摘要: 2021年5月14日下午，北京大学考古文博学院崔剑锋老师在北京大学考古文博学院A座101教室为我们带来题为《铅同位素考古与商周青铜器资源管理模式》的精彩讲座。本次讲座主要分为四个部分，第一部分是介绍铅同位素分析的基本原理和相关问题，第二部分是铅同位素考古的发展历程，第三部分是有关先秦青铜器铅同位素考古的新进展，最后一部分是总结与展望。主讲 ...

2021年5月14日下午，北京大学考古文博学院崔剑锋老师在北京大学考古文博学院A座101教室为我们带来题为《铅同位素考古与商周青铜器资源管理模式》的精彩讲座。本次讲座主要分为四个部分，第一部分是介绍铅同位素分析的基本原理和相关问题，第二部分是铅同位素考古的发展历程，第三部分是有关先秦青铜器铅同位素考古的新进展，最后一部分是总结与展望。

主讲人崔剑锋老师

一、铅同位素分析的基本原理和相关问题

讲座开始，崔剑锋老师介绍了铅同位素比值分析在青铜资源研究中的重要性以及相关技术的基本原理。

在我国，青铜（铜锡（铅）合金）是重要的一种资源，特别是先秦时期，青铜器属于最为重要的战略资源，为中央政权所管控。研究青铜资源的开发与流通对于研究古代特别是青铜时代的社会经济状况非常重要。而目前最为有效的科技方法就是铅同位素比值分析。同时，不光是青铜器，各种含铅的金属器、铅釉陶、铅（钡）玻璃、铅颜料也可以进行铅同位素比值分析。随后，崔老师简单介绍了铅同位素分析方法的原理。自然界中的铅以204Pb、206Pb、207Pb、208Pb四种同位素的形式存在，204Pb半衰期相当长，丰度几乎没有发生改变，206Pb部分由铀238（238U）衰变而成，207Pb部分由铀235（235U）衰变而成，208Pb部分由钍232（232Th）衰变而成。地球形成初期所有铅都具有相同的同位素组成。在矿石未形成前，铅和铀、钍等元素混合在一起，之后随着铀和钍衰变铅同位素的含量不断增加，于是便形成了放射性成因铅。在矿石形成后，由于铅和铀、钍发生了分离，放射性来源的铅就不再增加了。不同矿山具有不同的成矿时间和铀钍含量，故矿山的铅同位素比值因地而异，不同的铅同位素比值可以作为文物的“指纹”，进行产地溯源研究。

铀、钍衰变和铅同位素演变图

二、铅同位素考古的发展历程

第二部分，崔老师对铅同位素考古在国内外的发展历程进行了简单梳理。铅同位素考古技术发展历史大致可以分为四个阶段。第一阶段为1966-1982年的创始期，代表人物是铅同位素考古技术的鼻祖R.H.Brill先生，通过分析一千多个古代玻璃的铅同位素比值，他很明显地将中国古代的铅钡玻璃和其他地区的玻璃分类开来，这也就证实了中国古代的铅钡玻璃原料来自本土，该技术也是中国自创。接下来的第二个阶段便是铅同位素分析技术的繁荣期，开始标志是英国牛津大学的Gale夫妇1982年在《Science》上发表的关于地中海地区青铜时代青铜器的矿料来源研究，这是铅同位素技术探索青铜器矿料来源的开始，从而使得古铜器矿料产源迈向了新的阶段。在此期间，全球目光都集中到铅同位素分析技术上，从欧美到日本，各国科学家考古学家分析了很多数据，发表较多文章。在1995年至1999年进入了大讨论期，英国Bradford大学的Paul Budd连发三篇文章对铅同位素技术中的分馏效应、混合重熔效应以及地域重叠效应进行了探讨，引起学术界的讨论。讨论结果是通过模拟实验证明铅同位素分馏效应是不明显的，但是上述的后两个问题都没有得到解决。自此之后，铅同位素便进入了下一个阶段——沉寂期，随着牛津大学以及Bradford大学研究小组的退出与解体，国际上有关铅同位素技术在考古学方面的研究逐渐沉寂。但是自2008年以后，中国学者对铅同位素应用的文章开始在国际期刊上发表，带动了国际铅同位素考古走向了新的阶段，铅同位素考古迎来了新的阶段。

