疑问与证据（4.铅同位素考古）上

四：铅同位素考古

上

金正耀先生指出，铅同位素研究是目前研究青铜器原料产地相对有效的途径之一，他从铅同位素示踪方法的基本概念讲起，介绍了目前关于商代青铜器中所含高放射成因铅的发现及其学术意义，并结合自己的研究成果，认为我国西南地区是商代高放射成因铅的来源地。

铅同位素示踪方法应用于考古研究的进展摘要:应用pb同位素示踪方法对中国青铜时代考古遗址出土青铜器进行研究，在商代青铜器中发现很多器物含有十分罕见的高放射成因铅；将从黄河流域到长江流域出土含高放射成因铅青铜器的这些商代遗址串联起来，可以得到一条“青铜之路”――青铜业所需金属原料以及青铜制品的流通路线。（金正耀）

附录1：中国铅同位素考古的发轫与首篇论文

金正耀

中国学者首篇铅同位素考古研究论文究竟发表于何时？新近有文章说，“我国学者首篇铅同位素比值研究的论文”，是1985年发表的。这一说法是失实的：其一，根据该文注释所引，1985年之文仅是一篇关于铅同位素方法的介绍性文字，并非研究论文；其二，真正的研究报告其实前此一年即已公开发表。

1984年8月下旬，“第三届中国科学史国际讨论会”在北京召开。这次会议，著名金属物理学家、中国科学院院士钱临照为会议组委会执行主席，金属史组召集人是著名金属史家柯俊院士，笔者担任该组秘书工作。稍晚几天在北京召开的还有一个“国际玻璃学术讨论会”。在这两个国际性学术会议上，分别有与中国铅同位素考古研究相关的论文发表。在玻璃国际会议论文中，有一篇是由美国康宁玻璃博物馆r.ll博士等人发表的关于中国古代玻璃的铅同位素研究论文，还有一篇是日本山崎一雄教授等人发表的关于中国古代玻璃与日本弥生文化玻璃之间关系的论文。在中国科学史国际会议上，笔者发表了题为《晚商中原青铜的矿料来源》一文，是为中国学者将铅同位素示踪方法应用于考古学领域的第一篇论文。

r.ll博士是国际上将铅同位素方法应用于中国古代玻璃研究的第一人，他将中国古代玻璃的铅同位素分析数据与古埃及等地古代玻璃的数据进行了比较并提出，中国古代玻璃技术不是外来的，这一观点当时受到欢迎。《人民日报》发表了专访报道，尽管记者甚至还没有来得及弄懂铅同位素示踪方法的基本概念，在文章中使用了“氧化铅的同位素”的奇怪说法。

笔者的文章报告了部分殷墟妇好墓铜器的铅同位素分析结果，对其中几件器物的高放射成因铅数据特别进行了讨论。这种高放射成因铅，地球化学上又称之为异常铅，在世界范围内都十分罕见，而以美国密西西比河上游地区的矿山最为有名，故又称之为“密西西比型铅”，英文缩写mvt。

在中国，只有云南东部的永善金沙等矿山数据与之接近。以此为据，文章提出，殷墟青铜生产有可能利用云南东部亦即中国西南地区的金属矿产资源。

当时是1984年，四川三星堆器物坑遗址也还没有发现，西南地区被认为是商文明的化外之地；江西大洋州商代大墓还没有发现，长江中游地区也存在考古学的缺环。笔者的这篇文章将殷墟青铜器与西南矿产资源相联系的观点（即“西南说”）显得过于“超前”。但是，经过多年坚持不懈的工作，“西南说”的证据越来越充分，关于商代青铜器中发现的高放射成因铅，也受到我国地球化学学科的创始人、著名地质矿床学家涂光炽院士，以及很多考古学家和地球化学专家的关注和高度评价。

中国学者首篇铅同位素考古研究论文在1984年的这次国际会议上发表后很快引起国际同行关注。1986年中国建筑出版社出版《中国古玻璃研究―――1984年北京国际玻璃学术讨论会论文集》，山崎一雄教授在其原来发表的会议论文末尾增加了五条附注，其中第四条文字节录如下：

金正耀在第三届科学史国际会议上宣读“商后期中部平原生产的青铜器的矿源”（按，原文如此）的论文。他指出云南永善金沙矿的铅同位素比率很低，而辽宁柴河矿的值很高。他没有给出详细的数据，但从这些数据作的图可以看出，4号玻璃和两支戟的铅同位素比值与永善金沙矿一致。

某学科领域的第一篇研究论文通常是该学科开始创建的标志，关系到该学科在一个国家开始创建发展的历史真实性问题，有时甚至涉及国际间的学术优先权问题。例如，有个别日本学者就将中国学者于1984年即已发表的关于商代青铜器中高放射成因铅之发现及其与西南地区青铜金属资源存在联系的研究工作，说成是在1987年日本学者发表某些云南矿山数据之后。

