山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期：２０１３—１２—１６；修回日期：２０１４—０４—０４
作者简介：丁忠明（１９７９～），男，２００２年毕业于上海大学金属材料工程专业，硕士，副研究馆员，古代工艺研究方向。Ｅ—ｍａｉｌ：ｒａｋｙ一９７
＠ｓｉｎａ．ＣＯＦｆｌ
万方数据
３０
文物保护与考古科学
第２６卷
３把青铜剑保存状况较好，锈蚀较轻。Ｍ６１：３ 和Ｍ２：２４青铜剑基本完整，Ｍｌ：５５青铜剑的前半段
第２６卷第３期
２０１４年８月
文物保护与考古科学
ＳＣＩＥＮＣＥＳ ＯＦ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＲＣＨＡＥＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２６．Ｎｏ．３ Ａｕｇ，２０１４
文章编号：１００５—１５３８（２０１４）０３—００２９—０９
山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
丁忠明１，吴来明１，刘延常２，曲传刚３，穆红梅３
铸接质量完好，体现了当时铸接技术的娴熟、高超。
图１２
Ｆｉｇ．１２
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图１
ＣＴ ｃｒｏｓｓ—・ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ １ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
图１３
Ｆｉｇ．１３
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图２
ＣＴ ｃｒｏｓｓ——ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ２ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
万方数据
第３期
Ｆｉｇ．１５
Ｍｌ：５５同心圆剑首
Ｐｏｍｍｅｌｓ ｄｅｃｏｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ
图１６
Ｆｉｇ．１６
ＭＩ：５５剑茎范线
ｓｗｏｒｄ
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ １：５５
２．３．１
Ｘ射线探伤检测ｘ射线检测结果显示，剑
连带的内茎之间有清晰的缝隙，并且剑格与剑身相 接处产生了明显的缺陷，同样表明两者是分铸铸接。 综合分析，判断剑首及带有剑内茎的剑身分别先铸
首与剑茎连接处有缝隙，剑首带有一个较短的榫头， 所以剑首与剑茎为分铸铸接。剑格、剑外茎与剑身
结合检测分析结果显示Ｍ６１：３剑的剑首与剑箍分 别制成活块范，而后嵌入剑身的主体范中一次铸造
而成。
以往学术界多认为具有同心圆首的青铜剑是非
分铸不能成形的。Ｍ６１：３同心圆首剑的研究结论对 东周时期同心圆剑首与剑茎之间的结合方式有了一 个新的认识。
２．２
Ｆｉｇ．１０
图１０
Ｍ２：２４剑茎范线
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
首。检测结果显示剑首与剑茎为分铸。可清楚地辨 别出剑首自带榫头一直延伸至剑茎的第二个箍处（靠 近剑格），榫头由剑首处开始逐渐变细（图１２）。ＣＴ