以上大多是国外学者对铅同位素分析技术的研究历程，接下来崔老师又向我们回顾了国内铅同位素考古的历史。1983年，金正耀先生在导师李志超先生、钱临照院士的安排下，开始了殷墟青铜器的铅同位素比值研究。并因此发现了高放射性成因铅，该结果1987年发表在《科学史论文集》，是我国第一篇铅同位素考古的研究文章。1985年，彭子成先生等在《考古》上发表了一篇综述性文章，将铅同位素技术介绍到了考古界。以广西民族学院万辅彬教授为首的铜鼓研究团队，分析了大量铜鼓的铅同位素比值，从而得出铜鼓起源自我国等重要结论。但是在这一时期，铅同位素考古研究存在着许多问题，例如与考古学结合并不紧密，考古学家仅是样品提供者，且铅同位素比值的划分过于简单，仪器误差也比较大，数据的可比性不强。2000年至2006年，正如国际上对于铅同位素技术的大讨论相同，中国科技大学和中国科学院研究生院的学者接连发文质疑铅同位素研究的可行性。例如铅同位素的分馏效应、铅同位素所得的数据指征的是铅矿来源还是铜矿来源，以及青铜器的重熔和混熔问题。中国对于铅同位素技术的运用主要是以先秦铜器产地研究为主导，在2006年以前，国内冶金考古学者对铅同位素考古主要秉持三种态度，即支持、中立、批判。崔剑锋老师于2006年完成了博士论文《铅同位素考古研究——以中国云南和越南出土青铜器为例》，他在中国首次使用ICP-MS分析了古代青铜器的铅同位素比值，重新梳理了铅同位素考古的发展历史，对铅同位素考古的分馏、矿料种类、矿山铅同位素比值重叠问题进行了讨论。尤其是2011年崔剑锋老师发文证实铅同位素比值在冶炼过程中变化非常微小，其变化范围在普通热电离质谱仪的测量误差范围内，自此铅同位素分馏效应及其适用性得到最终解决。此后无论支持、中立、反对的研究单位都有学者开始进行铅同位素比值测试，由于ICP-MS技术和精度的提高，使得测试周期缩短、制样步骤简化、测试费用大幅度下降，因此使得铅同位素测定成为了常规方法。大量的数据积累，特别是普通铅铅同位素比值的积累，使得先秦青铜器的产地研究更加明朗化。2008年以后，铅同位素考古在国内逐渐复苏，并且走向繁荣发展的道路。

三、先秦青铜器铅同位素考古研究进展

在第三部分，崔老师重点介绍了二里头文化青铜器、早商青铜器、殷墟青铜器、西周青铜器矿料来源研究的新进展。在对于二里头文化青铜器的研究中，李清临老师在《二里头文化研究的新视角——从青铜器的铅同位素比值看二里头四期的文化性质》一文中敏锐地观察到二里头文化四期铜器铅同位素比值的改变。随后崔老师总结了二里头文化青铜器的铅同位素比值特征。二里头文化二期铜器的来源比较复杂，这是因为铜器在此时是非常贵重的产品，很有可能是从四面八方汇集到核心地区；二里头文化三期铜料的铅同位素比值特征和中条山铜矿（崔剑锋，佟伟华，2012年）范围重叠，而铅料则与河南地区铅釉陶范围重叠（Cui Jianfeng，Lei Yong，et.al.2010），此时，二里头文化显示出集中生产的趋势，且无论铜料还是铅料都有可能主要来自二里头文化控制的区域内部。二里头文化或许在三期时真正成为全国范围内的青铜冶铸中心；四期是二里头文化铜器出土最集中的时期，同时容器铸造呈现成熟的态势，但此时铅料来源发生了转变，很大可能来自山东、河北南部等地区（金正耀等，1995年；崔剑锋，佟伟华，2012年）。这个时期青铜冶铸的技术发生了改变，此时流行高铅锡青铜甚至是铅青铜，和岳石文化青铜器的合金配比很像。四期的高铅锡青铜的合金配比奠定了三代青铜器的主流合金种类。

