史前建筑中的红烧土与白灰面的研究综述

来源:中国文物报
作者:​袁辉

自旧石器时代以来,史前先民的居住方式发生了巨大变化,从穴居到半地穴式房屋,到地面式建筑、木骨泥墙,再到适应自然地理环境的干栏式建筑,再到城邦林立,在这个过程中人类社会完成了巨大的跨越。在地面建筑中有一种特殊的建筑形式——红烧土建筑。红烧土建筑在许多遗址中出现,例如蒙城尉迟寺、郑州大河村、枣阳雕龙碑、枝江关庙山等。在红烧土房屋的基础上,先民们在房屋不同部位涂抹“白灰”,即考古学中常说的“白灰面”。红烧土建筑与白灰面是新石器时代人类定居生活的重要物质遗存,承载着史前社会房屋建筑技术发展、环境适应等多层次信息,目前学界围绕工艺技术、功能属性和社会意义等维度对红烧土建筑和“白灰面”的研究已颇有成果,丰富了史前建筑和装饰技术的研究。

制作工艺研究

目前学界对烧土建筑的研究分歧主要在于这类建筑是否是人工有意烧制的。其一是认为人为有意烘烤,最早王吉怀先生曾对尉迟寺烧土房屋进行模拟实验,推测烧土排房源于烧烤技术。李乃胜先生对蒙城尉迟寺遗址红烧土建筑遗存进行吸水率、抗压强度、烧成温度等多方面分析,认为尉迟寺遗址的红烧土建筑属于人为烧制,且具有独特的烧制方法,是我国新石器时代的一大建筑特色,并推测这种排房建筑可能是分步构筑建筑部件,而后再经烧烤。李文杰先生对大溪文化关庙山遗址的红烧土房屋进行了详细探讨,指出关庙山遗址的红烧土房屋所用的建筑材料分为天然材料和人工制造的材料,并从房屋建造所用工具和建筑工程做法方面以及红烧土房屋的成因进行了讨论。得出了四点结论:红烧土是将黏土烧烤陶化后的人工制造建筑材料;大溪文化到第三期才出现完全的红烧土房屋;红烧土房屋是新石器时代建筑和制陶技术的结合产物,是大溪文化的一种建筑特色;红烧土房屋的墙壁、地面等均为人工烧制而成,而屋面是否是人工烧制还有待研究。李文杰先生还创建了红烧土建筑考古学,指出其核心是从实际情况出发,灵活运用毛泽东哲学思想。西北大学李雨在其硕士论文中对仰韶时期烧土建筑进行分析,肯定了红烧土建筑的防潮和加固建筑的功能。

其二是认为烧土建筑是由于火灾、房屋废弃习俗等原因导致的。如甘肃秦安大地湾遗址中的F901,F901的倒塌堆积显示其毁于一场大火,其发掘者认为这可能是意外失火,而李新伟先生认为这并不是偶然失火导致,结合房屋性质与阻燃性来看,这更可能是一种房屋废弃习俗。这一观点在王仁湘先生的文章中也有体现,根据大河村遗址中F19、F20摆放集中的陶器和烧焦的梁柱等现象,认为这些房子都是有意焚烧。

白灰面最早的描述可见于李济先生的《西阴村史前的遗存》,梁思永先生则在《后冈发掘小记》中直接将李济先生所描述的白色层状物称为“白灰面”,此后一直沿用。

肖娟英、吴超明等模拟制备了地坪样品对巩义双槐树遗址仰韶时期房址出土白灰面进行复制实验。结果显示双槐树地坪是以料姜石为原料直接制成,双槐树白灰面地坪是以较低温度烧制料姜石,研磨后按照一定比例加水调制后,涂抹在建筑表面。李最雄先生认为秦安大地湾F901和F405白灰面地面中的轻骨料是人造的粘土陶粒,将其与现代人造的粘土陶粒进行对比试验,认为F901和F405两处房址的地面胶结材料和人造粘土陶粒是由料姜石烧制而成。经过与建筑材料专家的共同测定分析,认为上述两处房址的粘土陶粒是新石器时代的人造轻骨料,白灰面是以人造粘土为集料、料姜石制成的“水泥”为胶结材料的轻混凝土。王茜蔓、李婷等运用体视显微镜、超景深显微镜等方法对旬邑西头遗址的“白灰面-草拌泥”地坪的研究显示,西头遗址的白灰面可以分为三层,分层涂抹有利于完全形成强度。白灰面是否是分层涂抹或是否是季节性涂抹,或许也能成为一个研究白灰面的新方向。

材料分析研究

对于红烧土建筑的研究多集中于其形成原因以及过火温度等方面,对于红烧土材料方面的研究则主要是关于其中的掺和物鉴定,并以此为依据之一确定是否是人工有意烧制。闫海涛、周双林等对几处典型的红烧土遗迹进行的复原实验,认为红烧土过火温度的高低是导致烧土遗址出现不同病害的原因。闫海涛先生新著《红烧土遗址保护技术研究初探》,对红烧土的物理化学性能、病害机理和成因等多方面进行了研究,根据典型的红烧土遗址总结了红烧土类文物的病害情况和特征,就红烧土类文物加固材料的选择及适应性研究进行了深入阐释等,对红烧土遗址保护具有较高的指导意义。王庆宇、吴又进等先生对湖南七星墩遗址中红烧土建筑进行科学研究,通过磁化率、XRD、XRF等方法进行分析,认为七星墩遗址的红烧土建筑是就地取土并以稻壳、稻草等作为掺和料,经过人工烘烤而成。

