对在罗马尼亚萨尔拉伊县达契亚遗址中发现的含锡青铜镜进行的无损检测

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Nondestructive investigations of tin-rich bronze mirrors discovered in Dacian sites from S?laj County – Romania

达契亚地区出土的青铜镜碎片含锡量高达44.6%，远超罗马与希腊典型合金（26%）。SEM-EDS和XRD分析显示其由Cu41Sn11和Cu6Sn5两相组成，因快速冷却抑制Cu3Sn形成，导致脆性。AFM显示高锡相表面粗糙（55.7-60.2nm），低锡相更光滑（21.7-36.8nm）。与凯尔特高锡镜对比，可能存在技术交流或区域创新，挑战传统达契亚冶金依赖进口的观点。

　　古代镜子在社会生活中扮演了多重角色，不仅是日常用品，也常用于仪式和宗教活动。它们在古代文明中象征着权力、财富，尤其在婚礼和葬礼等重要场合中更为常见。青铜镜子在罗马和希腊世界中被广泛制造，通常含有约15至26%的锡含量，这种合金既保证了镜子的反射性能，又兼顾了其制作工艺的可行性。罗马和希腊的镜子通过贸易关系或战利品的方式进入达契亚地区，因此在达契亚的考古遗址中经常发现这类镜子的残片。

近年来，在罗马尼亚的萨拉日县，一些特殊的白青铜镜子残片被发现。这些残片显示出与传统镜子不同的特征，且其制造工艺似乎具有独特性。通过非破坏性分析方法，研究人员发现这些镜子的锡含量远高于常见的罗马和希腊青铜镜子，达到了39.1至44.6%的重量百分比，同时含有1至4%的铅。这些数据表明，镜子的制造过程可能涉及特殊的合金配方，这与已知的罗马和希腊技术传统有所不同。

通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）的元素分析，研究人员发现镜子的显微结构中存在丰富的锡富集颗粒，这些颗粒被X射线衍射（XRD）确认为铜锡的金属间化合物，如Cu6Sn5和Cu41Sn11。铸造这种薄壁的镜子会导致快速冷却，这种冷却过程限制了铜锡金属间化合物Cu3Sn的正常晶化，从而维持了Cu41Sn11的结构。这种结构使镜子具有脆性，因此在使用过程中容易破碎，类似于玻璃。然而，这种脆性结构也使得镜子表面在古代打磨工艺下能够形成光滑的镜面，展现出银白色的光泽。

原子力显微镜（AFM）的分析进一步揭示了这些镜子表面的粗糙度。Cu6Sn5颗粒对打磨工艺更为敏感，导致表面粗糙度在55.7至60.2纳米之间，而含有更多Cu41Sn11的镜子则表现出更低的粗糙度，大约在21.7至36.8纳米之间。尽管如此，无论是哪种结构的镜子，其表面都呈现出清晰的镜面光泽，这种特性使得它们在古代社会中备受青睐。

从考古学的角度来看，萨拉日县的镜子残片显示出与传统类型不同的特征。该地区在铁器时代晚期曾繁荣发展，出土了大量的防御工事、定居点和宝藏。据报告，该地区发现了32个定居点、14个防御工事、25个宝藏，其中包含超过3000枚银币和100件珠宝，占整个前罗马达契亚地区发现总数的10%。这些发现表明，萨拉日县在当时具有重要的经济和文化地位，其居民可能拥有较高的社会阶层，并能够接触到来自罗马和希腊的进口商品。

这些镜子的表面特征和材质组成表明，它们可能并非完全依赖于外部输入，而是具有本地生产的可能性。在萨拉日县发现的32面镜子中，有7面来自不同的考古遗址，这些镜子目前保存在萨拉日县历史与艺术博物馆的收藏中。其中一些镜子的断裂面显示出银白色的光泽，这可能意味着其材质中锡含量较高，从而改变了镜子的典型颜色。

传统上，学者们认为达契亚地区的青铜镜子是通过进口获得的，而非本地生产。然而，这种观点并未充分考虑镜子的材质和制造工艺。通过对萨拉日县镜子残片的现代物理化学分析，研究人员发现这些镜子的制造工艺可能与已知的罗马和希腊技术存在差异，甚至可能与凯尔特地区的冶金技术有某种联系。凯尔特地区的镜子制造过程中，采用不同的合金策略，以达到银白色的光泽。例如，在德国的曼兴地区，凯尔特工匠使用含锑的铜合金来制造反射镜，而在塞尔维亚的斯科尔迪斯卡地区，发现的镜子含有高达48%的锡，这与萨拉日县发现的镜子在成分上相似。

这些发现表明，高锡含量的青铜镜子在达契亚和凯尔特地区可能存在一定的共通性，这可能意味着这些地区的工匠之间存在冶金技术的交流。然而，这种高锡含量的合金在罗马和希腊世界中极为罕见，通常锡含量不超过30%。因此，这些镜子的出现可能不仅仅是技术上的创新，还可能反映了文化上的交流和融合。

通过对这些镜子的分析，研究人员希望进一步探讨它们的起源、制造工艺以及材质组成。这些镜子的发现为理解达契亚地区的冶金技术提供了新的视角，表明该地区的工匠可能在合金配方和制造工艺上进行了独立的实验，或者是在与外部文化接触的过程中吸收了新的技术。此外，这些镜子的出现也提示了在铁器时代晚期，达契亚地区的冶金技术可能具有一定的创新性和区域特色。

为了更好地理解这些镜子的制造过程，研究人员采用了一系列现代分析方法，包括非破坏性分析和微观结构分析。这些方法能够在不破坏镜子本身的情况下，揭示其材质组成和制造工艺。例如，扫描电子显微镜（SEM）结合能量色散光谱（EDS）能够提供元素分布的图像，而X射线衍射（XRD）则能够确认镜子中形成的金属间化合物。这些技术的应用不仅有助于揭示镜子的制造工艺，还能够为理解古代冶金技术提供重要的数据支持。

此外，研究人员还注意到，镜子的表面在古代可能已经经过打磨和抛光，这使得其原始的外观得以保存。因此，在现代分析过程中，可以通过清洁和修复后的表面进行分析，以评估古代打磨工艺的效果。这种分析方法不仅能够揭示镜子的材质组成，还能够提供关于其表面处理和使用情况的重要信息。

通过对这些镜子的分析，研究人员发现它们的制造过程可能涉及特殊的合金配方和铸造技术。这种技术不仅能够提高镜子的反射性能，还可能影响其物理特性，如脆性和表面粗糙度。这些发现为理解达契亚地区的冶金技术提供了新的视角，表明该地区的工匠可能在合金配方和制造工艺上进行了独立的实验，或者是在与外部文化接触的过程中吸收了新的技术。

总的来说，这些镜子的发现不仅有助于理解古代冶金技术的多样性，还可能揭示古代社会中文化和技术交流的复杂性。通过对这些镜子的分析，研究人员希望能够进一步探讨它们的起源、制造工艺以及材质组成，为理解达契亚地区的冶金技术提供新的证据。这些证据表明，达契亚地区的冶金技术可能具有一定的创新性和区域特色，而不仅仅是外部输入的简单复制。