2021年12月7日上午，北京大学考古文博学院崔剑锋老师为山东大学考古文博专业师生带来题为“铅同位素考古与商周资源管理模式”的精彩讲座。本次讲座由山东大学文化遗产研究院王全玉老师主持，硕士和博士研究生三十余人参加。

讲座内容共分为四个部分：铅同位素分析的基本原理与相关问题、铅同位素发展、先秦青铜器铅同位素考古新进展、总结与展望。

一、铅同位素分析的基本原理和相关问题

讲座开始，崔剑锋老师对铅同位素分析在青铜器产地分析中的重要性以及基本原理进行了介绍。我国青铜器以铜锡铅三元合金为主。在先秦时期，作为一种战略资源，青铜历来为中央政权所掌控。所以，研究青铜资源的开发和流通，对研究青铜时代社会经济状况非常重要，而铅同位素比值分析是目前为止较为有效的分析方法。除青铜器之外，能够进行铅同位素分析的文物主要有铅器、贵金属、玻璃、陶瓷等，以及铅颜料、铅化妆品等。随后，崔老师简单介绍了铅同位素分析方法的原理。在自然界中，铅的稳定同位素有²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb。²⁰⁴Pb半衰期长，远远超过地球寿命，其丰度几乎没有发生改变。²⁰⁶Pb部分由²³⁸U衰变而成，²⁰⁷Pb部分由²³⁵U衰变而成，²⁰⁸Pb部分由²³²Th衰变而成。地球形成初期，铅具有相同的同位素组成比例，称之为原始铅。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，产生出了放射性成因铅。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。不同矿的成矿时间不同，铀钍含量也不同，故矿山的铅同位素比值因地而异，与文物的铅同位素比值进行对比，以此可进行产地溯源。

二、铅同位素考古的发展历程

铅同位素的发展历程分为创始期、繁荣期、大讨论期、沉寂期、新繁荣期五个时期。

第一阶段为创始期，1966年，美国康宁玻璃博物馆Brill R.H. 博士首开铅同位素考古之先河，通过分析大量古玻璃样本铅同位素比值，将中国的古代铅钡玻璃与希腊、英国、西班牙、埃及的玻璃区分开，证明中国铅钡玻璃来源于本土。1982年，随着牛津大学N. Gale夫妇在《科学》杂志上发表地中海地区青铜时代矿料溯源文章后，以铅同位素探索古铜器矿料产源方法正式形成，古铜器矿料产源分析正式迈向新的阶段。在此期间，从欧美到日本相继有相关小组进行跟进研究，文章发表快速上升。1995年至1999年，Paul Budd教授连续发表文章对铅同位素文章中的分馏效应、混合重熔效应以及地域重叠效应进行质疑。随后，Bradford小组通过模拟实验证明铅同位素的分馏效应并不明显，但混合重熔和地域重叠效应都没能得到完美解决。随后，2000年至2008年，铅同位素考古进入了沉寂期。随着N. Gale 教授和 Paul Budd教授陆续退出该问题的讨论，铅同位素考古的热潮在逐渐消退。自2008年后，我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新阶段。

随后，崔老师又系统梳理了国内铅同位素考古的历史。1983年，在钱临照院士、李志超教授的安排下，金正耀先生开始了铅同位素考古的研究，并发现了高放射性成因铅。随后，1984年，在中国科技史国际会议上，金正耀先生发表第一篇专门研究铅同位素考古的文章。1985年，彭子成先生等在《考古》上发表了关于铅同位素考古的第一篇综述，铅同位素考古技术正式为考古界所熟知。广西民族学院万辅彬教授团队对大量铜鼓进行铅同位素比值分析，从而得出了铜鼓起源于我国的重要结论。崔老师指出，那个阶段铅同位素考古研究存在很多问题，与考古结合不紧密，考古学家仅提供样本，对铅同位素的划分过于简单，仪器误差较大，数据可比性不强。2000年至2006年，国内学者接连发文质疑铅同位素研究的可行性。在2006年之前，国内学者对铅同位素考古主要存在三种态度：支持、中立、批判。崔剑锋老师于2006年完成了论文《铅同位素考古——以中国云南和越南出土青铜器为例》，他在中国首次使用MC-ICP-MS分析青铜器铅同位素比值，重新对铅同位素考古发展历程进行梳理，对铅同位素的分馏、矿料来源、矿山铅同位素比值重叠问题进行讨论。尤其是2011年，崔剑锋老师发文证明在冶炼过程中，铅同位素的比值变化极小，变化范围在普通热电离质谱仪测量的误差范围内，铅同位素分馏效应及其实用性得到最终解决。此后，无论支持、中立还是反对铅同位素研究的学者都开始进行铅同位素比值检测。随着MC-ICP-MS技术水平提高，测试周期缩短，制样步骤简化，测试费用大幅度下降，因此铅同位素的测定成为了常规方法，并且走向了繁荣发展的道路。