的检测结果与ｘ射线探伤的结果一致——Ⅳ１２：２４青铜 剑分两次铸造，即同心圆首先铸，再与剑身整体铸接。 ｃＴ检测数据的进一步分析，发现了普通ｘ射
线探伤检测所难以探究的细节。剑首自带榫头的截 面呈圆形，其整个形状则近似圆锥体。总体而言，剑 首自带榫头粗大，有利于剑首与剑茎的牢固连接。 而在剑首自带榫头上还设置了防止剑首脱落的小榫 头结构，设置巧妙，独具匠心。 为了便于区分，将剑首自带的、用以与剑茎牢
圆首剑，选用ｘ射线探伤检测及ｃＴ断层扫描分析，
以期直观地、准确地揭示同心圆首剑内部所隐藏的 技术。通过科学分析判断，更深入地了解和认识古 代同心圆剑首中所蕴含的连接技术。 本次研究从表面铸造痕迹的观察到精确的无损 检测，可以得知表面观察能辅助地判断连接技术和 铸造工艺，但有的表面现象也会成为错误判断的依
丁忠明等：山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
３３
图１４
Ｆｉｇ．１４
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图３
ＣＴ ｃｒｏｓｓ——ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ３ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
综上分析，Ｍ２：２４剑为２段式铸接成形。剑首 及自带榫头先铸造成形，而后嵌入剑身范中铸接成
一体。由主、附件的连接致密可知铸接质量非常好， 未出现激冷等形成的铸造缺陷，故铸接时应对剑首 进行了较高温度的预热处理。
２．３
Ｍ１：５５青铜剑 Ｍ１：５５青铜剑只剩下含剑柄的后半截，剑首部
分缺失，内有高凸的同心圆装饰，底部饰有极细凸起 的绳纹（图１５）。剑茎上有双箍，每个箍上饰有３圈 凹槽，内嵌绿松石多数已脱落。剑格上有嵌绿松石
的凹槽，部分绿松石脱落（图３）。剑首至剑格有两 条对半分型的、连续的分范线（图１６）。
图１５
认识，会普遍认为是铸接痕。ｘ射线检测结果与表面 观察存在矛盾。考虑到ｘ射线检测的局限性，或未能 将信息完全反映。因此，在拍摄ｘ光片时，分别从两
个角度拍摄（作９０度旋转），用多种电压穿透剑茎，但 结果都没有发现铸接的痕迹。所以，ｘ射线探伤结果 可判断Ｍ６１：３青铜剑为浑铸法铸造。
范线痕迹（图５）。剑首至剑格有两条清晰的、连续
的分范线，在双箍上也连续。双箍表面有凸起的纹
饰。剑格成菱形，格上的凹槽纹饰镶嵌绿松石，但多
数已脱落（图６）。
万方数据
第３期
丁忠明等：山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
３ｌ
的绳纹（图９）。剑首至剑格有两条对半分型的、连 续的分范线。剑格上有凹槽用于镶嵌绿松石，但部 分绿松石已脱落。剑有双箍，每个箍上有３圈凹槽， 内嵌绿松石（图１０）。
图７
Ｆｉｇ．７
Ｍ６１：３剑茎Ｘ光照片
Ｘ—ｒａｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
２．１．２
ＣＴ检测结果检测范围从剑身后半部至剑
首（图８右半图）。对整个剑柄的所有截面观察分析，
均未发现有分铸的痕迹，如剑茎部位的其中一个截面 的典型图像（图８左半图）。由此，可断定Ｍ６１：３同 心圆首剑是浑铸而成，与ｘ射线探伤结果一致。
垂直。因此，在空间上圆弧形次榫头与圆柱体次榫 头成９０度，并都与圆锥形主榫头垂直（图１４）。 这种主、次榫头的分布有利于剑首与剑茎之间的 牢固连接，防止剑首的脱落。榫头的分布科学、合理，
