古老的仪式面具和刀具是西班牙殖民前时期秘鲁文化的流行象征。在秘鲁书籍的封面上和一些秘鲁机构的标志上都能看到这些例证。这些珍贵的金属制品通常被认为，甚至是被知识渊博的人，归属于印加人或他们的沿海竞争对手奇穆人。然而，它们中的许多根本不是印加或奇穆的制品：它们是由更早期的西坎文化创造的，该文化以秘鲁北部兰巴耶克地区为中心，并在公元九世纪到十四世纪蓬勃发展。
西坎文明中期，即公元900年至1100年间，生产了大量的珍贵金属制品，其中许多都显示出非凡的工艺水平。我们和来自多个学科的同事们仔细研究了一批西坎文明中期的金属制品，试图重建珍贵金属生产的技术和组织，并界定这些产品在文化中的意义。我们确定，西坎文明中期的人们对金属的使用规模和范围在西班牙殖民前的新大陆是前所未有的。这种文化广泛生产砷铜，将青铜时代带入了秘鲁北部。金合金是政治、社会和宗教表达中最负盛名的媒介。事实上，我们怀疑冶金生产是西坎文明中期文化发展的主要推动力。
传统上，西坎文明中期的珍贵金属制品一直笼罩在模糊和无知之中。几乎所有私人和公共收藏中的这些制品都是从今天位于拉莱切河谷中部的波马国家历史保护区（距离利马北部约800公里）内的墓葬中掠夺而来的。现代时期大规模的盗墓活动始于20世纪30年代。寻宝者在可能的地方挖下垂直的探坑，然后向外挖掘水平隧道。随着更多富裕墓葬的发现，盗墓的规模在20世纪40年代和50年代持续增加。在20世纪60年代末达到了顶峰，当时一台推土机被雇用了一年来清除地表土壤，以便更容易看到墓坑的轮廓。盗墓活动一直零星地持续到20世纪70年代中期，有效地阻碍了对该地区史前史的任何长期科学研究。当我们中的一位（岛田）于1978年开始田野调查时，他在波马保护区的航拍照片上数出了超过10万个盗墓者留下的洞穴和数百条长长的推土机壕沟。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
这些被掠夺的文物缺乏背景信息，极大地限制了对其社会政治、宗教和经济意义的理解。此外，盗墓者和收藏家经常采取可疑且未经记录的措施来“修复”被盗文物。黄金物品上的颜料、羽毛和古代工具痕迹可能被粗心的清洁所去除。“缺失的”镶嵌物或手镯经常被随意替换。因此，物品的外观不能被视为表面价值，这限制了可以从中提取的信息。因此，任何试图理解这些物品、它们的文化意义以及制造它们所使用的技术的尝试，最好都建立在从完整墓葬中科学回收的文物之上。
墓葬取样
在波马保护区的阿道比土台遗址华卡洛罗 (Huaca Loro) 进行的首次对西坎文明中期精英成员墓葬的科学发掘，提供了获得这种理解的机会。这个墓葬显然是西坎文明中期遗留下来的众多墓葬之一，其中一些墓葬已经被掠夺，沿着华卡洛罗的东部和南部基座分布。岛田在1978年对巴坦格兰德 (Batn Grande) 进行调查时发现了它。他计划在接下来的10年里对其进行挖掘，作为他对西坎墓葬进行更广泛取样的一部分，以阐明该文化的社会组织。准备工作包括组建一个专家小组，拼凑出西坎文化的年代顺序，以及进行其他背景研究。
特别是，岛田需要确保地下水位足够低，以允许安全挖掘。他还就计划进行的墓葬发掘的科学价值向当地居民进行了一系列公开演讲，当地居民对盗墓活动感到厌倦。在岛田的监督下，西坎考古项目于1991年10月至1992年3月最终挖掘了墓室。
