中国古代车舆价值挖掘及复原研究

　　主要完成单位：甘肃省文物考古研究所 北京大学考古文博学院 陕西省考古研究院 西北工业大学 北京东方艺珍花丝镶嵌厂 河北省承德金枋传统艺术开发有限公司 荆州文物保护中心

　　主要完成人：王辉 谢焱 邓天珍 林怡娴 陈建立 赵西晨 刘兵兵

　　获奖等级：二等奖

　　本项目系统梳理了古代车辆的文献及实物资料，利用多学科最新技术提高了车舆解剖发掘工作水平，最大限度地提取了原始信息；充分揭示古代车舆制作蕴含的科学和技术，利用传统工艺和现代科技的结合展示了古代社会工艺技术的发展状况，实现了车辆的实物及模拟复原。项目所形成的田野考古发掘、文物出土现场保护、实验室检测分析、实验室考古清理、实验考古和展览展示紧密结合的链条协同研究模式，对于推动考古学、文物保护、传承与展示利用的理论与方法创新具有重要示范意义。

　　“中国古代车舆价值挖掘及复原研究”项目以甘肃张家川回族自治县马家塬墓地出土的车辆为主要研究对象，对各地已出土车辆考古资料进行系统整理与研究，对古代马车的起源及早期发展脉络进行梳理；车辆遗迹的现场解剖发掘、翻模，实验室精细发掘和文物保护修复；利用人工绘图、高清照相以及三维扫描等方法对发掘所获得的车辆形制、结构、装饰、车辆构件的尺寸、连接方式等信息进行全面记录与最大限度的提取；对残留车辆木胎的木材、表面髹漆材料、金属构件及饰件，以及肉红石髓珠、绿松石珠、玻璃和汉蓝、汉紫和铅白等珠饰的种类、成分、成形和装饰工艺等进行综合研究；运用三维建模技术实现了马家塬战国墓地部分车辆的数字模拟复原，并进行了力学性能分析；在对木工、金工、车辆制作等传统工艺调查的基础上，按原工艺、原材料完成2辆典型随葬车辆的实物复原工作，并制作了三维视频用于展示。

　　一、马家塬墓地概况

　　马家塬墓地在张家川县西北17千米的木河乡桃园村北约200米的马家塬上，墓地面积约2万余平方米。马家塬墓地自2006年开始考古发掘，现发掘工作仍在进行中。马家塬墓地以独特的墓葬形制、装饰华丽的车辆、复杂的人体装饰和服饰以及出土的一大批珍贵文物而闻名。该墓地的发掘反映了战国时期西戎文化的面貌，是研究西戎文化、秦戎关系、早期中西文化交流以及古代工艺与技术的重要资料，尤其为中国古代车辆的发展、演变的研究及复原和复制提供了不可多得的实物资料。

　　绝大多数墓葬中随葬有车辆或车器，仅有1座墓葬未见。九级阶梯的墓葬中随葬车辆达5辆之多，小型墓葬中仅随葬有1辆车或不随葬车。随葬车辆均为单辀双轮车。车辆装饰的华丽程度也依墓葬级别的高低而不同。迄今为止，共发现车辆51辆。这些车辆依据其形制可分为以下五类：第一类为圆角长方形车舆高栏板无珥车。均有复杂的装饰，多发现于大型墓葬中。第二类为圆角长方形车舆无栏板有珥车。第三类为圆角长方形车舆无栏板无珥高轼车。第四类为椭圆形车舆无栏板无珥车。第五类为圆角方形车舆低栏板无珥车。第二、三、四类车均只髹漆，第五类车为无任何装饰的素车。车饰件中以镂空花纹的金、银、铜、锡质饰件和鋄金银饰件为大宗。花纹的母题主要是各类“S”形相互勾连组成的忍冬纹、卷云纹以及几何纹。这些车饰多装饰在车辀、衡、轭、舆和毂等部位。动物形的车饰也发现较多，有大角羊、虎、鹿、狼等造型，主要装饰在车舆周边。在车舆、车毂、车衡等部位还发现有铜和铅质的牦牛、羊、马形俑和带尖顶帽的人形俑。各类质地的珠子也经常用于车辆装饰，见于车舆边缘、车毂、车轮等部位，也用于制作飞铃。