Ｘ——ｒａｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
２．２．２
ＣＴ检测结果检测范围从剑身后半部至剑
半分型，具有凸起纹饰的双箍是不能在两块剑茎范 内一次完成脱模。因此，纹饰箍范应使用了复合范 技术，先将双箍单独制成活块范，再放人剑茎主体范
内，一次浇注成形。已有研究表明，同心圆剑首的制 作方法是单独制范Ｈ Ｊ。Ｍ６１：３剑的剑茎表面距离 剑首约１ ｃｍ处有一圈范线痕迹，这应是剑首范与剑 茎主体范复合过程中留下的痕迹。因此，表面观察
０引
言
范线等表面观察为主，科学分析以表面分析为主，而 后推测其制作方法及连接结构形式。
山东新泰周家庄出土了东周时期大量带有
吴国特征的兵器。１。，尤以青铜剑最具特色。其中
为了研究东周时期同心圆首剑的连接结构及铸
造方法，针对山东新泰周家庄出土的３把东周同心
出土了３把带有同心圆纹剑首的青铜剑，剑格都
镶嵌绿松石。２１，茎为实心的圆形或椭圆形，茎上 有两个带纹饰的剑箍，剑首都有同心圆装饰。据 考古学分类研究旧ｊ，这３把剑可归属于同一类型 的双箍实茎剑，是春秋中晚期吴越国实战用剑的
Ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ１：５５ ｓｗｏｒｄ
１．２仪器设备及参数
图５
Ｆｉｇ．５
Ｍ６１：３剑茎
ｓｗｏｒ｛
ｘ射线探伤机仪器型号：德国ＹＸＬＯＮ公司生
产的ＭＧ３２５一Ｄ０１型。使用参数：电压２２０～２８０ｋＶ 之间，电流５ｍＡ，时间３ｍｉｎ，焦点３．６ｍｍ。ＣＴ型号： 德国ＹＸＬＯＮ公司生产的Ｙ．ＣＴ Ｍｏｄｕｌａｒ系统。ＣＴ
Ｈａｎｄｌｅ（１ｆ Ｍ６１：３
系统中的ｘ射线探伤机型号为ＭＧ４５２一Ｄ０９。接收
装置为平板探测器，型号为Ｙ．ＸＲＤ
ＡＮｌ８。使 用参数：电压３８０ｋＶ，电流１．８ｍＡ，焦点０．４ｍｍ。
１６２０
Ｆｉｇ．６
图６
Ｍ６１：３剑茎范线
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
２．２．１
Ｘ射线探伤检测
Ｘ射线检测结果显示，
剑首与剑茎连接处有明显间隙，并可看到剑首所带 的榫头痕迹，但影像不太清晰，表明榫头与剑茎的连
Ｍ２：２４青铜剑
Ｍ２：２４青铜剑不仅是一把同心圆首剑，也是一 把菱形纹饰剑。剑身中部被重压而断成二段，整体
保存较好。剑首同心圆凸起较高，底部有极细凸起
接致密（图１１）。剑格、剑身与剑茎之间没有发现分 界线，初步判断只有剑首与剑茎是分铸铸接，所以铸
２分析结果
２．１
２．１．１
Ｘ射线探伤检测
Ｘ射线检测结果显示，底
Ｍ６１：３青铜剑 Ｍ６１：３同心圆首剑一断为二，剑柄部分保存完
片中未发现分铸痕迹，初步判断剑首与剑茎是浑铸形 成（图７）。剑茎表面观察，有一圈范线痕迹，按现有
好。表面观察，同心圆凸起较低，底部有极细凸起的 绳纹（图４）。距剑首约１ｃｍ处的剑茎上，有一整圈
遗失，剑首有少部分缺失。
图１
Ｆｉｇ．１
Ｍ６１：３剑柄
ｓｗｏｒ（
ＨａＭｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３
４ Ｆ ｇ ４
Ｍ６
ｉ
３同心圆剑卣‘
，（ｉ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｌｒｉｃ ｃｉｒ（－ｌｅｓ ｏｆ
３ ＳＷＯＦ（１
图ｗ
ｓ
¨Ｍ ６
图２
