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定窑烧造工艺两题——忆刘新园先生访问定窑发掘现场

 天宇楼33 2017-06-05


定窑烧造工艺两题

——忆刘新园先生访问定窑发掘现场

 秦大树 | 北京大学陶瓷考古与艺术研究所


在古陶瓷研究中,突破单纯的艺术欣赏角度的研究,将陶瓷器物的生产与社会经济发展相联系,与工艺缘起、发展、传播、流传相结合,这催生了陶瓷考古学科方向的产生和发展。这也是古陶瓷成为考古学研究的一个分支的学术特点和研究目的。


而在通过对古代窑址的考古发掘所开展的研究中,如果能将发掘资料与生产工艺相融通,就会取得一些意想不到的成果。刘新园先生由于早年有过从事陶瓷生产的经历,在后来的研究中,又特别关注出土遗物和遗迹的工艺生产遗痕,使刘先生具有了与一般考古工作者不同的独到眼光,成为刘先生在古陶瓷研究中的优势。


本人在与刘新园先生的交往中多次得到他的启发,受益匪浅。本文希望通过回忆刘先生在本人主持的2009年度定窑发掘时的访问,并在现场敏锐的观察到的一些工艺现象对我们研究的指导和促进,缅怀刘新园先生在古陶瓷研究中的杰出贡献。


2009年9月至2010年1月,河北省文物研究所、北京大学考古文博学院等单位组成联合考古队对定窑遗址进行了主动性发掘,本次发掘带着明确的学术目的,主要是为了对定窑的生产历史进行分期,也特别强调对定窑生产工艺发展历史的探讨,发掘工作在全体队员的努力下取得了重要的学术成果。同时也受到古陶瓷研究者的广泛关注。


多年来,刘新园先生一直十分关注景德镇青白瓷的生产工艺,在青白瓷装烧工艺研究方面,特别是覆烧方法的研究上具有凿空之功,在研究中他认识到定窑是景德镇许多烧造工艺的渊薮,因而对定窑一向十分关注,从我们发掘伊始,他就不断的关注发掘的进展。


2009年10月30、31日,在定窑考古发掘取得初步成果之际,刘新园先生来到定窑遗址进行参观考察。刘先生在考察中表现出了极大的热情,纵论宏观,细数末节,对各种考古现象观察入微(图一,图二)


图一 刘新园先生2009年在定窑发掘工地考察

图二 刘新园先生与笔者在发掘现场讨论


并应邀在30日晚间给参加发掘的北大同学做了一次学术讲座,谈了他对定窑的认识,尤其是工艺方面的认识和对定窑考古发掘的希望。刘先生的讲座汇集了他多年来的研究心得、对一些问题的思考和对刚刚看到的发掘成果的灵光闪现的解读,字字珠玑,对定窑考古发掘与研究具有重要的启发意义。


其中,关于覆烧工艺及定窑胎釉特征的两个问题体现了刘新园先生长期以来对于制瓷工艺的关注与思考。这两个问题也成为我们在以后的整理研究中特别关注的要点。本文即以2009-2010年定窑遗址的发掘资料和初步整理的成果,对这两个问题进行探讨,也以此纪念刘新园先生及其在古陶瓷研究中超前的科学意识及卓越的学术成就。



*定窑的覆烧工艺*


刘新园先生是较早开始关注覆烧工艺的学者,尤其对于景德镇宋元时期覆烧工艺的研究在学术界产生了很大的影响。


他根据考古调查所得的湖田窑的窑具标本材料,对景德镇宋元时期的覆烧方法进行了复原研究,将其分为出现于南宋早期的用多级盘或钵式支圈覆烧法(图三)南宋中期以后逐渐取代前者成为主流的,以环形支圈为主的支圈组合式覆烧法(图四)。并认为覆烧工艺为定窑首创,景德镇覆烧工艺的出现是受到了定窑的影响。