埋葬在墓葬中心的人是一位40至50岁的男性，他曾是精英阶层的一员。他身边陪葬着两名妇女和两名儿童的遗体，显然他们是被献祭的。为期六个月的发掘工作出土了大约1.2吨各种各样的陪葬品，这些陪葬品被装在一个墓室中，该墓室位于一个11米垂直竖井的底部，边长约3米。按重量计算，金属物品和废料占陪葬品的近四分之三。密歇根大学安阿伯分校化学教授阿顿·戈杜斯 (Adon Gordus) 对大约1000个样本进行的系统分析表明，大多数物品似乎是12至18克拉的金银铜合金，大致相当于今天珠宝中常用的黄金。一些物品和几乎所有的废料都是tumbaga，即高铜含量的金银铜合金，克拉数在几克拉到10克拉之间。
这些物品呈同心圆排列，环绕着男性的身体，他的身体被彻底涂上了朱砂（一种由硫化汞和粘合剂组成的鲜红色颜料）。尸体呈坐姿，并以倒置的姿势放置[参见对页方框中的 (1) ]。头部，连同三组附属的耳饰和大型金面具，与身体分离并旋转180度，使其头部朝上，面向西方。一件披肩（其布料早已腐烂），上面缝制了近2000个金箔方片，铺在倒置的身体下方的地板上。放置在身体上、周围和下方的是一根手杖，手杖顶部有黄金和tumbaga装饰，木制杖身，一个带有动物头部雕塑的金头饰，一对金护胫，一对一米长的tumbaga手套（一只手套拿着一个带有银铃底座的金杯），一把金仪式刀（或tumi）和一簇制作精美、成对的金耳环。他的胸部装饰着一层近10厘米厚的珠子（由方钠石、紫水晶、石英晶体、绿松石、琥珀、萤石、方解石、贝壳和其他材料制成）。更远处，靠近墓室边缘的地方，堆放着约500公斤的tumbaga废料和超过250公斤的砷铜工具。
墓葬中最令人印象深刻的发现是金器宝藏1号，我们在墓室西北角发现的。在一个衬有编织席子的长方形箱子里，至少有60件主要的物品，大部分是金箔，其余是银或tumbaga。这个宝藏包含着仪式用具和个人装饰品的奇特混合物：五顶王冠，四个头带，至少12个tumi形头饰，至少六套金羽毛头饰，三个tumbaga扇子和14个大型圆盘，这些圆盘要么是手杖的装饰品，要么是头饰的背面。最底部是最大的物品：四套抛物线形头饰，它们本应放置在王冠的顶部和前方。
刻在墓室墙壁上的七个壁龛中的两个也包含金属物品。在东墙上最大的壁龛中挖出的一个坑里，塞满了估计1500捆naipes。这些形状和尺寸统一的砷铜片状物品可能曾被用作货币。每捆包含12或13个naipes。坑里还装有两把银合金tumi刀，数千个小金箔方片和至少二十几个tumbaga面具，它们的形状与埋葬男性身上的大型金面具相同，但更小，技术上更劣质，装饰也更少。第二个壁龛包含金器宝藏2号——另一个金饰和仪式用品的集合。我们还从这个墓葬中回收了超过50公斤的各种石头和贝壳珠子，一个轿子的雕刻木框架，约三公斤朱砂和21个陶瓷容器。值得注意的内容包括成簇的179个多刺牡蛎 (Spondylus princeps) 和141个芋螺 (C. fergusoni) 热带海贝，可能从厄瓜多尔沿海进口。已知这些贝壳具有相当大的象征价值，与生命力、水和生育的概念有关。
我们的研究与早期的研究在两个重要方面有所不同：我们可以获得来自完整墓葬的材料，并且我们受益于金属加工专家的见解。大多数已发表的研究都集中在西班牙殖民前时期珍贵金属制品的制造或使用的单一方面。这些研究主要（如果不是完全）依赖于对被掠夺物品的实验室分析。此外，对制造技术进行推断的研究人员很少具备作为一种工艺的金属加工的个人知识。因此，从这些狭隘的学术研究中得出的重建是站不住脚的，并且带有偏见。考古学这个领域需要的是对从科学发掘的样本进行多角度分析和解释的更全面的研究。只有这样，我们才能深入了解金属生产的组织以及金属产品在文化中的意义——冶金的“整体视野”。
