五枚北宋时期含镍钱币的测试及探索

我国历史上对白铜的记载，自晋以降，唐、宋、明、清均有文献可查。东晋常璩《华阳国志・南中志》载：“螳螂县因山得名，出银、铅、白铜、杂药”。近代国内外学者和爱好者对这种铜镍合金材质也多有研究报告见诸书刊。但高镍含量的实物标本检测报告则不多见。笔者从上世纪八十年代开始，注意研究这个课题，并有幸采集到五枚宋徽宗时期铸行的含镍金属流通货币。经国家博物馆、青岛科技大学、青岛钢铁公司和青岛机械研究所等单位的理化检测部门，用现代核分析技术和破坏性局部取样湿法化学检测，五枚流通北宋钱币均含有不同比例的金属镍元素。其中一号标本含量最高，镍含量19．08%，已达到现代冶金技术中3-35%比例的要求，①是真正意义上的铜镍合金铸币。笔者认为，这个检测结果，对研究我国古代货币史、冶金史是有价值的实物佐证。

一、高含镍钱币的外观

检测的五枚高镍含量的钱币，均为公元1102-1106年宋徽宗时期铸行。其中四枚崇宁通宝当十大钱，一枚为崇宁重宝折二钱。

一号样币（插二图1）：崇宁通宝折十，比常见的崇宁通宝折十钱外径略小薄，字口浅，边廓不规整，有沙眼，材质呈银白色，直径33．5、厚2mm，重8．1g。顺磁性极强，借用高斯仪做顺磁实验，磁场强度约400GS。②

二号样币（插二图2）：崇宁通宝折十，钱径和厚度也比常见同类略小薄，通体入骨黑色包浆，略见绿锈，部分呈白偏微黄色；大字清晰略浅，边廓不规整。直径32．9、厚度2mm，重12g。强顺磁性，高斯仪实验磁场强度约500GS。

三号样币（插二图3）：崇宁通宝折十，红斑绿绣；部分色泽偏黄。直径34、厚2．4mm，重10g。强顺磁，高斯试验磁场强度约590GS。③

四号样币（插二图4）：崇宁通宝折十，通体入骨黑漆古，色泽黄偏白，外径34．5、厚2．9mm，重12．4g，顺磁实验磁场强度约1700GS。

五号样币（插二图5）：崇宁重宝折二，背左星，入骨红斑绿锈，部分色泽银白光亮，但铸制粗糙，字迹漫漶。直径29、厚1．7mm，重6．6g。强顺磁性，磁场强度约460GS。

二、前提和依据

这次定向检测，目的是用现代科技手段查找铜镍合金的古钱币实物，以佐证我国历史上对镍矿的发现、冶炼及使用情况。国内有学者认为用白铜铸钱只有在清以后才可能出现。对此观点，我们不敢苟同，理由有三点：其一、据现代铁磁学原理，在已知的105种化学元素中，只有铁、镍、钴三种“铁族”元素在普通条件下具有顺磁特性。④而存世的我国历史金属货币中有相当数量的顺磁钱。日本收藏家佐腾成男先生在其收藏的2943枚开元通宝中发现带磁性的633枚，占21．5%。⑤国内研究者亦有报告称“400枚唐钱中，能被磁铁吸附的近100枚。⑥比例与前者大体相当。笔者专题收集崇宁通宝折十大钱5300枚，其中顺磁钱1517枚，占28．6%；比前两者都高；其二、现代冶金学告诉我们，铜和铁是不能成合金的。以往资料报导，从历史金属货币中测出约5．57％以下的铁含量，⑦应是铁杂质，不是真正意义上的铜、铁合金，大多数顺磁钱中所含的铁元素，只是机械混合。既然铜、铁不能成合金，在强顺磁钱中基本上可以排除铜铁合金。其

三、联想到我国古籍中2000多年来关于白铜的记载，在高顺磁性钱币中测出铜镍合金是一个可行的研究课题。

三、检测的方法和过程

我们从87公斤汉、唐、宋钱中，先用磁场强度300OGS的强磁铁，逐枚吸附出顺磁钱2577枚，再用不同强度的磁铁检出磁场强度分别为300GS至1900GS的高强顺磁钱共28枚。依次编号后送青岛钢铁公司试验中心，做镍成份的定向定性检测。使用的仪器是日本岛津MXF-2300荧光光谱仪（XRF）。测试的结果是28枚顺磁钱中，顺磁性排位前列的1-5号共5枚样币即这五枚崇宁通宝，均含有较高的镍元素。拘于检测成本所限，对其余23枚汉、唐、南北宋钱经复测确定不含或仅含微量镍后则淘汰出局，没能做深入的对比测试分析。