　　二、车辆复原研究

　　1.车辆遗迹的发掘、解剖、翻模及原始信息的全方位提取

　　车辆遗迹的发掘、解剖是车辆复原的首要基础。通过对车辆遗迹的发掘和解剖，项目组对车辆的结构、各部位的连接方式有了充分的认识，对文献记载但无实物证据的伏兔、飞铃等发现了实物证据。绘制了车辆遗迹图，运用摄影、摄像、三维扫描等方式科学、准确、翔实、最大限度地记录车舆解剖所获的相关信息，建立了马家塬车舆形制、结构、装饰等多方面信息的数据库，为后期复原车辆提供科学、准确、翔实的第一手考古资料。

　　2.车辆遗迹及出土文物保护

　　为使出土车辆得到切实有效保护，并为文物保护提供科学依据，自马家塬墓地发掘开始，即进行了全面的出土环境现场检测和监测，主要包括车辆及其饰件的保存状况、虫害、微生物、土壤土质分析调查、有害气体、粉尘和温湿度监测、紫外线监测和霉菌菌种鉴定等内容。

　　在车舆遗迹发掘清理、临时性现场保护、保护性搬迁提取、实验室解剖清理和文物保护修复等工作中，始终坚持发掘、科学调查、文物保护相互协同开展的工作模式，根据车辆出土现场和实验室解剖发掘保护过程中出土的各类文物的保存状况，针对性地设计了保护方案并有效实施，达到了信息完整提取和出土文物长久保存的目的，形成了文物出土现场文物保护的整套工作流程。

　　3.车辆制作材料的检测、分析及制作工艺研究和认知

　　为达到使用原材料和原工艺实现车辆的复原和复制的目的，项目组对考古现场出土的各类车构件和装饰品进行了全面的科学检测和分析，达到科学准确了解车辆制作的材质、各类材料的详细成分的目的。所采用的方法主要有红外光谱、气质联用、拉曼光谱、偏光显微镜、扫描电镜、激光剥离等离子发射质谱、体视显微镜、金相显微镜和X射线光谱等。经检测分析发现，马家塬墓地车辆主体所采用的木材主要为榆木、柳木和榄仁；金饰品的成分为金银铜的合金；银饰品中含有少量金和铜；铜饰品为锡青铜，多使用镀锡工艺；少数铁器由生铁铸造而成，多数铁器为锻造制品，有铸铁脱碳钢和块炼渗碳钢两种材质，铁基和金银相结合的制作工艺应属于早期的鋄金银工艺；珠饰为肉红石髓、汉紫、汉蓝和铅白。

　　4.系统梳理与车辆相关的文献资料和实物资料，理清车辆发展和演变的脉络

　　在相关地区进行了实地考察。召开专家论证会对发掘和解剖所获得的车辆结构信息进行了全面讨论和确认，以保证车辆复原和复制时车辆结构的准确性。

　　5.车辆数字模拟复原

　　通过传统车舆制作工艺的调查和研究，结合和参考其他地区出土商周时期车舆的形制，利用现场解剖发掘和实验室精细解剖发掘所获车辆结构信息数据，实现了马家塬墓地出土车舆的数字化复原，为实物复原工作提供了依据。根据数字模拟复原的成果，绘制了详细的车辆制作工程图，确定了相应的制作和装配工艺流程。

　　6.车辆实物复原

　　依据在发掘、解剖和文物保护过程中提取的原始信息，通过对车辆制作材料和制作工艺研究，在传统车舆制作工艺的调查和研究的基础上，按原工艺、原材料完成了2辆典型随葬车辆的实物复原工作。

　　车辆主体制作所使用的木材为存放3年以上的榆木。在制作前进行了相应的防翘、防开裂、烘干等处理。经用高温蒸，待木材全部湿透，保持10小时以后，再进入烘干窑内进行烘干，剔除有结子、靠近外皮的部分以及易弯曲的型材后使用。部件制作完成后，车体按照力学与结构关系组装成型。依据解剖发掘所发现的车辆各部件之间的结构关系，分别使用龙凤榫、楔钉榫、燕尾榫、插榫和皮条绑缚等传统工艺进行连接。