我们中的一位（格里芬），一位技术精湛的金匠和资深文物保护人员，拥有许多西班牙殖民前时期文物收藏的经验。由于她的背景，她能够通过检查华卡洛罗文物来阐明许多关于西坎珍贵金属生产的信息。相关领域的专家帮助我们解释了其他金属样本、羽毛、珠子和遗骸（包括与金属物品相关的人类骨骼）的证据。
从公元前1500年左右有记载的开始，安第斯山脉的冶金术强调使用石砧和锤子从锭坯中锻造的金属薄片，这与中美洲和哥伦比亚的金器作品形成对比，在这些地区，失蜡铸造是主要技术。在各个遗址发现的金冠和其他装饰品基本上都是用金属薄片装饰，并饰有锤鍱和镂空图案。就尺寸、光滑度、一致的厚度和整体数量而言，华卡洛罗墓葬中的物品是这种金属薄片传统的绝佳例证。
制作金属薄片和金属线的主要工具是手持式石锤和配套的砧子、凿子和追逐工具，这些工具由砷铜和tumbaga制成。锤子通常由磁铁矿、赤铁矿或细粒玄武岩制成；它们的尺寸从小到非常小，到男人拳头大小不等。一个锤面通常是圆顶形的，用于拉伸金属，另一个面是平的，用于平整——去除拉伸敲击留下的浅凹坑。如果操作得当，这种技术可以产生平坦光滑的金属薄片。虽然描述起来很简单，但这项任务需要相当长的时间和技巧。由于金属薄片制造者必须在冷态下锻造黄金，因此必须定期对金属进行退火，以防止应力裂纹。
华卡洛罗墓葬中的许多黄金物品证明了金属薄片制造方面的卓越技术。例如，考虑一下四个抛物线形头饰上的长边框。其中两个是两米长的连续金属条，具有均匀的宽度（约4.5厘米）和厚度（约0.15毫米）——金属薄片制造方面的精湛技艺。覆盖墓葬中男性面部的面具（46厘米 x 29厘米）是另一项杰作。它是由一块约0.6毫米厚的金属薄片制成的。这种金属由52%的黄金、31%的白银和17%的铜组成（约12.5克拉），必须足够薄以减轻面具的重量（仅677克），但又必须足够厚，以便将高高的自然主义鼻子从中心抬起约4厘米，而不会产生应力裂纹。除了合金中的黄金外，高银含量还提供了这项工作所需的可塑性。银铜金属薄片用于眼白，并用大型穿孔琥珀和祖母绿珠子分别代表每只眼睛的虹膜和瞳孔。我们的分析表明，琥珀和祖母绿很可能从哥伦比亚进口。总的来说，面具代表了对技术挑战以及西坎文明中期文化的美学和象征意义的优雅解决方案。
十几个以上的tumi形头饰进一步说明了金属薄片制造专家的技艺。每个头饰的柄部或茎部都必须狭窄但足够坚固（约一毫米厚），以便在插入头巾或王冠插座时保持直立。在顶部，金属薄片只有约0.15至0.18毫米厚。工匠知道应该将金属薄片平整到什么程度，才能使其具有适当的弹力，以便它能随着头部的每一次移动而摆动，但又不会破裂或弯曲。
对于据信是一件精致头饰组成部分的六套金羽毛来说，情况也是如此。我们研究的套装由11或12根羽毛组成，每根羽毛长约20至21厘米，宽约2厘米。每根羽毛的厚度从茎部（约0.10毫米）到上端（约0.07毫米）逐渐变细。整套羽毛呈扇形：中间的羽毛是直的，而两侧的羽毛则越来越向右或向左弯曲。组成羽毛的部件通过茎部附近的带子和槽机械连接。在带子下方，每根羽毛都沿着纵轴有一个轻微的脊，以提供一定的刚性。茎部上保留着细线的印记，这些细线显然将它们缝在一些布料衬底上。与tumi形头饰一样，整体设计和结构使羽毛能够随着头部运动而轻轻摇曳，同时保持足够坚硬和轻便，以便牢固地安装在头饰上。总的来说，西坎文明中期的珍贵金属加工强调运动，以及颜色（不仅是黄金的颜色，还有羽毛、镶嵌物和油漆的颜色）和声音。
