摘要：内容提要：三星堆青铜器的铸造工艺一直是学界关注的热点问题。这一工艺与中原和长江中下游地区青铜器的制作技术存在显著联系，但也存在一些差异。近年来，借助 X 射线 CT、探伤等分析技术，学者们对三星堆青铜器的内部结构有了更深入的认识，特别是在芯骨和条形芯撑技术的应

引言

三星堆遗址位于四川省广汉市南兴镇北面，东距广汉市政府驻地“雒城镇”约8公里。遗址主体区域位于南兴镇所辖的三星、真武、回龙三个自然村以及三星乡所辖的仁胜、大堰两个自然村境内的鸭子河与马牧河两岸阶地上，分布面积约12平方公里[1]。三星堆遗址祭祀区4号坑（K4）出土遗物的碳十四测年结果表明，其年代为距今约3000年，属商代晚期[2]。〔图一〕为三星堆遗址“祭祀坑”分布图。

自1986年三星堆遗址祭祀区一、二号坑被发掘以来，三星堆青铜器的研究一直是学术界关注的焦点，诸多学者从基体成分、保护修复、铸造工艺、产地和矿料来源等五个方面进行研究[3]，特别是在非容器类青铜器方面[4]。近年来，随着三星堆祭祀区的新一轮发掘，学术界对三星堆考古发现的研究兴趣再度高涨，其中也包括对三星堆青铜器工艺技术的研究[5]。

近年来，我们利用X射线断层扫描（X-CT）和X射线探伤机对三星堆青铜器做了新的探索，在铜树枝、人像〔图二〕、龙、虎犄角中都发现了芯骨和条形芯撑技术的应用。20世纪70年代，美国大都会艺术博物馆对所购买的一件古希腊时期的青铜马（约公元前5世纪）做真伪鉴别时，发现在马身和马腿中有铁质芯骨，但他们将此现象作为青铜马伪造的证据，认为作品是20世纪初由法国一商贩所伪造[6]。后又有学者利用热释光等技术证实，该青铜马是真品，并由此将芯骨与失蜡法的应用结合起来，认为芯骨是使用失蜡法的一个典型特征[7]。2009年，四川省文物考古研究院研究人员在对资阳市出土的青铜车马进行修复时，在马的左后腿中发现一根铁质芯骨[8]。2010年以来，陕西考古研究院的研究人员对秦始皇帝陵出土的青铜水禽进行了检测分析，在青铜水禽的脖颈中发现了铜芯骨[9]。2019年，杨欢在对秦始皇帝陵出土青铜马车研究一文中指出，马车车轴、马腿内亦有芯骨[10]。这两项研究都提出芯骨的使用或与失蜡法铸造存在某种关联。2021年，郭建波等人发表关于三星堆青铜器铸造工艺的研究论文，指出三星堆青铜器中也存在使用芯骨的现象，而且芯骨的材质包括有机质和青铜两种[11]。

图二青铜人像K3QW∶100

综上，公元前11世纪至公元3世纪，在不同地区出土的各类青铜器中都有芯骨的发现。但这些芯骨的使用特点尚不明晰，有待进一步探究。根据近年来对三星堆青铜器铸造工艺的观察和科学检测，本文旨在深入探讨芯骨和条形芯撑在三星堆青铜器铸造工艺体系中的应用，以期明辨芯骨和条形芯撑技术的内涵和功用，并就其渊源做一些推断。

一 芯骨技术

要了解芯骨，首先得清楚什么是泥芯。泥芯即青铜器铸造中的内芯，与外范共同构成了铸造的铸型模具。一般情况下，在器物铸造好后，泥芯都会被毁掉；但也有泥芯被封闭并保留在器物中，称为盲芯。在三星堆青铜器中，大多数器物的内芯都未保留，但神树枝和部分容器兽头的内芯由于无法取出，而被保留了下来。这为我们研究三星堆青铜铸造技术提供了重要的实物资料。

通过X-CT影像〔图三〕，可以清楚地看到青铜树枝的管壁和内芯结构。不难看出，青铜树枝中保留着泥芯，而泥芯中还有一根细长条状的“内芯”，较直且截面呈不规则形状，可称之为“芯骨”。芯骨是指在制作泥芯过程中，为加固和支撑泥芯，在其中加入的有机质或金属质条状物。其他树枝中也有类似的使用芯骨的现象。X光片〔图四〕显示，树枝K2②∶194内有一条与树枝弯曲度一致的芯骨，其材质应该为铜。