图三 钵式支圈覆烧法复原图 

据《考古》1974.6,387页,图一-3重绘

图四 环形支圈组合覆烧法复原图

据《考古》1974.6,389页,图五-1重绘


1960-1962年河北省文化局文物工作队对定窑遗址进行了调查和试掘,并发表了简报。其中报告了在五代地层中出土一件芒口覆烧白釉盘(图五),并由此认为定窑五代出现圈足满釉、口沿露胎的覆烧器物。


图五 定窑白釉盘 

引自《考古》1965.8,406页,图九-11


这一结论成为刘新园先生判定定窑覆烧工艺出现时间的依据。随着窑址之外考古遗存出土定窑瓷器的增多,我们现在重新审视当年的发掘调查成果,发现发掘者在地层堆积及出土遗物的年代判定上有诸多问题,例如1960年发掘的第一层实际上为金代地层而非作者认为的北宋层;在调查所得器物中,有一些五代或更晚的器物被发掘者判定为唐代。上述五代地层出土的芒口器物也存在这样的问题,今天我们重新审视,其造型颇似定窑宋金时期的产品;同样,简报据以判断覆烧出现的证据中也缺乏配套的窑具材料的支持。


李辉柄、毕南海两位先生受到刘新园先生研究的影响,随后依据窑址调查的资料详细讨论了定窑的装烧工艺与历史分期,认为定窑首先发明了一种“支圈仰烧法”。进而在此基础上,于北宋中期发明了支圈覆烧迭置法。并认为支圈是一种支具,它同支圈仰烧法一样必须与筒形匣钵配合起来使用,故取名“支圈组合窑具”覆烧工艺又可分为支圈迭置法,碗形支圈覆烧法,盘形支圈覆烧法和钵形支圈覆烧法(图六)


图六 1-碗形支圈覆烧法;

图六 2-盘形支圈覆烧法;

图六 3-钵形支圈覆烧法 


据《考古》1987.12,1121-1122页,图四-2、4,图五-2重绘


尽管该文对定窑的历史分期由于缺乏窑址发掘材料而多有值得商榷之处,对于定窑装烧工艺的复原及发展阶段的判断也因为缺少地层依据而忽略了不同时期、不同装烧工艺可能并存发展,而非单线条进化的实际状况,使得其关于覆烧方法的改进与变化也有失准确,难免将不同时期的窑具混搭,如文中将支圈座、盘形支圈、碗形支圈、钵形支圈与环形之圈复原为同一时期同时配合使用,臆测成分较多。但该文关于定窑覆烧工艺的出现时间最早,对包括景德镇在内的其他地区大量使用覆烧方法产生了重要影响的结论,得到了较广泛的认同。


刘涛先生根据各地出土的纪年材料,对定窑采用覆烧方法的起始时代再次进行了考证和断代,指出覆烧方法很有可能是在北宋哲宗、徽宗朝以后才流行起来的,最早的纪年材料是辽大安六年(1090年)墓葬中出土的。同时,他又收集了景德镇生产的青白瓷的覆烧器物的纪年材料,在北宋神宗元丰六年(1083年)的墓葬中就有出土,绝对时间早于定窑。


由于当时定窑窑址发掘资料的缺乏,根据刘涛先生的研究成果及其他窑址的发掘资料,笔者曾认为,从覆烧方法的使用规模和大规模流行的时段来看,景德镇青白瓷都要超过和早于定窑,北方地区的一些其他窑场也有比定窑早或几乎同时使用覆烧方法的现象。因此,定窑是否是最早采用覆烧方法的窑场,应该不能根据其知名度或想象来“认定”,而应依据实证材料来证实。这应是一个值得认真研究的命题,其对宋元时期制瓷工艺的进步和技术的传播等问题的研究具有重要意义,并认为有必要对定窑发明覆烧方法并向外传播的观点加以质疑。