在墓葬东南角附近发现的六对金耳环展示了在西班牙殖民前时期金器中罕见的工艺技术水平。它们展示了一系列设计特征，这些特征很可能代表了一个金匠流派。各种各样的高级金属加工效果，通常不会同时出现，包括锻造金属线、真正的金银丝细工、出色的抛光和抛光效果以及原始钎焊。原始钎焊是一种极其简单的连接黄金或白银合金的方法，它利用这些合金中的铜或有机胶中的铜绿（乙酸铜）。要连接的部件在还原性气氛中用木炭加热；在合适的温度下，金属接触的地方会形成新的合金。
为了防止耳环在插入耳垂时产生扭矩，金匠们用相对较厚的金属（约0.35至0.55毫米厚）制作了它们。前凸缘是通过用锤子从背面敲击一个浅凹陷（可能在木头中）而使之呈圆顶形的。由此产生的圆顶形凸缘大大提高了抗扭强度，同时为部件的设计增加了所需的深度。
在三对耳环中，金匠们通过简单而优雅的机械解决方案实现了复杂装饰设计。其中一个解决方案是形成连接前后凸缘的中心杆的金属薄片的“榫槽”连接。在几对耳环中，金匠们还使用了金属线结构支撑来营造中心设计元素“漂浮”在前凸缘框架内的错觉。
其中一对耳环，可以称之为“草图”或试制件，展示了西坎金匠如何逐步改进机械解决方案，以解决复杂的新设计带来的问题。在这一对耳环中，使用了非常细的金线将圆形框架固定到下方的X形支架上。据推测，稍后制作的其他对耳环显示，出于同样的目的，使用了永久性原始钎焊连接。
另一个表明精心策划的迹象来自金面具，金面具有自己的一对大型耳环，通过带子和槽直接固定在金属耳垂上。不仅耳垂的大小和形状与耳环的后凸缘相匹配，而且每只耳朵上所有三个带子的槽也相匹配。槽是通过相同的垂直冲程同时穿过两个部件而冲压出来的。极有可能面具和所有耳环都是按照高质量标准在同一家作坊制造的。
并非所有在华卡洛罗墓葬中发现的物品都完美无瑕。一个例子是在仪式金手套的手中发现的小型双底烧杯（高约12厘米，直径10厘米）。烧杯的底部是由一块凸起的银片制成的，上面装饰着镂空图案。它装在金烧杯的底部，旨在装响石。银底座的一部分边缘熔化了，底座呈现出“橘皮”纹理，这是过热造成的。金烧杯的下部显示出明显的灰色半圆形涂层，该涂层向上延伸到侧面，银底座边缘的一部分在那里缺失。这些特征表明，在将银底座连接到金烧杯底部时，部分边缘意外熔化。杯子倒置在火盆中。银熔化并产生观察到的特征只需几秒钟的过热即可。当熔化的银向下流向热源时，金烧杯的底部被一层熔化的银覆盖。总的来说，有缺陷的部件对于制造技术和工艺最具启发意义。
声音实践
烧杯上的其他技术细节也具有启发意义。例如，它装饰有三个追逐的西坎领主形象。为了创建图像，金匠使用了一种称为描线器的工具，宽度约为三到四毫米。对于绘制人物脸部的圆形下巴来说，该工具太宽，边缘也太锋利；因此，下巴线条是参差不齐的。当外部的追逐完成后，金属工人没有尝试纠正错误。这种错误通常表明匆忙或学徒工。
金匠会经常停下来对部件进行退火，以防止应力裂纹的产生。他怎么知道什么时候退火？退火后立即用锤子敲击金属时，金属会发出沉闷的声音。经过反复敲击，声音的音调变得更高，从thuk的声音上升到think的声音。凭借经验，人们可以从音调中判断出何时应该退火。