图三青铜树枝19K2-049实物照和CT影像图

图四树枝K2②∶194

泥芯芯骨主要发现于杆状、弯曲状等具有一定长度、需要增强内芯支撑力的器物中，例如神树的树干、树枝和树叶等〔图五至图七〕。芯骨大部分包裹在泥芯中，通常不能被直接观察到。树枝19K2-050（见〔图五〕）因断裂，而使芯骨露出〔图八〕。从其断面观察，芯骨本身已不存，但芯骨所在残留有空腔，其内表面光整。芯骨材料应为有机质，因完全分解而不存，也无法取样做种属鉴定。根据X光片，对比芯骨、铜基体与泥芯的密度，密度较大者呈亮白色，密度较小者呈深色。据此可将芯骨按材质分为有机质芯骨和铜制芯骨两种，与铜基体颜色一致的，为铜制芯骨；比泥芯密度低的为有机质芯骨。芯骨的使用，在三星堆青铜神树制作中是一种常见的工艺。在2号坑器物中，已发现8件器物中使用了芯骨，包括神树枝7件、鸟脚1件[表一]，其中，K2③∶327、K2②∶194、19K2-122为铜制芯骨，19K2-049、19K2-050、19K2-120、19K2-121和三号神树为有机质芯骨。三号神树是由多个残件拼接成的一棵神树，其中有5个残件中有芯骨。

图五树枝19K2-050

图六树枝19K2-120

图七树枝19K2-121

图八树枝19K2-050芯骨断面

有机质芯骨为笔直状，横截面呈不规则形状或梯形，同时祭祀坑灰烬层中检测出大量竹亚科植物，因此推测有机质芯骨可能为竹子制成（见〔图六〕）。金属芯骨按截面形状可分为圆形（见〔图四〕）和扁形〔图九〕两种。芯骨大致位于泥芯中央，见〔图五至图七〕所示。但也有偏离中央的情形，如三号神树其中一根树枝B2773-2中的芯骨发生了偏斜，从一角斜向另一角，甚至已穿出泥芯壁；在浇铸时，有机质芯骨在铜液高温作用下被烧失，随即由铜液填充〔图十〕。

图九金属芯骨截面（扁形）K2③∶327

图十三号神树B2773-2

由[表一]可见，神树中的芯骨长短不一，在14毫米-200毫米之间，但均短于树枝长度。可见，在制作神树时，芯骨只是在局部使用，其作用是为了支撑局部的泥芯。这样做，一方面加强了泥芯的强度，另一方面也便于塑形，相应降低了泥芯制作的难度，有助于提高成品率。

二条形芯撑技术

图十一侯马耳范芯撑设置

采自董子俊《范铸工艺》，北京艺术与科学电子出版社，2016年，第217页

图十二眼形器上垫片（K3QW∶338）

图十三回纹形铜片垫片（K3QW∶125）

图十四神树枝19K2-121条形芯撑

图十五三号神树B2771-3条形芯撑

那么，条形芯撑的制作工序和作用是怎样的呢？这里，我们以三号神树上所用的条形芯撑为例予以说明。三号神树主干B2772-2中最长的树枝约310毫米，浇铸如此长的树枝，如何固定内芯的位置，是制作中需要解决的问题。如果用普通芯撑，就需要在内芯外至少三个方位放置若干个芯撑或垫片，以保证内芯与外范之间形成铸型的空腔。但考虑到内芯为圆柱形，直径较小（约9毫米），可受力面也较小，在内芯或外范上设置芯撑或垫片就比较困难。另外，还要考虑芯撑的大小问题，芯撑做得太大，会影响到神树的外观；芯撑过小，其与外范的接触面积就比较小，难以固定外范的位置。如果使用垫片，其位置不固定，对树枝这样的细长器物而言，很难起到固定内芯和外范相对位置的作用。

条状芯撑很好地解决了这些问题。为了能够达到芯撑的效用，可以在制作内芯时，在内芯同一剖面的不同位置垂直短径处埋入条形芯撑。条形芯撑垂直贯穿内芯，与内芯成为一个整体。条形芯撑需稍长于内芯直径，两端穿出内芯部分的长度，应大致与树枝的壁厚相当或稍长一点。铸造树枝的外范应该有两块，是沿树枝纵向从中间分开，这样带有条形芯撑的内芯就可以架在或夹在两块外范的中间，从而起到固定外范和内芯的作用。浇铸完成后，树枝外壁上凸起的芯撑以及范线可以通过打磨和修整去除。1号神树龙尾（编号K8⑨-988，〔图十六〕）的端头处发现了条形芯撑的使用迹象，证实了以上推测。从龙尾条形芯撑断面〔图十七:1〕可以看出，其两端夹在外壁中间，即上下两块外范范缝处；一端露出器表部分已被打磨与器表平齐〔图十七:2〕。