与此同时，二里头文化与其他地区文化也有着沟通和交流。例如齐家文化中常见的铜砷合金在二里头遗址有所发现。另外绿松石牌饰、陶鬹、陶盉等也显示二里头文化和齐家文化的密切联系。同时，自二里头文化二期就有可能来自山东地区的高比值铅出现，二里头文化三期也有，二里头文化四期则占比80%以上。据此说明自二期时，二里头文化和岳石文化就有铜器或至少是矿料的交流。到了二里头文化四期则可能完全吸收了东夷的青铜配比技术，开始加入铅。铅的主要来源为山东半岛，同时甚至还有部分铜器都是由岳石文化传入的。此时青铜合金中大量用铅很可能与东夷的技术交流密切相关。

在分析二里头文化四期和二里岗下层的铅同位素比值数据时，崔老师提出，二里头文化四期的铅同位素比值与二里岗下层铜器的铅同位素比值基本相同。其铅料应都来自山东地区（岳石文化）。就目前的情况看，二里岗下层全面占有了二里头文化四期的铅矿来源，这只能反映出东夷文化在二里头文化末期与二里岗下层（早商）结盟，而不能直接说明二里头文化四期和二里岗下层是同一文化。

在探讨到二里岗上层文化时，崔老师讲述到，二里岗上层的铅料有了巨大的变化，高放射性成因铅进入了历史舞台，而高比值铅就此消失不见。通过对垣曲商城的分析结果得出，此时中条山铜矿仍是重要的铜料来源。从二里岗上层开始，商人一路东扩，岳石文化急剧萎缩，基本被二里岗上层文化取代。这可能和商摆脱了对高比值铅的依赖而开发了高放射性成因铅有关。在这个时间段，高放射性成因铅和普通铅同时使用在青铜冶铸中。此时垣曲商城的建立控制了二里头文化时期的主要铜矿来源。盘龙城的兴起与城洋青铜器的发现说明商人的势力一直在扩张，或许也和铜矿的寻找有关。殷墟三期开始，一种铅同位素比值处于较高区域的高比值铅（0.88<207Pb/206Pb<0.90）开始逐渐取代高放射性成因铅。到了殷墟四期，这种高比值铅基本全部取代了高放射性成因铅。通过对现代矿山资料（郁永彬，2015）以及黄堡窑（耀州窑）唐三彩的铅同位素比值数据分析得出，这种铅的可能来源是秦岭地区。

接下来崔老师进一步介绍了高放射性成因铅的来源问题。殷墟时期的高放射性成因铅主要分布在殷墟的核心范围及和殷墟有明显交流的边境地区。从二里岗上层开始到殷墟三期，大比例的青铜器具有高放射性成因铅的特征，因此高放射性成因铅成为商代青铜器的铅同位素比值的主要特征。

崔老师认为高放射性成因铅背后的考古意义远比寻找矿山的具体位置大得多。总结下来，高放射性成因铅是商代核心区（特别是殷墟）铜器的矿料特征，而借助它可以讨论更多的问题，例如安阳可能是各地青铜器或者青铜矿料的一个主要提供地，安阳为当时各地定做铜器或者提供原料。安阳的发达与高放射性成因铅的开发有相当密切的关系。但是高放射性成因铅和铜矿的指征关系不是很明确（例如垣曲商城），因此很大可能是商王朝开发了一种铅料（或铅锡料）。但进入殷墟一期以后，孔雀石也有高放射性成因铅，因此殷墟以后高放射性成因铅的指向有所转变，这也许对殷墟时期青铜器繁盛但是商的地域缩小有关。对于商王朝的领域来说，中央是通过含有高放射性成因铅的铜器或者矿料进行控制，对于其他地区来说，商人通过出口含有高放射性成因铅的铜器或者矿料开展贸易或者征服。当下寻找高放射成因铅的形式意义大于其实际意义。就目前的情况看，高放射性成因铅的考古价值远远大于其地球化学价值，而其考古价值的发掘还远远不够。