　　车辆金属饰件的制作也在成分分析和工艺研究的基础上，按照相应的工艺流程进行了复制。依据分析结果，使用含量93％的金、99.9％的银和99.9％的锡为原料。其中金银饰件的制作工艺流程为熔炼金银、倒板压金银箔、錾刻、振压、剔金银。锡饰件的制作工艺流程为熔炼化锡，倒板，压锡片，手工镂空。

　　汉紫、汉蓝和铅白珠子的复制是在结合多项检测手段分析了马家塬汉蓝、汉紫和铅白料珠的化学成分、微观结构及铅、锶同位素比值，并借鉴国外学者模拟制备埃及蓝容器与珠饰成果的基础上进行，复原出几种可行的烧制工艺，并以一种低温、超高助熔剂（铅）的二次烧制工艺快速高效地完成了大量料珠的复原烧制。全部珠子均为手工成型，烧制容器也采用手制陶器而非现代实验室刚玉坩埚，烧制温度在50℃的范围内波动而非严格控制在10℃以内。车辆的髹漆使用土漆，以传统大漆工艺经六道工序完成。

　　在完成车辆主体制作和各类饰件制作后，最后将车辆饰件附着于车辆相应的装饰部位，完成车辆制作。

　　7.力学测试

　　为了充分揭示马家塬墓地出土车辆中制作工艺中所蕴含的科学性，项目组再次复制了车辀、车轮和车舆等车辆的主要受力部件，搭建了应变测试平台，对静载荷作用下车辆的应力应变进行了测试，并将有限元计算结果与实际测量结果进行了对比分析。

　　通过ANSYS有限元分析和实际测量得到的数据，得知车辆可以承受200公斤即2000牛顿的静载荷，大于两个成年人体重（约150公斤），即通过静力学测试可以确定车辆能够满足载人要求。从结构和受力特征上来看，随葬车辆应该是按照当时的实际载人的车辆以1：1加工制作的。车辆上大量的金饰、银饰、铁饰、锡饰及珠饰中，除折角形鋄金银型铁饰件有一定加固作用外，其他饰件并无实用价值，这在一定程度上影响和削弱了车辆本来的实用性，凸显了其礼仪属性。通过复原车辆并进行静力学分析，可以发现古人在独辀马车的设计与制造上虽然可能是感性的、朴素的，但具有很强的科学性，与木材的特性结合也非常紧密。

　　三、项目取得的成果

　　通过现场发掘和解剖、出土车辆的保护修复、车辆构件和饰件的成分分析和制作工艺研究，对马家塬墓地出土的豪华车辆进行了数字模拟复原，遵循原材料、原工艺的原则复制了该墓地出土的车辆2辆，并制作了三维动画视频用于展示。

　　出版了〖马家塬墓地金属制品技术研究——兼论战国时期西北地区文化交流〗、〖西戎遗珍——张家川马家塬墓地出土文物〗和〖清水刘坪〗3部专著。

　　发表了〖马家塬墓地出土表面富锡铜器的初步研究〗〖先秦时期金珠颗粒制品的考古发现与初步研究〗〖甘肃张家川马家塬墓地2010-2011年发掘简报〗〖戎狄之旅———内蒙、陕北、宁夏、陇东考古考察笔谈〗〖甘肃发现的两周时期的胡人形象〗等研究论文多篇。

　　通过项目实施培养研究生多名。策划并举办了“秦与戎——早期秦文化考古成果展”。

　　四、创新点

　　1.建立了古代车辆复原和复制完整体系

　　原工艺、原材料、数字与实物相结合的复原方式是重要突破。项目实施过程中建立的考古发掘、检测分析、文物保护、数字和实物复原与展览展示紧密结合的全方位协同工作的模式，突出体现了考古学和文物保护、展示利用紧密结合的发展趋势，所取得成果也十分显著，推动了文化遗产保护、利用和传承工作的开展。

　　2.在古代材料、工艺研究和复制上有新突破和创新性发现

　　金制品均为未经提纯的自然金，金银制品的制作技术包括捶鐷、模压、铸造、珠化、掐丝、焊接、镶嵌、包金、错金和鎏金等工艺，融合了欧亚草原、西方及中原地区的多种文化因素。首次通过自然科学手段对战国时期金银制品的制作工艺开展了系统分析和研究，建立了先秦时期金银技术的发展框架。