图十六1号神树龙尾（K8⑨-988）

1. 条形芯撑断面2. 条形芯撑与树壁交叉处

根据以上分析，我们可以推测出芯骨和条形芯撑设置的工艺示意图〔图十八〕。

1. 有机质芯骨与条形芯撑工艺设置立体示意图2. 有机质芯骨与条形芯撑工艺设置剖面平面示意图3. 铜质芯骨与条形芯撑工艺设置立体示意图4. 铜质芯骨与条形芯撑工艺设置剖面平面示意图

由上文讨论可以看出，条形芯撑与普通芯撑的作用原理是一致的，条形芯撑的技术源头来源于普通芯撑，但其形制则截然不同，这与普通芯撑形成了非常鲜明的对比。从技术设计分析，条形芯撑的设计因物制宜，虽然前期需要制作、确定放置条形芯撑等环节，但一旦与泥芯形成一体后，后期浇铸环节就会更加简单。条形芯撑技术是三星堆匠人从普通芯撑技术创新而来，是三星堆青铜器铸造工艺的独特之处，亦是古蜀工匠智慧的结晶。

三芯骨与条形芯撑联用技术

图十九神树枝19K2-122

图二十神树枝19K2-120横截面

图二十一三号神树树干B2771-3

那么，通过对以上两种“芯骨-条形芯撑联用技术”情况的分析，我们不得不提出一个问题：是否存在单独使用芯骨而不使用条形芯撑的情况？芯骨和条形芯撑是否必须同时使用？对此，我们以K2③∶327、K2②∶194、19K2-049、19K2-050为例进行分析。如果这几件器物中未使用条形芯撑，那么它们是怎么被浇铸的？因为上文已经阐述了条形芯撑的作用原理，没有条形芯撑就需要普通芯撑来满足浇铸条件。但对比19K2-120与19K2-049的外观形态，二者均为圆柱状树枝，在器表也未发现类似普通芯撑的痕迹。所以，据此推测19K2-049也使用了条形芯撑，只不过因为断裂，条形芯撑部位恰好未在现有这件残断树枝中，所以未被发现，而并不是没有。19K2-050亦是如此。而K2③∶327、K2②∶194是由X射线探伤拍摄，由于仪器观察的局限性，很难观察到条形芯撑的存在。以同样理由推断，这两者也应是使用了条形芯撑。所以，至此我们可以肯定，在类似上述圆柱状的器物中，芯骨和条形芯撑是同时使用的，但因器物的不同，条形芯撑和芯骨的材质及联用方式有所不同。“芯骨-条形芯撑联用技术”很好地避免了铸造缺陷情况的发生，便于固定泥芯位置，芯骨起到加强泥芯强度的作用，条形芯撑则起到固定泥芯位置的作用。

“芯骨-条形芯撑联用技术”为何出现？原因有三。其一，是由器物的形态决定的。19K2-122为弯折形，芯骨若为有机质是不能弯曲的，所以只能为铜质。铜质就需要铸造芯骨，而条形芯撑也需要铸造，为了简化工序，就将两者一起铸造成形，放置在泥芯中。其二，是为了节省铜料。如果两者连在一起，就必须都是铜质，这无疑会加大用铜量，提高制造成本，除此之外并无益处；而如果芯骨为有机质，条形芯撑为铜质，就能在节约用铜量的基础上，仍能达到同样的效果。其三，是技术熟练度的反映。芯骨是为泥芯提供一定强度、制造泥芯所需的技术要素；条形芯撑是为稳定内芯和外范位置、浇铸所需的技术要素。两者连在一起或不连在一起，都能达到同样的技术目的。三号神树中芯骨即未完全纵向贯穿泥芯，而是与条形芯撑间隔出现。按照常理，芯骨长度与泥芯长径越接近，给予泥芯的支撑力就会越大，泥芯的强度也就会越大。但三星堆匠人并未如此设置芯骨，而是让两者间隔出现，也就是当能用较短的芯骨达到相同的效果时，就不会设置更长的芯骨。这就表明三星堆匠人已经熟练掌握了芯骨和条形芯撑设置的位置、长度，即熟练掌握了青铜器铸造技术。