三、先秦青铜器铅同位素考古研究新进展

在该部分，崔老师重点介绍了二里头文化、早商、殷墟、西周青铜器矿料来源新进展。首先，2007年，李清林教授在《江汉考古》发文，敏锐察觉到二里头文化四期铅同位素比值改变。随后，崔老师总结了二里头文化青铜器铅同位素特征：二里头文化二期铜器来源复杂，鉴于铜器的珍贵性，有可能是从各地汇集于核心地区，二里头文化第三期铜料的铅同位素比值特征和中条山铜矿范围重叠，而铅料范围和河南铅釉陶范围重叠。此时，二里头文化显示出集中生产趋势，且铜料、铅料有可能源自二里头文化控制区域内部。二里头文化三期或许可能成为全国范围内的青铜冶炼中心，四期是二里头文化铜器出土较为集中，容器铸造逐渐成熟，铅料来源发生改变，很可能来源于山东、河南北部等地区。该时期，青铜冶炼技术改变，流行高锡铅青铜甚至是铅青铜，和岳石文化青铜器合金配比类似。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，二里头文化与其他文化也有着沟通和交流。例如齐家文化常见的铜砷合金在二里头文化遗址有发现。另外，绿松石牌饰、陶鬶、陶盉等也显示二里头文化和齐家文化有密切联系。同时，二里头文化二期可能出现来自山东地区的高比值铅，二里头三期也有，四期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。

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，其铅料都应来源于山东地区的岳石文化。就目前来看，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。二里头与二里岗下层的矿料来源合金配比十分相同，开启了我国三代青铜铸造技术绵延不断的历程。

二里岗下层文化和二里头四期铅料来源一致，体现了商族和岳石文化的密切关系。总之，铅同位素比值分析显示商人继承了东夷文化供给夏（二里头）的青铜矿料，也许表明东夷在商人灭二里头的过程中，协助商人灭掉夏。从目前的分析来看，二里头文化的青铜技术发展经历了两个阶段：早期（二、三期）与西北关系密切，从技术特征到矿料来源都可以看到这种情况。这一时期，铜料的使用以中条山铜矿为主。三期开始出现礼器，四期开始大量流行。这一时期，合金技术经历突变，铅青铜占主要地位，铅来自于东夷岳石文化地区，铜应以中条山铜矿为主。铅的大量使用，使得二里头对于青铜器的管控只能依赖自己可控的中条山铜矿，转变为双重依赖，即东夷所控制的铅也成为战略资源，原因可能是因为铅的良好铸造性能。但是对于铅的依赖，使得二里头文化对战略资源的控制力严重削弱，最终导致商灭掉了夏。

在探讨二里岗上层文化时，崔老师说，二里岗上层的铅料都有着巨大的变化，高放射性成因铅开始进入历史舞台，高比值铅开始消失不见。通过对垣曲商城的分析结果得出，此时中条山铜矿仍然是铜矿来源。从二里岗上层开始，商人一路东扩，岳石文化急速萎缩，基本上被二里岗上层文化所取代。这可能和商摆脱了对高比值铅的依赖而开发出了高放射性成铅有关。中条山仍然是重要的铜矿来源，此时，高放射性成因铅与普通铅同时使用在青铜冶铸中，垣曲商城的建立控制了二里头文化时期的主要铜矿来源。盘龙城的兴起与城阳青铜器的发现说明了商人势力一直在扩张，或许也和铜矿的寻找有关。殷墟三期开始，一种铅同位素的比值处于比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铅。通过对现代矿山资料以及黄堡窑（耀州窑）唐三彩的铅同位素比值数据分析得出，这种铅可能来源于秦岭地区。

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铅的特征，因此高放射性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学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，借助这一方式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，其发达与高放射性成因铅的开发有一定关系。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，这也许与殷墟时期青铜器繁盛但是商的地域缩小有关。当下寻找高放射成因铅的形式意义大于其实际意义，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，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。炭河里和高砂脊既有高放射性成因铅，又有殷墟四期和西周早期的普通铅。据此，可以推断炭河里时代跨度较长。高砂脊没有放射性成因铅，但有殷墟四期和西周早期的普通铅。而高砂脊时代要晚于炭河里，最早开始时间为殷墟四期，也可能是西周早期才开始的。由此说明殷墟时期更加开放，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。

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。（文/郑贝贝）