本着尊重学术、尊重历史事实的精神，笔者撰此小文，以供关心中国科技考古学术史者参考。

附录2：

中国铅同位素考古研究的几个问题（金正耀）

近来常有师友问起有关青铜器的铅同位素研究的一些问题。归纳起来，大家关心的大致集中在如下几个方面。

在商代青铜器中发现的高放射成因铅，说明的究竟是铅料来源，还是铜或锡料来源？含这种罕见高放射成因铅的商代青铜器，经过化学成分测定，发现既有高含铅量器物，也有含铅量在微量水平的红铜器和锡青铜器。另外，在殷墟发现有这种高放射成因铅的铅锭，在郑州紫荆山公园商城遗址发现有含这种高放射成因铅杂质的孔雀石。因此，其来源地可能为一铜锡铅多金属矿产地区。

我关于商代青铜器中高放射成因铅金属原料的产地有没有改变看法。我在1984年发表于第三届中国科学史国际讨论会的文章中，提出商代青铜器中高放射成因铅的青铜原料可能来自川南滇东地区的几处矿山。此后十余年中，新的考古遗址，如四川三星堆遗物坑、江西大洋洲商墓等，都先后发现；新的铅同位素研究数据也大量积累。到目前为止，我觉得最早的看法仍可以坚持。在近年来的一些文章中，我认为这种高放射成因铅的产地可能来自西南地区，与最早的提法没有实质性不同。具体矿产地区究竟在西南何处，是需要将来进行矿山考古发掘确证的。有研究者提出，这种高放射成因铅可能在河南、安徽、江西、四川、云南都有出产，但没有充分证据，未必能够成立。

一个相关联的问题，殷墟等地青铜器的这种高放射成因铅数据，分布范围很宽。如果它们属于同一产地来源，为何出现这种情形？高放射成因铅的金属铅矿在全球范围都十分罕见，国外经过较为充分研究的，如美国密西西比地区的铅矿，其数据分布范围也较宽。商代青铜器的有关数据，应该也反映了这种性质。但是，其中数值特征趋向普通铅这一端的少数器物，可能部分混合有另外产地来源的铅，也可能原矿山山脉本身具有这种连续变化的铅同位素组成特征。

中国是否只有西南地区有这种高放射成因铅金属矿产？就目前掌握的资料，只有西南地区有较成“气候”的这种高放射成因铅金属矿山。战国时期燕国的青铜货币，汉唐时期流布西南以外很多地区的玻璃制品，魏晋时期北方某些地区的石窟壁画颜料等，经过铅同位素分析，发现都有含这种高放射成因铅的。这些都是值得今后进一步探讨的饶有兴味的问题。

中国黄河流域铅矿不缺，华北平原边缘山地也有铜矿，如中条山铜矿。湖北、安徽、江西境内都有铜矿，如果商代黄河流域的青铜业原料供应长时期以西南地区矿产为主，古代交通不便，商代人舍近求远，是否悖于常理？相对于黄河流域的矿山，长江中游地区的矿山是远的；相对于长江中游地区的矿山，长江上游西南地区的矿山是更远了。古人舍近求远必有其原因：或者黄河流域矿山因勘探和开采技术所限，已不敷所需；或者长江流域有更为丰富的锡矿和高品质的铜矿等等。现在学术界已经很少人不能接受江西、湖北等地矿山在商代已经开采利用的说法，但就远近常理来说，这与西南地区物产资源的利用，只是五十步与一百步的问题。另外应该予以注意的是，目前江西、湖北、安徽等地的古代矿山遗址，无论出土古代铜锭还是矿石，铅同位素数据都不是高放射成因铅。

在铅同位素考古研究中，有关数据的图示比较国际上为何如此不统一？美、日、英国研究者所使用的图示方法，都采用207pb/206pb对208pb/206pb作主图进行比较。但另外辅助的图，日本研究者常用206pb/204pb对207pb/204pb作图，即地球化学上所谓铀铅关系图；因为这两对比值数值大的，在主图采用的两对比值中数值反而小，位置刚好与辅助图大小相反，所以英国研究者最近尝试采用新的辅助图；美国研究者则常将辅助图两对数值中的204pb置于分母的位置，并喜欢采用统计学处理。这些图示方法长短互见，其中铀铅关系图因为比较容易了解数据的地球化学性质，值得推荐。

以上这些问题除了最后一个为铅同位素研究的一般性问题外，其它都与商代青铜器中发现的高放射成因铅有关。至于普通铅范围的有关问题，因为更为复杂，希望以后有机会讨论。

铅同位素考古研究面对的课题，是在古代社会生活中的物质方面，具体说来是手工业生产中原料以及制品的产地和流通等等，主要与“空间”问题相关联。另一种应用于考古研究的同位素分析技术，大家较为熟悉的碳－14测年分析，面对的则是年代课题，主要与“时间”相关联。二者都是成熟的自然科学分析技术，但难点不同。就铅同位素考古研究而言，其难点不在于数据的获取，而在于数据结果的解析。对于今天的考古学家来说，即使是刚从实验中得到的碳－14测定数据，其实际意义也是一目了然。碳－14测年分析数据的简明性就表现在这里。但是，对于铅同位素分析来说，从实验得到数据后，更为重要的解析工作还在后面。所有应该仔细思考的问题，都是随后发生的。积累掌握的数据越多，心中就越有底。所以，这里容不得半点浮躁，也取巧不得。

（金正耀/中国社会科学院宗教研究所）