2009年我们的发掘出土物丰富,对地层中窑具的收集更是丝毫不敢怠慢。刘新园先生到发掘现场看过我们发掘的出土遗物后认为,覆烧应该就是定窑发明的,而不是景德镇影响了定窑,原因是定窑的支圈品类非常丰富,特别是早期阶段的碗型支圈,造型多样,型式复杂,刘先生认为这是人们在作坊里做东西,实验过程多的标志,好多都是试验品,即定窑的覆烧经历了由不成熟至成熟的完整过程,例如各类碗形支圈(整理中我们又进一步细分为碗形支圈、钵形支圈、盘形支圈等)装烧瓷器是不方便的,碗型支圈支烧的碗和盘,只能装口径不一致的碗和盘,所以这种窑具具有开创性,因为在烧制时期,“窑家”需要到不同的制坯作坊中收集不同规格的坯件,才能完成碗型支圈组合的装窑,是不适合大规模、商品化的生产的。而景德镇的覆烧法一出现即使用了两类成熟的覆烧窑具。从工艺学的角度推断,碗形支烧工具一定是早于环形支圈的。


定窑窑址的发掘资料表明,刘新园先生的这种推断是正确的。定窑的支圈分为碗形支圈、钵形支圈、盘形支圈和环形支圈四种(表一)


碗形支圈最早出现于北宋早期,北宋中期以后开始逐渐增多。陈文增先生将定窑的支圈分为环形、盘形、碗形和异形支圈。并已经认识到碗形支圈可能是用于仰烧的,这一推断是符合实际情况的。但他认为碗形支圈是为了承托上方的器物,以达到不瘫不倒,并利于收缩的提法仍有欠周到。根据现在定窑遗址出土标本及其他窑址的情况来看,这类支圈主要用于烧造直口深腹碗类器物,而这些碗都表现为器物是足底和口部均被刮去一圈釉(图七),因此这类支圈的功能主要应是为了在器物烧造过程中,约束其口部防止变形之用,使用的方法也是正烧的。


图七 涧磁岭A区出土北宋前期白釉六花口直口碗


其使用范围不仅适用于细白瓷,细黑釉瓷、细酱釉瓷,较粗的直口深腹碗也使用这种方法进行烧造。


定窑遗址出土了细酱釉直口碗、碗形支圈和细白釉直口碗粘连在一起的遗物(图八),为碗形支圈的使用方法提供了重要的资料。这种碗形支圈从金代前期以后逐渐减少,至金代后期基本不见。


图八 涧磁岭A区出土北宋中期细酱釉直口碗与碗形支圈及细白釉直口碗粘连器物


而直口深腹碗从金代开始,常采用内底刮涩圈(图九)大小不同尺寸相套叠烧的方法,其口沿与圈足足端均无釉,口沿刮釉是因为碗与器盖一起烧造,这时的器盖就承担了碗形支圈的功能。


图九 北镇出土金代后期内底带涩圈的细白瓷直口碗


盘形支圈、钵形支圈均出现于北宋中期,是定窑最早的覆烧窑具。这两种支圈的覆烧方法是,不同口径的碗、盘、碟相套,扣于支圈内壁,再装入筒形匣钵内装烧。窑址出土的平底盘、支圈和匣钵粘连在一起的器物可以清楚的看到这种支烧方法(图十)


图十  涧磁岭B区出土北宋中期盘形支圈覆烧粘连标本


钵形支圈形态相对多样、复杂,有多种形制,其中较常见的为折沿、鼓肩折腹形与阶梯腹形(图十一)


图十一 涧磁岭B区出土北宋后期钵形支圈


同样,在北宋中期的地层中还出土了少量环形支圈,主要出在这一阶段较晚时期的地层中,形态与北宋中期之后典型的环形支圈有差别,表现为支圈壁很高下部内折处较窄等。环形支圈是支圈覆烧法成熟之后广泛使用的支具,在早期地层中的零星出现,我们可以理解为在探索合理而经济的覆烧方法过程中的实验品。