接下来，崔老师为我们讲述了三星堆祭祀坑铜器的铅同位素比值分析的相关问题。三星堆青铜器的铅同位素比值除了两件本地风格的铜戈外，都是高放射性成因铅。K1和K2铜器的铅同位素比值相当集中，这些铜器基本都是神器，即本地文化特征的铜器，从而证明了其铸造目的以及矿料来源相同。同时那些集中在小范围内的铜器最大可能是同一时间使用同一批矿料铸造而成的。从铅同位素比值看，铜礼器和神器的矿料同源。同时它们的铸造技术一致，都是商周时期中原最熟练掌握的范铸法。神器和礼器制作方法的唯一差别是神器的方孔非铸造成型而是切割成型的，由此可以推测出三星堆青铜神器并非本地工匠铸造，由于工匠不熟悉用途，所以在铸造时没有留下所需方孔，导致在使用时本地工匠需要二次切割。三星堆青铜器中的高放射性成因铅的发现表明青铜原料可能是从外地输入的，这一点反过来说明，高放射性成因铅可能不是来自三星堆或者更西南的区域，而可能是从中原或者长江中下游地区输入到三星堆的。

高放射性成因铅发现的重要意义在于它将商代青铜资源管控的模式揭示出来，即商品经济模式。在盘龙城、邰家寺等商人据点获得的青铜资源和郑州、安阳的完全相同，且这些区域的商人都能掌握与中原差不多的铸造技术，说明在商代的可控区域内，无论是技术还是原料都是可以顺畅流通的。而吴城、三星堆、晋陕高原、汉中、湖南等非安阳控制区域，则是通过贸易直接获得青铜器或者青铜原料。有些地区可能是聘请工匠携带原料去当地制作。这也进一步说明了技术和原料都能够自由转让。商人对青铜资源的管控模式更趋于贸易交换的方式，不同区域，不同等级都可以获取青铜资源。

介绍完二里头、二里岗、殷墟、三星堆的铅同位素考古新进展之后，崔老师又向我们讲述了西周时期的铅同位素比值研究成果。近十年以来，随着铅同位素比值分析技术逐渐常规化，同时也随着经济飞速发展，越来越多西周时期的铅同位素比值数据得以公布。数据积累得越多，西周铜器的特征也看的越清楚，即其铅同位素比值更加集中，合金配比也更加稳定。此时的铅同位素比值反应的情况又回到了殷墟时期，即全国各地铜器的铅同位素比值都异常的统一，且都和洛阳北窑/宝鸡周原的情况相同。与殷墟时期不同的是这些都是西周的重要诸侯国，和周原关系密切。而殷墟时期更加开放，即使很多方国也能获得高放射性成因铅，而西周早中期对资源管控更加严格。对于南方偏远的非姬姓等一般诸侯国则不加以管辖或者给予其品质较差的铜料，使其不能快速发展从而对中原不形成威胁，例如金沙遗址、万福垴遗址等。以上说明殷墟时期更加注重“市场”经济，而西周时期则更偏向“计划”经济。

四、总结和展望

对于铅同位素技术在考古上的运用，崔剑锋老师得出以下几点总结：

1、样本数量少的时候，也许只能看到很有限的范围。但是每做一个遗址，就是对整体的有益修正和补充。当数据量积累到一定程度，一个时代的矿料来源就可以很清晰的展现出来。

2、现有的条件下，二里头、商、西周的青铜器矿料来源其实已经较为清楚，甚至可以确定到省级区域。

3、高放射性成因铅可以作为安阳产或安阳造的标志，至于具体矿山在哪里，现有条件下以结合和它伴生的普通铅与地质数据比较，应该可以找到最可能的地点。

对于铅同位素考古的的未来发展，崔老师寄予了以下期望。现阶段，铅同位素考古的方向不能仅仅分析数据，要结合考古学研究，可能得到的结论会更加有意义。后续的重点或许可以开展东周至两汉的分国别矿料产地研究。并且铅钡玻璃、铅釉陶的铅同位素研究也需要积极开展，从而为陶瓷、玻璃研究开辟新的领域。

最后，讲座在同学们热烈的掌声中圆满结束！

讲座现场

纪要已经崔剑锋老师审核

撰稿：杜星雨

摄影：杜星雨

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