　　对装饰车辆的镀锡铜器进行的系统研究表明，西周中晚期镀锡技术开始在甘肃灵台和陕西周原地区出现，春秋战国时期使用较多，而西汉以后已较为少见，并发现有沿“半月形文化带”自西北向西南传播的过程。初步揭示了镀锡技术的工艺特征和时空分布。

　　铁器表面采用的金银装饰工艺在马家塬墓地的出土，引发了对其制作工艺和技术的探讨和争论。在项目实施过程中通过多种技术手段的检测和分析，发现该工艺既不同于传统认知中的错、嵌工艺，也不是包金工艺，而应该是鋄金银工艺。这种工艺是在铸铁脱碳钢和块炼渗碳钢的基体上首先錾刻出花纹的轮廓线，再将打制的金银薄片覆于铁基之上，沿基体上的轮廓线錾去多余的金片而成。该工艺的发现将錽金银工艺出现的年代从汉代提早到了战国。通过制作实践，掌握和复原了鋄金银铁器的制作工艺。錽金银技术与欧亚草原地带广泛存在的铜铁复合器、金铁复合器以及铁器表面金银装饰工艺等存在一定联系。

　　通过马家塬墓地大规模出土的费昂斯（faience）、汉蓝、汉紫、铅白料珠以及铅钡玻璃珠材料的系统研究，首次揭示出战国中晚期两类硅酸盐玻璃态材料—高钾系与铅钡系材料的技术交融现象。作为埃及蓝的相似物，汉蓝和汉紫的研究工作长期以来主要围绕人工模拟制备方面展开，然而囿于考古发现所限，中外学者以往的模拟实验均以合成颜料而非成型器物（容器或料珠）为目标，且多在高温下按理想化学计量配比、辅以少量的硼砂或铅为助熔剂进行，与马家塬出土的这类料珠的实际情况（成分、形态、烧制温度等）相差甚远，而对铅白的模拟工作未见相关报道。本项目结合多项检测手段分析了马家塬汉蓝、汉紫和铅白料珠的化学成分、微观结构及铅、锶同位素比值，并借鉴国外学者模拟制备埃及蓝容器与珠饰的成果，复原出几种可行的烧制工艺，并以一种低温、超高助熔剂（铅）的二次烧制工艺快速高效地完成了大量料珠的复原烧制。

　　3.秉承多学科联合攻关的理念，打造了一支多学科综合研究团队

　　实践并创新了考古学“田野调查与发掘—理论假设—文物保护—检测分析—文化因素揭示研究—实验室模拟—验证分析—展示利用”的全链条研究模式，是国内考古学多学科综合研究持续探索为数不多的案例。对于推动考古学、文物保护的理论与方法创新有重要示范性意义。

　　基于田野考古发掘、实物解剖、文物保护、全面信息提取、科技检测分析、模拟数字复原、传统工艺研究和复原复制及展示利用相结合的理念，实现了马家塬墓地出土豪华车辆的原材料、原工艺复原，建立了古代车辆复原和复制的完整体系，打造了一支多学科综合研究的团队，达到了田野考古、文物保护和展示利用相结合的目标，充分挖掘了中国古代车辆所蕴含的文化、历史、科技和艺术价值。

　　五、示范和推广意义

　　通过本项目的实施，系统梳理了古代车辆的文献及实物资料，提高了车辆解剖发掘工作水平，最大限度地提取了原始信息，利用传统工艺和现代科技的结合实现了车辆的实物及模拟复原，充分揭示了其中蕴含的科学和技术，建立的古代车辆复原和复制的完整体系具有示范意义。

　　本项目将田野考古、实验室检测分析、文物保护和公众考古紧密结合的研究模式得到学界重视，所获研究和复原成果在北京、兰州和西安等地举办的展览及讲座中得到学界和公众的一致好评。2016年5月在台北故宫博物院开办展览和公众推广活动，取得了很好的社会效益。未来，我们将在本项目的基础上实现马家塬出土车辆的全面复原和复制，建设中国古代车辆展示博览园，推动文化产业发展。（撰稿：中国古代车舆价值挖掘及复原研究项目组）

（来源：中国考古网　原文刊于：〖中国文物报〗2016年12月9日第16版）