芯骨—条形芯撑联用这一技术现象，在文献资料中还未可见。三星堆青铜器中铜芯撑与铜芯骨合为一体使用也是新见的现象。之前仅有单独使用铜芯骨的发现。那么，芯骨-条形芯撑联用这项技术源于何时何地？其应用的文化背景是怎样的呢？

我们不妨将三星堆青铜器中的条形芯撑与前人研究中所观察到的类似现象进行对比。条形芯撑与秦始皇帝陵出土青铜水禽中所发现的芯撑功用相似，都是起到支撑和固定内芯和外范的作用，保证浇铸成功。但是从形貌观察，秦青铜水禽芯撑较短，一端插入内芯，一端与外范内壁齐平；而条形芯撑则是贯穿整个泥芯的。材质上也有区别，秦青铜水禽有泥芯撑和金属芯撑两种[13]，相比侯介仁、杨欢等文中所描述的“支钉”[14]“针状芯撑”[15]形态、做法、功用更为相似：“铜支钉是用来固定内外范的。”再者，阿卡德王朝的青铜头像（约公元前2400年）[16]、大英博物馆收藏的盖尔-安德森猫（约公元前600年制作）[17]中都有针状芯撑。这些研究都将针状芯撑的使用作为失蜡法工艺的一个显著标志。不过，在本文研究中所发现的具有条状芯撑的器物均是采用组合陶范铸造成型的，与失蜡法铸造工艺并无关联性。这是首先应予注意的。

其次值得注意的是芯骨的使用。以往研究已经揭示了世界各地使用芯骨的一些例证，比如在公元前5世纪至公元3世纪出土的希腊青铜马、意大利青铜人像、秦青铜水禽和青铜马车、资阳青铜马腿中，均发现有铁质、铜质和木质三种材质的芯骨，研究者认为芯骨的使用或许是失蜡法铸造工艺的一个重要特征。而三星堆铜器中发现的使用芯骨的现象，说明芯骨的使用与失蜡法并不具有必然的联系，不能作为失蜡法被使用的技术特征。当然，三星堆铜器中所观察到的芯骨，一般尺寸较小，而与失蜡法铸造相关器物中的芯骨，一般尺寸较大一些，材质也更加丰富，如希腊青铜马（藏于美国大都会艺术博物馆）中芯骨贯穿整个马身（长约60厘米）[18]。

除了上述对比的特点外，我们还首次发现了“芯骨-条形芯撑联用技术”。这一技术目前看来仅见于三星堆出土的青铜器，表明三星堆青铜器的铸造技术尽管从大的技术体系上属于组合陶范铸造技术，但从工艺细节上看，三星堆青铜器的铸造有自己的技术创新，这种创新是与所铸造器物的独特文化特征密切关联的。青铜神树的铸造和使用应该是三星堆文化自身的信仰和观念体系的物化表征，芯骨-条形芯撑联用这种技术正是为了适应铸造神树这种特殊需求而创造出来的，应该是当时当地工匠的技术创新。这种与特定器物相关联的技术工艺创新，再一次表明了三星堆青铜器不仅在文化和观念层面上特立独行，在铸造技术上也有自己的独特创新，这对我们更好地认识三星堆青铜器的独特价值具有重要意义。

值得进一步思考的是，三星堆青铜器所反映出的独特文化和技术取向，是否对同时代或后世当地及周边地区的青铜文化产生过任何影响？比如云南地区出土的公元前第一千纪的青铜器是否也能看到三星堆青铜器的某些特征呢？甚至秦始皇帝陵出土的青铜水禽上所见到的芯骨和芯撑，是否也有可能与三星堆青铜器上所见到的芯骨和条形芯撑存在某种遥远的联系呢？就现有的考古发现和科学研究结果而言，要确切地回答这些问题显然是不太可能的。但本研究至少表明，三星堆青铜器因其独特的文化特征，还深藏着诸多工艺技术的奥秘，并不能完全以中原青铜铸造技术的输入来解释，还必须结合其自身的信仰和观念体系的需求来做探索。本研究揭示出了三星堆青铜器的一些独特的技术工艺特征，相信未来进一步的研究，将有助于认识三星堆青铜器对当代和后世青铜文化和技术的深远影响。