总之,这一时期是覆烧工艺的初创阶段,覆烧窑具复杂多样,形制并不成熟,也不定型;而且在地层中发现的支圈标本及芒口器物均不多,对于芒口的修刮处理也往往不甚规整。


北宋晚期以后,覆烧工艺迅速走向成熟,环形支圈的形态从这一时期开始确定下来,以后基本定型。并迅速取代了盘形、钵形支圈,成为最主要的覆烧支具。具体的方法是环形支圈组合覆烧套装在体量较大的筒形匣钵内,其上盖匣钵盖进行烧造。


进入金代以后钵形支圈不见,盘形支圈只用于烧造直口深腹的钵(图十二)环形支圈占据覆烧窑具中绝对的统治地位。


图十二 涧磁岭A区出土金代后期细白瓷深腹大钵


地层中出土数量众多的环形支圈(图十三),同出粗大的筒形匣钵,一部分环形支圈外未见火刺,所以应该是采用了环形支圈与筒形匣钵套装覆烧法


图十三 北镇区出土金代前期环形支圈一组


另一部分环形支圈外壁布满火刺,应该是采用了刘新园先生称为“环形支圈组合覆烧法”的装烧方法,环形支圈不仅作为间隔具,还起到匣钵的作用,其外不使用匣钵。这种方法具有更经济的生产效率,节省了资源,提高了产量。


到金代后期,支圈组合覆烧的方法成为主流表现在出土遗物上,即外壁带火刺的环形支圈所占比例增大。


陈文增先生曾对定窑的支圈装烧工艺进行了实验研究,尤其是通过实验的支圈在晾干与烧成过程中的收缩比例以及装烧时的器物间隔尺寸等,具有很强的说服力。他注意到支圈与所烧器物本身都是采用细瓷泥料制成,从半成品干燥缩水到入窑烧成收缩,收缩率为14%。横向收缩一般为13%。支圈皆为一次性使用。


关于这一点刘新园先生也早已注意到,认为之所以支圈一次性使用,是因为瓷器在高温下烧成时,必须要求垫饼或垫圈与它的收缩率一致,否则将导致器物的破裂和变形。


另外通过对定窑支圈的化学成分分析可知,支圈胎体的氧化铝含量更高,其可能采用了紫木节土作为原料,原因可能是为了支撑器物,需要更强的强度。


覆烧工艺的采用,最主要的目的是为了薄胎瓷器的生产过程中防止器物变形造成的口部不圆在支圈使用的完善与规范化过程中,成功的提高了装窑量,尤其是支圈组合覆烧工艺的发明及普及,适应了宋金时期瓷器商品化生产的需要,对于提高瓷器的产量,烧成效率,节省原料及燃料等改善投入产出比方面具有重大的意义。


刘新园先生对景德镇窑烧造情况的估算,支圈式窑具烧造比匣钵单烧,每一窑提高了3.6倍的装窑量,即用这样的窑具烧一窑瓷器就等于用匣钵窑具烧了3窑多的瓷器,大大节省了燃料,也大大节省耐火材料。陈文增先生更提出:“器物覆烧是北宋特定历史条件下, 定瓷的生产方向。它的形成使单件匣钵盛装率平均递增10 倍以上”。笔者感觉,刘新园先生的说法更加合理和有据。



*定窑的胎釉配方*


刘新园先生在仔细观察了定窑和北方地区其他窑场生产的白瓷以后,敏锐的指出,定窑的釉十分温润,釉色白中带牙黄,这是定窑与众不同的特色。这种釉的形成一方面与窑炉内的焰型有关,也与定窑釉的成分有关,刘先生认为定窑釉所具有的特色是因为釉中“含有氧化钙和氧化镁,这使定窑的釉多半都不是白色,就是在釉的溶剂里加了钙、镁,加钙常见,加镁则非常少见。这是定窑特有的,其他白釉窑没有的。”