对于白灰面的研究从20世纪50年代就开始了,目前对白灰面的研究观点主要可分为两种:第一种是白灰面是由料姜石制作而成,第二种是白灰面是人工烧制石灰或石膏的起源。

第一种观点的争论焦点则是料姜石是否经过人工烧制。目前多认为新石器时代房址中出土的白灰面多是以当地料姜石为原料,研磨粉碎,按照一定比例加水混合而成,而料姜石是否经过烧制则是关于其具体加工工艺的争论点。

胡继高和赵全嘏先生作为白灰面研究的先驱,分别对河南地区的龙山文化遗址和商代遗址中出土的白灰面进行了成分分析和复制实验研究,最终的结果都表明这些白灰面的成分主要是石灰石,与当地原生黄土中的料姜石成分相似,因此认为白灰面就是将料姜石粉碎研磨之后与水混合而成的,并非人工烧制的石灰。

河南省洛阳市宜阳县苏羊遗址同样出土过房屋中不同部位的白灰面,孙天强、魏国锋等对其进行了检测分析,结合考古资料和地理环境的考察,推测苏羊遗址的白灰面可能是料姜石、石灰岩烧制的石灰和贝壳烧制成蜃灰这三种原料制成。因此实验时将遗址周边地区的天然石灰石、牡蛎设为对照组进行实验。运用XRD、XRF、红外光谱分析等多种方法进行分析检测,其结果显示苏羊遗址的白灰面主要物相与天然料姜石最为接近;化学成分、红外光谱分析和显微观察均表明苏羊遗址的白灰面是由天然料姜石制成,且未经过人工烧制。而王茜蔓、李婷等运用体视显微镜、扫描电镜、热重差热分析仪、能谱仪等分析手段对旬邑西头遗址的“白灰面-草拌泥”地坪进行显微观察和科学分析。白灰面的主要成分是碳酸钙,接近料姜石的成分,且经过人工烧制。显微观察显示料姜石和白灰面的胶结体的微观结构相似,认为西头遗址的白灰面是由料姜石经过烧制后碳化而成,西头遗址的先民早在龙山时期已经掌握煅烧制备石灰的技术。

天然石灰岩的主要成分是碳酸钙,人工烧制的石灰是生石灰,加水后经过反应形成熟石灰,其成分也是碳酸钙。因此,通过化学方法分析无法准确判断白灰面是否是人工烧制的石灰。天然石灰岩由于年代过于久远,一般不含有碳十四,仇士华先生则利用放射性碳素断代的方法,以白灰面作为碳素断代的标准,判断出白灰面中的碳十四含量,从而分析白灰面是否是人工烧制的石灰。他将东下冯龙山文化遗址、后冈龙山文化遗址和永城王油坊遗址中出土的白灰面进行碳十四年代测定,其结果均表示白灰面测定的年代与遗址年代相符合,认定这些龙山文化时期遗址中的白灰面是由人工烧制而成的。

李乃胜和何努等以X射线衍射分析和拉曼光谱分析为基础,运用XRF、ICP-AES、ICP-MS技术对陶寺、尉迟寺遗址的白灰面进行了测试研究,结果显示陶寺遗址白灰面的稀土分配曲线和考古学家推测的制作原料基本一致,并对其内外表面和断面进行了显微结构分析,结构显示该白灰面分布由4次加工而成。通过拉曼光谱分析和XRF断定了其化学成分是二水硫酸钙,首次表明早在陶寺时期的古代先民已经开始制作并使用石膏这一建筑材料。由此得出陶寺遗址的白灰面是石灰石烧制而成的石灰和石膏两种。对陶寺遗址的白灰面、白条石的红外光谱分析显示,陶寺遗址中的白灰面和白条石红外光谱的v2/v4比值存在明显差异,得出人工烧制的白灰面可以通过红外光谱分析方法进行鉴定的结论,这为研究我国史前时期房屋建筑中的白灰面制作方式和人工烧制石灰的起源提供了一种简单有效的鉴别方法。

魏国峰、张晨等采用了傅里叶变换红外光谱模和复制试验等方法,对陶寺和殷墟的出土白灰面和天然石灰石进行检测对比分析。其结果显示人工烧制的石灰碳化后所形成的方解石的v2/v4比值明显高于天然石灰石,和模拟实验中人工烧制石灰准备的白灰面比值相接近。据此得出陶寺和殷墟遗址中的白灰面是采用人工烧制石灰所得,证明在新石器时代晚期古代先民已经掌握了石灰的烧制技术。

小结

目前学界对于红烧土建筑的研究相对较少,新近研究多是对其烧成温度和烧土遗址的保护技术研究。烧成温度的研究多止步于是否是人工烧制,而对于红烧土建筑中存在的分层现象并没有进一步的研究,多处遗址中的红烧土房屋建筑的墙体存在分层的现象,而这种分层是一次烧成,还是多次分层烧制以及不同建筑部位的烧制方式并未有相关的研究。白灰面的两种观点由于研究的时代相隔甚远,可能造成了这两种观点的不同,现代科技考古的技术方法多样,对相关遗址的再研究或许会出现不同的结果。红烧土建筑和白灰面的研究多一些历时性和共时性的对比,或许其结果将更加全面,更具说服力。

红烧土建筑和白灰面作为史前建筑的重要组成部分,是传统土遗址中的特殊类型,不仅体现了古代人类的智慧和技术水平,也为现代建筑材料的研究提供了宝贵的资料,是研究中华民族建筑史的重要实物见证。对红烧土建筑遗迹白灰面的研究,有助于丰富史前建筑史研究。

(作者系首都师范大学历史学院硕士研究生)

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