Ｆｉｇ．２
Ｍ２：２４剑柄
ｓｗｏｒ（
Ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４
图３
Ｆｉｇ．３
Ｍ１：５５剑柄
常见形制，春秋战国之际沿袭了这一形制，并都
带有了剑首。
剑首同心圆是青铜剑剑首表面装饰有壁厚极薄
且高突的多圈同心圆，十分规整。薄壁状同心圆的 厚度在０．２～０．８ｍｍ，凸起达０．５—２．２ｒａｍ，各圈间 距在０．３～１。２ｍｍ。在同心圆的槽底，还分布着极 细凸起的绳纹。研究表明，这类剑首同心圆是单独 制范后铸造成形一Ｊ。新泰出土的３把同心圆剑首的
据。有局限性的，同时很多隐藏在器物内部 的信息会被忽略掉。因此，借助有效、合适的科学仪 器来佐证是十分必要的。ｘ射线探伤和ＣＴ检测等 无损的科学分析手段对于古代青铜器的内部结构和 铸造工艺研究具有重要意义。
外形都符合这一描述。
目前，对同心圆剑首与剑茎之间的结构研究显
１样品和方法
１．１样品概况 山东薪泰周家庄出土３把东周时期的同心圆酋 剑，出土编号分别为Ｍ６１：３、Ｍ２：２４、Ｍ１：５５ （图１～３）。考古研究认为，３个墓葬分属于不同的 时期。Ｍ６１墓属于春秋晚期晚段，Ｍ２墓属于春秋 末期，Ｍ１墓属于战国早期旧。。
示：ｉ）同心圆首单独铸造成形，后与剑茎铸接成一
体，并存在铸接的痕迹∽。。；２）带有同心圆首等特殊 工艺首的剑，多为３段组成，不会整铸。推测铸接结 构使用大头小尾的形状，以使连接牢固∞。；３）通过 渗透探伤技术等研究认为，东周青铜剑普遍采用了 分铸技术一ｏ。以上分析结论多以剑柄形制及剑茎
榫头（图１３）。从截面图中可以清晰地看到圆柱体次 榫头与圆锥体主榫头是一体铸成。圆柱体次榫头与 剑刃方向平行。
距剑首约１２ｍｍ的圆锥体主榫头处还设置了相
互对称的２个圆弧形次榫头。２个圆弧形次榫头的
图１１
Ｆｉｇ．１１
Ｍ２：２４剑茎Ｘ光照片
最大跨度约５ｍｍ，最高约１．５ｍｍ。圆弧形次榫头同 样与主榫头是一体铸成。圆弧形次榫头与剑刃方向
造方法为２段式分铸铸接法。
万方数据
３２
文物保护与考古科学
第２６卷
固连接的较大榫头称为主榫头；设置在主榫头上的、 用以防止剑首脱落的较小榫头称为次榫头。 由ＣＴ截面图可以发现，距剑首约７ｍｍ的圆锥 形主榫头处，设置了一个垂直于主榫头的次榫头，以
防止剑首脱落。次榫头截面呈圆形，直径约２．５ｍｍ， 高度约３．５ｍｍ，接近剑茎表面。故次榫头为圆柱体
图９
Ｆｉｇ．９
Ｍ２：２４同心圆剑首
Ｐｏｍｍｅｌｓ ｄｅｃｏｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｃｉｒｃｌｅｓ ｏｆ Ｍ２：２４ ＳＷＯｒｄ
图８
Ｆｉｇ．８
Ｍ６１：３剑ＣＴ截面图
ＣＴ ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
检测结果表明Ｍ６１：３剑为浑铸成形。表面观 察，剑茎上的双箍有凸起纹饰。剑茎是用两块范对
（１．上海博物馆文物保护与考古科学实验室，上海２０００５０；２．山东省文物考古研究所，山东济南２５００１２；
３，
山东省额泰市博物馆，山东新泰２７】２００）
摘要：山东新泰周家庄出土了东周时期大量带有吴国特征的兵器，其中尤以青铜剑最具特色。为探讨东周同心圆 剑首与剑茎的连接方式和连接结构，采用ｘ射线探伤机、ＣＴ检测了３把同心圆首剑。检测结果显示３把同心圆首 剑采用了２种铸造技术，即浑铸技术、铸接技术。其中２把铸接的同心圆首剑分别用２段式和３段式铸接成形。文 章首次用ｃＴ清晰地展示了２把铸接的同心圆首上设置的榫头形状及分布状况。讨论了古代同心圆剑首连接技术 的多样性、灵活性，说明了当时青铜连接技术已经非常娴熟、高超。 关键词：同心圆剑首；连接技术；ＣＴ；山东新泰；东周 中图分类号：Ｋ８７６．４１ 文献标识码：Ａ