西坎文明中期金属薄片制造的惊人规模可以最好地从堆放在华卡洛罗墓室边缘的500公斤废料中看出。这些堆积物显然不是独一无二的：当地老盗墓者回忆说，在附近的其他墓葬中也发现了类似数量的废料。此外，我们记录了广泛使用tumbaga薄片来衬砌华卡拉斯文塔纳斯 (Huaca Las Ventanas) 巨大的西坎文明中期墓葬的内部。该墓葬在入口处尺寸为15米 x 15米，在底部尺寸为3米 x 3米，底部在地表以下约11米处。设定尺寸的矩形薄片被小心地并排放置在内表面上。然后，它们被绘制有精美的彩色宗教图像和场景的棉布覆盖。衬砌这座墓葬的薄片的总表面积可能超过100平方米。
废料本质上是金属薄片加工过程中剩下的碎片和制造事故造成的废品。例如，它包括部分使用过的tumbaga锭坯、穿孔不良的方形金箔、破碎的金属线和铃铛，以及仍然保留镂空部件轮廓的金属薄片边角料。这些废料将被小心地保存起来，以便回收制成新的锭坯。
废料清楚地表明了人力和材料的巨大投入。它在墓葬中的存在证明了埋葬在那里的人的政治权力。在一项实验中，格里芬使用古代石锤，需要大约一天半的时间才能从30克金块中生产出一块尺寸为10厘米 x 15厘米的均匀薄片。此外，古代西坎金属工人还增加了一个步骤：他们用酸处理tumbaga薄片，这溶解了表面附近的一些铜。结果，tumbaga薄片的外观接近24克拉黄金的外观。这个过程通常被称为减薄镀金。然后，金属工人对薄片进行抛光，这赋予了优良的表面光洁度，并压实了减薄镀金留下的海绵状金层。我们认为，这种压实层是经常在镀金tumbaga部件上看到的剥落的黄金。一些研究人员提出，这种镀金是通过电化学方法沉积的，但我们和其他人使用显微镜和电子显微探针对薄片进行的检查都找不到任何证据来支持这种观点。
西坎文化一定雇佣了一支庞大的金属薄片制造大师队伍，他们生产用于各种用途的薄片商品。在这些物品中看到的对锻造和精加工的非凡控制程度令人信服地表明，这些活动掌握在全职专家手中。这些金属薄片制造大师可能由数十名学徒协助，这些学徒将执行重复且耗时的任务，例如抛光或重新熔化废料的早期阶段，以准备用于制造薄片的锭坯。
这种师徒安排在其他物品的制造阶段清晰可见。特别是一顶王冠，正面显示出精良的追逐和穿孔工艺，但背面却有不均匀的锤击和穿孔，以及精细的划线指南。很可能是正面是由一位大师开始制作的，他向学徒展示了其余部分应该如何完成，然后继续进行另一项任务。
这种类型的作坊可能需要一系列多房间的店铺，每个店铺都有相当数量的学徒和相当大的产量。金属薄片的制造需要长时间的有节奏的锤击，期间会定期中断进行退火，最有可能在通风良好的房间中进行。抛光可能在单独的、保护良好的房间中进行，因为空气中的沙子和其他污染物会严重破坏抛光效果。值得注意的是，华卡洛罗北部平台顶部和华卡拉斯文塔纳斯东北部的多房间土坯结构具有长凳、分层地面以及许多分散的地点，在这些地点可以找到炉渣碎片、铜合金液滴以及使用火的证据。这两个区域可能是金属加工中心。
制造金属薄片需要高超的技巧。黄金物品的塑形和装饰将掌握在更加技艺精湛的大师级专家手中。由于华卡洛罗墓葬中的面具和耳环具有卓越的品质、创新的设计和独特的技术，它们很可能只是一位或两位大师的作品。我们怀疑，其他黄金物品是在其他作坊制造的。虽然这些作坊可能执行不同的功能，但它们不太可能是孤立的：部分学徒培训将取决于与大师的频繁交往。毫无疑问，学徒会被分配一些具有指导意义但又不会带来太多技术挑战的任务，例如制作手镯。
一些观察到的技术差异可能反映了金匠的个人风格。来自华卡洛罗的许多黄金物品在尺寸和形状上几乎相同，但显然是以不同的方式制成的。例如，在一些摇铃上，手镯通过原始钎焊金属线连接到“漂浮”的环形带上，而另一些则通过金属线环连接。一些用于飞镖投掷器的锋利金钉是从手工锻造的金属线上用凿子锯齿状切割的；另一些是从金属线的末端切割下来的，金属线的末端已被锉成锥形。