五 结 论

本文通过X射线CT探伤获取了三星堆青铜神树内部的结构信息。这些信息直观地反映了青铜神树的铸造工艺，为我们解读三星堆青铜文明的技术成就提供了重要的科学依据。在三星堆青铜器的制作中，普遍使用了芯骨和条形芯撑技术，以及“芯骨-条形芯撑联用技术”，展现出了独特的技术特征。本文进一步明确了条形芯撑的制作方法、与内芯的连接方式及作用机理。这样的工艺流程，显然是经过精心设计的，这反映出三星堆青铜铸造技术已经达到了相当高的水平。仅就现有考古发现和科学分析检测的证据而言，我们在三星堆青铜器中所观察到的种种工艺现象，在西北地区、中原地区和长江中下游地区出土的同时代和更早的青铜器中尚未见到。我们认为，这些工艺技术很有可能是三星堆本地工匠的技术创新，其背后的动力应来自于神树等器物本身的造型需求，是三星堆自身的文化土壤催生了三星堆青铜制造技术的创新性发展。

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[1]四川省文物考古研究所《三星堆祭祀坑》，文物出版社，1999年，第9页。

[2]四川省文物考古研究院、国家文物局考古研究中心与北京大学考古文博学院考古年代学联合实验室《四川广汉三星堆遗址四号祭祀坑的碳十四年代研究》，《四川文物》2021年第2期，第117-120页。

[3]郭建波、谢振斌《三星堆祭祀坑出土青铜器科技研究综述》，《中国文物报》2019年11月19日第3版。

[4]曾中懋《三星堆出土铜器的铸造技术》，《四川文物》1994年第6期，第68-77页；苏荣誉《三星堆祭祀坑青铜器铸造工艺的初步 考察》，载氏著《神秘的王国——对三星堆文明的初步理解和解释》，巴蜀书社，2003年，第399-443页；Jay Jie XU, The Sanxingdui Site: Art and Archaeology, in Princeton University, 2008, pp.158.

[5]郭建波、田灏等《三星堆出土青铜器铸造工艺补议》，《南方文物》2021年第3期，第145-142页。

[6]Noble V. Joseph, “The forgery of our Greek bronze horse,” in The Metropolitan Museum of Art Bulletin, 1968, pp.253-256.

[7]Kate C. Lefferts, Lawrence J. Majewski, etc. “Technical Examination of the Classical Bronze Horse from the Metropolitan Museum of Art”, in Journal of the American Institute for Conservation, 1981, pp.1-42.

[8]冯陆一、樊斌等《资阳青铜车马的修复》，《文物修复与研究》第5辑，民族出版社，2009年，第28-34页。

[9]邵安定《秦始皇帝陵园出土彩绘青铜水禽制作工艺及相关问题研究》，科学出版社，2019年，第22-48页。

[10]杨欢《秦始皇帝陵出土青铜马车铸造工艺新探》，《文物》2019年第4期，第88-96页。

[11]前揭郭建波、田灏等《三星堆出土青铜器铸造工艺补议》。

[12]刘煜《圈足上的镂孔：试论商代青铜器的泥芯撑技术》，《南方文物》2014年第3期，第110-116页。

[13]前揭邵安定《秦始皇帝陵园出土彩绘青铜水禽制作工艺及相关问题研究》。

[14]侯介仁、杨青《秦陵铜车马的铸造技术研究》，《西北农业大学学报》1995年第23卷增刊，第89-93页。

[15]前揭杨欢《秦始皇帝陵出土青铜马车铸造工艺新探》。

[16]Christopher J. Davey, “The Early History of the Lost-Wax Casting,” in Metallurgy and Civilisation: Eurasia and Beyond, London: Archetype, 2009, pp.147-154.

[17]Janet Ambers, “A New Look at an Old Cat: A Technical Investigation of the Gayer-Anderson Cat,” in The British Museum Technical Research Bulletin, 2008, pp.55-74.

[18]Noble V. Joseph, op. cit., pp.253-256.

作者：郭建波（四川大学考古文博学院、四川省文物考古研究院）；梅建军（剑桥大学麦克唐纳考古研究所）；肖庆谢振斌（四川省文物考古研究院）；张雪雁曲亮（故宫博物院）；陈坤龙（北京科技大学科技史与文化遗产研究院）；余健（四川广汉三星堆博物馆）

原文刊于：《故宫博物院院刊》2025年 第２期

责编：昭晣韩翰

来源：中国考古网