作者简介：丁忠明（１９７９～），男，２００２年毕业于上海大学金属材料工程专业，硕士，副研究馆员，古代工艺研究方向。Ｅ—ｍａｉｌ：ｒａｋｙ一９７
＠ｓｉｎａ．ＣＯＦｆｌ
万方数据
３０
文物保护与考古科学
第２６卷
３把青铜剑保存状况较好，锈蚀较轻。Ｍ６１：３ 和Ｍ２：２４青铜剑基本完整，Ｍｌ：５５青铜剑的前半段
第２６卷第３期
２０１４年８月
文物保护与考古科学
ＳＣＩＥＮＣＥＳ ＯＦ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＲＣＨＡＥＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２６．Ｎｏ．３ Ａｕｇ，２０１４
文章编号：１００５—１５３８（２０１４）０３—００２９—０９
山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
丁忠明１，吴来明１，刘延常２，曲传刚３，穆红梅３
铸接质量完好，体现了当时铸接技术的娴熟、高超。
图１２
Ｆｉｇ．１２
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图１
ＣＴ ｃｒｏｓｓ—・ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ １ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
图１３
Ｆｉｇ．１３
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图２
ＣＴ ｃｒｏｓｓ——ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ２ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
万方数据
第３期
Ｆｉｇ．１５
Ｍｌ：５５同心圆剑首
Ｐｏｍｍｅｌｓ ｄｅｃｏｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ
图１６
Ｆｉｇ．１６
ＭＩ：５５剑茎范线
ｓｗｏｒｄ
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ １：５５
２．３．１
Ｘ射线探伤检测ｘ射线检测结果显示，剑
连带的内茎之间有清晰的缝隙，并且剑格与剑身相 接处产生了明显的缺陷，同样表明两者是分铸铸接。 综合分析，判断剑首及带有剑内茎的剑身分别先铸
首与剑茎连接处有缝隙，剑首带有一个较短的榫头， 所以剑首与剑茎为分铸铸接。剑格、剑外茎与剑身
结合检测分析结果显示Ｍ６１：３剑的剑首与剑箍分 别制成活块范，而后嵌入剑身的主体范中一次铸造
而成。
以往学术界多认为具有同心圆首的青铜剑是非
分铸不能成形的。Ｍ６１：３同心圆首剑的研究结论对 东周时期同心圆剑首与剑茎之间的结合方式有了一 个新的认识。
２．２
Ｆｉｇ．１０
图１０
Ｍ２：２４剑茎范线
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