在无损定性检测的基础上，将5枚初检含镍币做定量测定。无损定量检测需有理想标样，我们选3号币送青岛机械研究所理化实验室局部破坏取样，做湿法化学检测，准确测定其镍、铁、铜、锡、铅的主要成份以做标样。参照毛振伟先生《X射线荧光光谱单标样无损法检测古钱币主要成份》一文介绍的方法，⑧将其余4枚样币背面用细砂纸打磨抛光出直径4mm的光洁面。连同标样一并再送青钢试验中心，仍用原仪器XRF法做定量检测。结果出来后，又送国家博物馆、青岛科技大学电镜室，用XRF及JSM――6700扫描电镜（SEM）复验，多微区扫描测定，以对照验证青钢数据。由于古钱币铸造技术形成微观含量不均匀，多次检测，其探测范围和深度的差异，所检测数据略有差别，但基本是可采信的（数据见附表）。

注：1．Ni、Fe、Pb采用原子吸收分类光度法2．Sn为分光光度法3．Cu为容量法て浞治霰ǜ胬嗤。

四、讨论和分析

从附表中可见，我们用高斯仪测得的样币顺磁性系数与测得的含镍量成正比，五枚含镍币在我们收集的2577枚顺磁钱中，其顺磁性排位亦是前五位的。顺磁性越强则含镍量越高，这是符合常规的。因为镍的顺磁性比铁强，比钴弱。另外，顺磁系数与样币的色泽也有关联。1号和5号样币，部分呈银白色，检测前曾被怀疑是银质。这两枚样币的含镍量检测分别是24．43%、19．08%。2号币稍偏黄，含镍12．87%。

从表中还可见，五枚样币都含有不等量的铁元素，1号币最高，XRF检测铁含量达8．37％，现代矿学资料证明，硫化镍矿中一般含铁2O％左右，而镍含量则2．0％左右。显然这些铁元素是随共生矿原料伴入的。而北宋工匠们能以如此悬殊比例的矿石，冶炼出低铁铜基镍合金，说明当时的冶炼技术己是很成熟的。

本文的一些观点难免有误，敬请大家批评指正，戴志强先生在《钱币学和金属冶炼史》一文中倡导“通过对钱币实物的鉴定，了解其内在质地，进行分析研究，从而确定它们的历史作用和文物学术价值。”给我们极大的启示。我们感到，这次定向检测仅是初步的。为什么从2577枚汉、唐、南北宋铜钱中选出的五枚含镍币都是北宋徽宗时期铸行的崇宁年号钱，又诸如这些镍币的铸造背景、成因及与当时流通的“夹锡钱”的关系，以及先人们是使用铁、铜、镍共生矿无意中铸出了含镍钱，还是有意铸造等问题，还有待进一步深入探讨。企望拙文能起到抛砖引玉的作用。

本文研究过程中，承蒙中国钱币博物馆周卫荣研究员、国家博物馆马燕如老师、青岛大学唐致卿教授、青岛钢铁公司张淑琴工程师分别给予极大的帮助和指导，在此一并表示衷心感谢。

注释：

①参见北京钢铁学院中国冶金史编写小组《中国冶金史》。科学出版社1978年2月。

②1000GS的磁铁，用高斯仪分段测试其半径的磁场强度后，分别测试样币在半径磁场中能被吸附的度量，系数越小，标的物的顺磁性越强。这是借用高斯仪原理测试含铁钱币亲磁系数的土方法，不是严格意义的铁磁学概念。本文以下所提顺磁系数均出自此法。

③此样钱这次做破坏性检测，边缘被削磨2．1g。

④张乃赓：《千锤百炼的矿物世界》53页。

⑤周卫荣、樊祥喜《唐代磁性钱研讨》，《中国钱币》1992年第3期。

⑥参见《收藏界》2003年第7期，何开俊《一枚靖康重宝的辨认》。

⑦参见刘森《中国铁钱》，汪圣铎《关于胆铜生产的起始》，《中国钱币》1996年第3期。

⑧毛振伟《X射线荧光谱单标样无损法测定古钱主要成份》，《中国钱币》1989年第4期。