进而刘先生提出,五代宋初的早期定窑的釉中很可能是添加了石灰石(他在前往遗址的路途上看到了窑址附近大量存在的至今大规模生产的石灰厂)后来到北宋中期以后添加了白云石,白云石可以为釉中提供钙和镁,使定窑出现了牙黄的釉色。这是定窑生产过程中的革新。


由于刘先生的提示,我们在整理阶段特别注意了对各时代出土细瓷片胎釉成分的测试和研究。除此之外,我们还特别注意收集和研究地层中和作坊遗迹中发现的各类可能是制瓷原料的遗物,对这些标本的分析测试可以更直接的了解当时的胎、釉配方。


通过对定窑发掘出土于明确地层的瓷片标本的科学检测分析,我们知道定窑晚唐、五代时期生产的细白瓷有一个引人注目的特点,这个时期的细白瓷有相当数量的胎中含有超过2%的氧化钙,部分甚至超过5%。其氧化钙含量已接近或者达到釉中作为助熔剂的氧化钙的含量。因此推测定窑晚唐、五代细白瓷的胎中掺入了石灰石或者草木灰等原料。由于定窑所用粘土原料为助熔剂含量很低的紫木节、白坩土等煤系高岭土,不易烧结,因此为了达到胎体烧结的目的,定窑的窑工们在早期的胎料中掺入通常用作釉助熔剂的石灰石或者草木灰,这是定窑早期白瓷的一大特点。


定窑细白瓷的另一个特点是,胎中氧化钾的含量适中,普遍集中在1%-2%之间,据此说明氧化钾是仅次于氧化钙作为助熔剂使用的。因此可以判断定窑属于粘土原料加灰料的生产传统。这一点在较早前就已为科技考古学者所认识,氧化钙既可以作为助熔剂促使瓷胎烧结,又可以促进胎中莫来石的生成,有利于提高定窑瓷胎的机械强度。


对定窑早期部分原料的分析检测发现,定窑的胎料配方中除了高铝粘土外,还普遍配有一种以长石、蒙脱石、石英为主要矿物组成的岩石类原料。这种矿物原料提供了胎中部分的镁和钾


早期定窑白瓷釉的特点是釉中氧化钙含量分布较宽,且总体含量都超过4%,这说明定窑白釉的一个主要配方是灰料。氧化钾和氧化镁的含量变化却相对较小。氧化钾的含量大致在1.5%左右变化,而氧化镁则大概在2%左右变化。这种情况表明二者来源相对固定,不似氧化钙的含量可能根据配方的多少而有较大的变化。特别是氧化镁与氧化钙之间不存在线性变化关系。由于定窑釉中氧化镁的含量很高,因此曾有学者认为定窑使用的配釉的灰料可能是白云石,刘新园先生也持这种观点。但是由于白云石中氧化钙和氧化镁的质量比为1.4:1,即二者存在着线性关系,而定窑釉中氧化镁的含量非常固定,与氧化钙的含量并不具有类似的比例关系(图十四),因此我们认为定窑配釉所用的灰料并非白云石,更有可能是以碳酸钙为单一矿物的原料。


图十四 定窑胎中氧化钙与氧化镁聚类图


通过对釉中五氧化二磷和氧化钙含量关系的比较,可以发现虽然晚唐五代至北宋早期五氧化二磷的含量非常低,但是与氧化钙成正比。到了北宋晚期至金代,五氧化二磷的含量已经达到了较高的水平(图十五)。这种种情况都说明,灰料的来源应该是草木灰。而这种推测也为我们对作坊中出土的原料的分析所证实。


图十五 定窑釉氧化钙与五氧化二磷聚类图


同时,釉中氧化镁和氧化钾的含量比较固定,则说明氧化镁、氧化钾以及氧化铝的来源是一致的,而这类原料有可能是前述的定窑在胎中所配的那种以长石(含氧化钾原料)、蒙脱石(含氧化镁原料)、石英为主要矿物组成的岩石类原料。因此定窑釉的配方主要是草木灰、长石-蒙脱石质岩石类原料和石英类原料(脉石英)。