首。检测结果显示剑首与剑茎为分铸。可清楚地辨 别出剑首自带榫头一直延伸至剑茎的第二个箍处（靠 近剑格），榫头由剑首处开始逐渐变细（图１２）。ＣＴ
的检测结果与ｘ射线探伤的结果一致——Ⅳ１２：２４青铜 剑分两次铸造，即同心圆首先铸，再与剑身整体铸接。 ｃＴ检测数据的进一步分析，发现了普通ｘ射
线探伤检测所难以探究的细节。剑首自带榫头的截 面呈圆形，其整个形状则近似圆锥体。总体而言，剑 首自带榫头粗大，有利于剑首与剑茎的牢固连接。 而在剑首自带榫头上还设置了防止剑首脱落的小榫 头结构，设置巧妙，独具匠心。 为了便于区分，将剑首自带的、用以与剑茎牢
圆首剑，选用ｘ射线探伤检测及ｃＴ断层扫描分析，
以期直观地、准确地揭示同心圆首剑内部所隐藏的 技术。通过科学分析判断，更深入地了解和认识古 代同心圆剑首中所蕴含的连接技术。 本次研究从表面铸造痕迹的观察到精确的无损 检测，可以得知表面观察能辅助地判断连接技术和 铸造工艺，但有的表面现象也会成为错误判断的依
丁忠明等：山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
３３
图１４
Ｆｉｇ．１４
Ｍ２：２４剑ＣＴ截面图３
ＣＴ ｃｒｏｓｓ——ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ３ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
综上分析，Ｍ２：２４剑为２段式铸接成形。剑首 及自带榫头先铸造成形，而后嵌入剑身范中铸接成
一体。由主、附件的连接致密可知铸接质量非常好， 未出现激冷等形成的铸造缺陷，故铸接时应对剑首 进行了较高温度的预热处理。
２．３
Ｍ１：５５青铜剑 Ｍ１：５５青铜剑只剩下含剑柄的后半截，剑首部
分缺失，内有高凸的同心圆装饰，底部饰有极细凸起 的绳纹（图１５）。剑茎上有双箍，每个箍上饰有３圈 凹槽，内嵌绿松石多数已脱落。剑格上有嵌绿松石
的凹槽，部分绿松石脱落（图３）。剑首至剑格有两 条对半分型的、连续的分范线（图１６）。
图１５
认识，会普遍认为是铸接痕。ｘ射线检测结果与表面 观察存在矛盾。考虑到ｘ射线检测的局限性，或未能 将信息完全反映。因此，在拍摄ｘ光片时，分别从两
个角度拍摄（作９０度旋转），用多种电压穿透剑茎，但 结果都没有发现铸接的痕迹。所以，ｘ射线探伤结果 可判断Ｍ６１：３青铜剑为浑铸法铸造。
范线痕迹（图５）。剑首至剑格有两条清晰的、连续
的分范线，在双箍上也连续。双箍表面有凸起的纹
饰。剑格成菱形，格上的凹槽纹饰镶嵌绿松石，但多
数已脱落（图６）。
万方数据
第３期
丁忠明等：山东新泰出土同心圆剑首连接技术研究
３ｌ
的绳纹（图９）。剑首至剑格有两条对半分型的、连 续的分范线。剑格上有凹槽用于镶嵌绿松石，但部 分绿松石已脱落。剑有双箍，每个箍上有３圈凹槽， 内嵌绿松石（图１０）。
图７
Ｆｉｇ．７
Ｍ６１：３剑茎Ｘ光照片
Ｘ—ｒａｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
２．１．２
ＣＴ检测结果检测范围从剑身后半部至剑
首（图８右半图）。对整个剑柄的所有截面观察分析，
均未发现有分铸的痕迹，如剑茎部位的其中一个截面 的典型图像（图８左半图）。由此，可断定Ｍ６１：３同 心圆首剑是浑铸而成，与ｘ射线探伤结果一致。
垂直。因此，在空间上圆弧形次榫头与圆柱体次榫 头成９０度，并都与圆锥形主榫头垂直（图１４）。 这种主、次榫头的分布有利于剑首与剑茎之间的 牢固连接，防止剑首的脱落。榫头的分布科学、合理，
