂度高于黄铜。

讨论部分首先指出，Siraf前9世纪地层中高达70%的锌基合金占比，支持伊朗地区在伊斯兰早期已广泛接纳黄铜，且其角色从奢侈品转向实用材料。低锌现象无法完全由回收再生导致的锌挥发解释，模型模拟更支持原生黄铜被有意掺入铜/低铅铜的稀释策略——此举既能维持10 wt%左右的锌含量以保障金黄色泽与最佳反光性，又可优化资源利用。高锡β青铜与黄铜的并行使用，反映了特定消费群体对新颖合金的追捧，尽管其机械性能劣于黄铜，但可能因象征精英身份而被短暂接受，最终因易碎性退出主流。

研究结论表明：Siraf遗址揭示了早期伊斯兰伊朗黄铜的普及化进程，低锌合金主导现象源于有意的成分调配而非生产技术限制；铜合金选择遵循功能适配原则，黄铜占据日用与装饰领域，青铜延续于大型铸件与传统器具；高锡β青铜的短暂流行凸显了社会文化因素对冶金技术选择的深刻影响。本研究为重构公元一千年末西亚冶金技术传播网络与经济驱动机制提供了关键实证。