在刘新园先生指出的要重视瓷器胎釉配方研究的启发下,我们除了重视窑炉遗迹和瓷片坑的发掘和研究外,还将作坊遗迹也作为发掘和研究的重点,从而得到了当时制瓷配方的第一手资料。


从制瓷作坊遗迹中共获得各类生产原料标本六十余件,分析了其中的三十余件(块)。这些原料使得我们可以直接获得从晚唐至金代的定窑制瓷所用的胎和釉的原料配方。


分析的结果印证了我们通过胎釉化学成份分析对配方的推断,并得到了实际的矿物组成。如胎体原料中的高铝粘土原料,实际上应为本地的煤系高岭土(坩子土)而前述的岩石类原料,为一种石英-长石-蒙脱石质地的原料。灰料为草木灰通过对原料的分析,结合胎釉成份分析,还可以得到实际生产所需的胎釉配方,从而为定窑的真正复烧奠定了基础。


刘新园先生认为,定窑开始变黄即所谓“象牙白”是真正定窑特色的形成,其原因即可能是胎釉原料中镁的含量变高。


从发掘资料来看,定窑从北宋中期以后胎釉特征开始发生较为显著的变化,即从早期的白中泛青逐渐变为白中泛黄


而对不同时代的燃料灰分析的结果显示,早期的窑炉都为柴窑,从北宋中期开始,燃料灰开始出现了煤渣,说明这时定窑开始逐渐采用煤取代柴成为主要燃料。柴窑焰长,火力不集中,所需空气量大,窑炉中容易产生弱还原气氛。而使用煤做燃料,火力集中,但煤窑焰短,所需空气量小于柴窑,窑炉中易形成强氧化气氛,同时煤中含有较高的硫,其火焰易产生烟熏。燃料种类的变化和定窑釉色的变化同步,说明以煤作为原料才是定窑北宋和金代时期白瓷白中泛黄的主要原因。而根据对定窑的胎釉成分分析,北宋中期以后钾的含量开始逐渐增高,到金代后期达到顶峰,即到了金代时,除了草木灰外还会添加高钾的原料(即前述的长石-蒙脱石质原料),使得釉的高温流动温度范围更宽,更易烧成,这与以煤作为燃料导致烧成温度更高相适应。但氧化钾含量提高,使得釉的乳浊度增强,削弱了胎对于瓷器颜色的影响,而更多反映了釉的颜色,这也是定窑白瓷逐渐变为白中泛黄的工艺上的另一个重要原因。


刘新园先生在研究景德镇覆烧工艺时,认为原料的变化对于覆烧工艺的出现具有重要的推动作用,五代至北宋时期原料里含氧化铝很高,烧造温度非常高,器物不易变形。到后来为追求瓷器的高致密度和更好的透光度,就增加的比例,这样器物就很容易变形。为解决容易变型的问题,从南宋时景德镇就开始采用覆烧工艺。


另一个景德镇南宋开始广泛使用覆烧工艺的原因是,这一时期作为原料的下层瓷石氧化铝含量过低,器物极易变形,因而景德镇的窑工采用覆烧工艺,也是不得已而为之的权宜之计,南宋器物易变形的情况到元代开始采用高岭土加瓷石的二元配方后才得到彻底改变。因此,很可能是因为原料变化,或者要求产品的透光度等高标准,才产生了覆烧。


与景德镇的情况不同,定窑白瓷从中唐时期创烧至金代后期,胎体中氧化铝与氧化硅的含量比例基本保持稳定。因此我们可以认为,定窑覆烧工艺的出现应当主要是为了追求器物造型的薄俏,为防止薄胎器物的变形而采用的装烧方法,以满足市场对薄胎器物的需求。可见,定窑和景德镇窑采用覆烧工艺的初衷都是为了追求更高质量的产品,不同的是,定窑是为了追求造型的薄俏,景德镇则在同样追求薄俏的造型的同时,又多了一层克服原料本身的不足的需求。


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