Ｘ——ｒａｙ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４ ｓｗｏｒｄ
２．２．２
ＣＴ检测结果检测范围从剑身后半部至剑
半分型，具有凸起纹饰的双箍是不能在两块剑茎范 内一次完成脱模。因此，纹饰箍范应使用了复合范 技术，先将双箍单独制成活块范，再放人剑茎主体范
内，一次浇注成形。已有研究表明，同心圆剑首的制 作方法是单独制范Ｈ Ｊ。Ｍ６１：３剑的剑茎表面距离 剑首约１ ｃｍ处有一圈范线痕迹，这应是剑首范与剑 茎主体范复合过程中留下的痕迹。因此，表面观察
０引
言
范线等表面观察为主，科学分析以表面分析为主，而 后推测其制作方法及连接结构形式。
山东新泰周家庄出土了东周时期大量带有
吴国特征的兵器。１。，尤以青铜剑最具特色。其中
为了研究东周时期同心圆首剑的连接结构及铸
造方法，针对山东新泰周家庄出土的３把东周同心
出土了３把带有同心圆纹剑首的青铜剑，剑格都
镶嵌绿松石。２１，茎为实心的圆形或椭圆形，茎上 有两个带纹饰的剑箍，剑首都有同心圆装饰。据 考古学分类研究旧ｊ，这３把剑可归属于同一类型 的双箍实茎剑，是春秋中晚期吴越国实战用剑的
Ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ１：５５ ｓｗｏｒｄ
１．２仪器设备及参数
图５
Ｆｉｇ．５
Ｍ６１：３剑茎
ｓｗｏｒ｛
ｘ射线探伤机仪器型号：德国ＹＸＬＯＮ公司生
产的ＭＧ３２５一Ｄ０１型。使用参数：电压２２０～２８０ｋＶ 之间，电流５ｍＡ，时间３ｍｉｎ，焦点３．６ｍｍ。ＣＴ型号： 德国ＹＸＬＯＮ公司生产的Ｙ．ＣＴ Ｍｏｄｕｌａｒ系统。ＣＴ
Ｈａｎｄｌｅ（１ｆ Ｍ６１：３
系统中的ｘ射线探伤机型号为ＭＧ４５２一Ｄ０９。接收
装置为平板探测器，型号为Ｙ．ＸＲＤ
ＡＮｌ８。使 用参数：电压３８０ｋＶ，电流１．８ｍＡ，焦点０．４ｍｍ。
１６２０
Ｆｉｇ．６
图６
Ｍ６１：３剑茎范线
Ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
２．２．１
Ｘ射线探伤检测
Ｘ射线检测结果显示，
剑首与剑茎连接处有明显间隙，并可看到剑首所带 的榫头痕迹，但影像不太清晰，表明榫头与剑茎的连
Ｍ２：２４青铜剑
Ｍ２：２４青铜剑不仅是一把同心圆首剑，也是一 把菱形纹饰剑。剑身中部被重压而断成二段，整体
保存较好。剑首同心圆凸起较高，底部有极细凸起
接致密（图１１）。剑格、剑身与剑茎之间没有发现分 界线，初步判断只有剑首与剑茎是分铸铸接，所以铸
２分析结果
２．１
２．１．１
Ｘ射线探伤检测
Ｘ射线检测结果显示，底
Ｍ６１：３青铜剑 Ｍ６１：３同心圆首剑一断为二，剑柄部分保存完
片中未发现分铸痕迹，初步判断剑首与剑茎是浑铸形 成（图７）。剑茎表面观察，有一圈范线痕迹，按现有
好。表面观察，同心圆凸起较低，底部有极细凸起的 绳纹（图４）。距剑首约１ｃｍ处的剑茎上，有一整圈
遗失，剑首有少部分缺失。
图１
Ｆｉｇ．１
Ｍ６１：３剑柄
ｓｗｏｒ（
ＨａＭｌｅ ｏｆ Ｍ６１：３
４ Ｆ ｇ ４
Ｍ６
ｉ
３同心圆剑卣‘
，（ｉ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｌｒｉｃ ｃｉｒ（－ｌｅｓ ｏｆ
３ ＳＷＯＦ（１
图ｗ
ｓ
¨Ｍ ６
图２
Ｆｉｇ．２
Ｍ２：２４剑柄
ｓｗｏｒ（
Ｈａｎｄｌｅ ｏｆ Ｍ２：２４
图３
Ｆｉｇ．３
Ｍ１：５５剑柄
常见形制，春秋战国之际沿袭了这一形制，并都
带有了剑首。