这些观察结果使我们得出结论，金属物品的生产被组织成特定任务的工作组，而这些工作组又基于大师、学徒和其他辅助人员的嵌套等级制度。珍贵金属加工绝不能孤立于其他工艺来看待。必须投入大量精力来采购和准备覆盖金属物品的羽毛、朱砂、赤铁矿和其他材料。镶嵌需要绿松石、贝壳、沥青和其他物质。必须准备树脂和沥青来制作粘合剂。必须编织布料作为衬底材料。我们知道，砷铜是在靠近矿山的专门定居点大规模生产的。所有这些活动都需要被考虑在内，才能理解西坎文明中期奢侈品生产的惊人规模和复杂性。
金属制品的意义
[断行] 对于西坎人来说，在金属加工上投入如此多的精力，金属制品一定对他们具有强烈的意义。我们已经形成了一些关于这种意义的工作假设。黄金制品似乎是西坎文明中期艺术的美学中心——它们体现了该文化艺术表达的最高标准。正是在黄金制品中，我们找到了最重要的西坎偶像和场景的最明确的表达。相比之下，陶瓷装饰仅呈现这些描绘的部分或简化版本。
获得不同金属的机会似乎标志着社会阶层。大约几十个挖掘出的墓葬可以分为不包含金属物品的墓葬、仅包含砷铜的墓葬、包含砷铜和tumbaga物品的墓葬以及除其他材料外还包含黄金的墓葬。Tumbaga与黄金和白银一起，似乎被用来象征政治权力或较高的社会地位，并传达宗教信息。就生产规模和使用范围而言，tumbaga似乎位居贵金属之首。然而，在西坎文明中期精英的认知中，它仅次于黄金。华卡洛罗中心尸体周围的个人装饰品都是黄金。Tumbaga物品被放置在墓室的边缘，它们的使用可能是辅助性的。
换句话说，黄金制品是为最高精英的个人使用（包括装饰品和仪式用具）保留的，而镀金tumbaga则用于装饰与他们相关的物品以及地位较低的精英使用的物品。Tumbaga允许地位较低的人模仿他们的社会上级。含金量相对较低的镀金tumbaga将是最实用的替代品，以满足对金色金属薄片的广泛需求。
在墓葬中发现的许多珍贵金属制品可能在公共场合一起使用，用于炫耀性的展示以给旁观者留下深刻印象。埋葬在华卡洛罗墓葬中的重要人物的全套仪式礼服提供了一个生动的例子。
根据要进行的仪式，他会佩戴各种头饰——有时是装饰有成套金羽毛或tumi形装饰品的王冠，有时是在王冠之外再戴一个大型抛物线形头饰。抛物线形头饰的上部边缘和垂褶侧面将装饰有色彩鲜艳的鸟羽和几乎垂到肩膀的手镯。他会在脸上戴上金面具。他很可能被放在一个木制轿子上抬着，轿子上装饰着神话动物的雕刻头像。轿子很可能由挥舞着长长的tumbaga扇子的人护送，前面有一个人拿着一根近两米高的手杖或旗帜，手杖或旗帜上装饰着明亮而色彩鲜艳的黄金和羽毛。随着每一步，每一次呼吸，手镯、金羽毛和其他精巧铰接的金属物品都会被启动，以产生令人眼花缭乱的视觉和听觉效果。不难被这位发光的人物的想法所吸引——或者被对西坎文物的未来研究可能告诉我们关于那个失落文化的想法所吸引。
作者 岛田泉 (IZUMI SHIMADA) 和已故的 乔安·格里芬 (JO ANN GRIFFIN) 联手调查西坎文明的珍贵金属文物。岛田在秘鲁北部海岸进行了30年的田野调查，并对古代技术和复杂社会的演变保持着兴趣。岛田出生于日本，获得了亚利桑那大学的博士学位。他于1994年加入南伊利诺伊大学人类学系。格里芬从事金匠和文物保护工作近30年，专门研究西班牙殖民前时期的冶金术，与世界上一些最大的西班牙殖民前时期黄金公共和私人收藏合作。