剑首同心圆是青铜剑剑首表面装饰有壁厚极薄
且高突的多圈同心圆，十分规整。薄壁状同心圆的 厚度在０．２～０．８ｍｍ，凸起达０．５—２．２ｒａｍ，各圈间 距在０．３～１。２ｍｍ。在同心圆的槽底，还分布着极 细凸起的绳纹。研究表明，这类剑首同心圆是单独 制范后铸造成形一Ｊ。新泰出土的３把同心圆剑首的
据。有局限性的，同时很多隐藏在器物内部 的信息会被忽略掉。因此，借助有效、合适的科学仪 器来佐证是十分必要的。ｘ射线探伤和ＣＴ检测等 无损的科学分析手段对于古代青铜器的内部结构和 铸造工艺研究具有重要意义。
外形都符合这一描述。
目前，对同心圆剑首与剑茎之间的结构研究显
１样品和方法
１．１样品概况 山东薪泰周家庄出土３把东周时期的同心圆酋 剑，出土编号分别为Ｍ６１：３、Ｍ２：２４、Ｍ１：５５ （图１～３）。考古研究认为，３个墓葬分属于不同的 时期。Ｍ６１墓属于春秋晚期晚段，Ｍ２墓属于春秋 末期，Ｍ１墓属于战国早期旧。。
示：ｉ）同心圆首单独铸造成形，后与剑茎铸接成一
体，并存在铸接的痕迹∽。。；２）带有同心圆首等特殊 工艺首的剑，多为３段组成，不会整铸。推测铸接结 构使用大头小尾的形状，以使连接牢固∞。；３）通过 渗透探伤技术等研究认为，东周青铜剑普遍采用了 分铸技术一ｏ。以上分析结论多以剑柄形制及剑茎
榫头（图１３）。从截面图中可以清晰地看到圆柱体次 榫头与圆锥体主榫头是一体铸成。圆柱体次榫头与 剑刃方向平行。
距剑首约１２ｍｍ的圆锥体主榫头处还设置了相
互对称的２个圆弧形次榫头。２个圆弧形次榫头的
图１１
Ｆｉｇ．１１
Ｍ２：２４剑茎Ｘ光照片
最大跨度约５ｍｍ，最高约１．５ｍｍ。圆弧形次榫头同 样与主榫头是一体铸成。圆弧形次榫头与剑刃方向
造方法为２段式分铸铸接法。
万方数据
３２
文物保护与考古科学
第２６卷
固连接的较大榫头称为主榫头；设置在主榫头上的、 用以防止剑首脱落的较小榫头称为次榫头。 由ＣＴ截面图可以发现，距剑首约７ｍｍ的圆锥 形主榫头处，设置了一个垂直于主榫头的次榫头，以
防止剑首脱落。次榫头截面呈圆形，直径约２．５ｍｍ， 高度约３．５ｍｍ，接近剑茎表面。故次榫头为圆柱体
图９
Ｆｉｇ．９
Ｍ２：２４同心圆剑首
Ｐｏｍｍｅｌｓ ｄｅｃｏｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｃｉｒｃｌｅｓ ｏｆ Ｍ２：２４ ＳＷＯｒｄ
图８
Ｆｉｇ．８
Ｍ６１：３剑ＣＴ截面图
ＣＴ ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ｍ６１：３ ｓｗｏｒｄ
检测结果表明Ｍ６１：３剑为浑铸成形。表面观 察，剑茎上的双箍有凸起纹饰。剑茎是用两块范对
（１．上海博物馆文物保护与考古科学实验室，上海２０００５０；２．山东省文物考古研究所，山东济南２５００１２；
３，
山东省额泰市博物馆，山东新泰２７】２００）
摘要：山东新泰周家庄出土了东周时期大量带有吴国特征的兵器，其中尤以青铜剑最具特色。为探讨东周同心圆 剑首与剑茎的连接方式和连接结构，采用ｘ射线探伤机、ＣＴ检测了３把同心圆首剑。检测结果显示３把同心圆首 剑采用了２种铸造技术，即浑铸技术、铸接技术。其中２把铸接的同心圆首剑分别用２段式和３段式铸接成形。文 章首次用ｃＴ清晰地展示了２把铸接的同心圆首上设置的榫头形状及分布状况。讨论了古代同心圆剑首连接技术 的多样性、灵活性，说明了当时青铜连接技术已经非常娴熟、高超。 关键词：同心圆剑首；连接技术；ＣＴ；山东新泰；东周 中图分类号：Ｋ８７６．４１ 文献标识码：Ａ