什么是高放射性成因铅

1984年金正耀在北京第三届中国科学技术史国际讨论会上发表了《晚商中原青铜的矿料来源》一文，公布了他在殷墟青铜器中发现高放射成因铅的研究成果，引起学界广泛关注，标志着铅同位素考古在我国的诞生1。1985年，《考古》刊载了彭子成等人的一篇综合介绍铅同位素比值法基本原理、实验方法与典型实例的文章，将铅同位素技术介绍到了中国考古界2。上述论著对中国学者利用铅同位素比值法进行青铜器溯源研究有非常积极的促进作用，相关研究不仅论及原料产地，而且讨论了矿业开发、交往贸易及文化交流等问题。

铅有四种稳定同位素，分别为204Pb、206Pb、207Pb和208Pb，其中204Pb自地球形成以来，就没有变化，而其他三种同位素可分别由235U、238U和232Th等三种长半衰期的同位素衰变形成，因此这三种同位素被称为放射性成因同位素。根据这三种同位素的含量可以将地球上的铅划分为普通铅和高放射性成因铅（异常铅）两类，其中三种放射性成因铅同位素含量超过地球上大部分铅（普通铅）的铅被称为高放射性成因铅或异常铅。根据目前的分析情况，高放射性成因铅通常指206Pb/204Pb>20.0、207Pb/206Pb<0.8的一类铅，而随着铅同位素考古研究的深入，我国学者发现这类高放射性成因铅大量的存在于商代的青铜器和冶炼遗物中。

高放射性成因铅的使用具有极强的时代和地域特征。从二里岗上层文化开始，随着高度标准化的合金化技术和含铅青铜的大规模生产，高放射性成因铅开始大规模使用。超过一半的郑州商城、盘龙城或汉中地区的商代铜器中显示出这一特征。在晚商的殷墟时期，其使用比例在殷墟一、二期达到80%，在殷墟三期下降到38%，在殷墟四期基本不见，此后基本完全消失，因此高放射性成因铅几乎可以成为商代青铜器的一个特殊科学标志3。

图1 部分商代铜器群的铅同位比值分组情况

除了商文化核心区之外，诸如大洋洲、三星堆、宁乡、晋陕高原等地的晚商铜器群以及后来的金沙遗址这些和殷商有联系的文化中也发现了相当比例的高放射性成因铅（图1）。对于高放射性成因铅这种特殊铅料来说，这种使用的共时性，显然不是由于其有多个来源，而更可能是同一来源的，充分反映了商文化对于周边文化的影响。

三星堆青铜器中高放射性成因铅

——实证商与蜀的密切关系

金正耀等于1995年在《文物》杂志上发表了三星堆祭祀坑出土的53件青铜器的铅同位素比值数据（图2），并进行了讨论。这批数据的发表，和三星堆祭祀坑的发现一样，在当时中国乃至世界的科技考古学界引起了不小的轰动。三星堆铜器中包括本地风格的铜神器和中原特色的铜礼器都含有上述的高放射性成因铅，基于这种铅的特殊性，和其出现时代的共时性，三星堆的高放射性成因铅和其他遗址特别是殷墟出土的高放射性成因铅的来源都是相同的。这充分证实了三星堆和殷墟在当时一定存在着相当密切的联系。据此，金正耀先生提出了在商代我国从殷墟到三星堆存在着一条“青铜之路”4。而崔剑锋等认为三星堆青铜器中使用的高放射性成因铅与同时期的殷商铜器具有共同来源，从而说明三星堆文化代表的古蜀文明与商文化之间存在着资源共享、技术交流、文化互动等各方面的密切联系5。

图2 三星堆铜器中的高放射性成因铅［（Area A）为二里岗或 殷墟晚期流行铅料；（Area B）为中商至殷墟早期流行铅料］

商代高放射性成因铅的地质来源

对于高放射性成因铅这一特殊资源的地质溯源代表了近些年商代青铜器铅同位素考古的整体走向，在如此广袤的地域内都发现了含有高放射性成因铅的铜器，它们之间又有着近乎同步的共时性，各区域内部这一资源的存续时间基本与中原地区同时，而且这些遗址也都发现了曾经和中原商文化存在过密切的交流，即在遗址中都发现了商人独有的铜礼器，据此说明高放射性成因铅应该是单一来源，且很可能与殷商核心文明密切相关。

由于地球化学研究和考古学调查尚不够深入，商代高放射性成因铅地质来源一直众说纷纭、没有定论。其来源历经了“云南说”“秦岭说”“中原说”等多种推测。甚至有研究者仅凭数据的相似，提出了商代高放射性成因铅产自非洲南部的锡矿这一极度荒谬的推论6，成为一些别有用心的人否定中国青铜文化的所谓“证据”。这样的观点迅速受到了多位冶金考古学者的回击，刘思然、陈坤龙等指出商代的高放射性成因铅特征应指证了一类铜铅矿床、而非锡矿，商代青铜器和非洲青铜器的合金组成差异明显，二者社会发展水平有很大的差距、文化交流途径又缺乏考古证据，据此说明这种推论的极端错误7。

图3 南非锡矿、炉渣等中的高放射性成因铅（黄色空心方块） VS殷商高放射性成因铅（蓝色空心菱形）

实际上，仅仅将该文引用的南非Rooiberg锡矿的铅同位素比值8和已经发表的商代铜器的高放射性成因铅比较，就可以很清楚地看到二者存在着显著的差异，没有相互重叠范围，因此根本不可能是同一来源（图3）。仔细比较二者的数值，南非锡矿的铅同位素比值特别分散、变异度高，线性关系不明显，并且相较商代高放射性成因铅更加富铀富钍，具有更强的放射性成因，特别是207Pb/204Pb，有很多值超过17，这在殷商铜器的高放射性成因铅数据中是完全见不到的，其文章中所引数据就能够自证其结论的荒谬。

随着冶金考古调查的深入，虽然由于证据链仍有缺失，形成的认识没有完全统一，但越来越多的学者逐渐将高放射性成因铅的矿料产地锁定在商代邑土范围之内。金正耀在南阳地区采集到了高放射性成因铅铅锭以及铅矿料，转而将这一地区视作商代高放射性成因铅矿料的来源地9。秦颖认为非合金铜和含铅量低的殷商青铜器中的放射性铅由铜矿床贡献，对应的铜料可能来源于中条山铜矿床，而普遍使用的铅料更倾向于来自华北克拉通南缘10。金锐近期的调查工作指出，商代高放射成因铅铅料很可能来自豫西地区的铅锌矿并给出了检测数据，但其测试的矿石同位素组成具备的模式年龄偏低，符合度并不高11。

高放射性成因铅体现的

商时期的多元一体格局

当下寻找高放射成因铅地质来源的形式意义大于其实际意义。相比高放射性成因铅直接溯源引发的单向困境，将研究重点转向高放射性成因铅资源背后的流通模式具有更重要的意义，蕴含着商代青铜资源的管控模式。在盘龙城、台家寺等商人据点获得的青铜资源和郑州、偃师的完全相同，且这些区域的商人都掌握与中原差不多的铸造技术，说明在早商时期的可控区域内，无论是技术还是原料都是可以顺畅流通的。而晚商时期，伴随商文化急剧收缩，商文化以外的三星堆、吴城、晋陕高原、汉中、湖南等非安阳控制区域，则很可能通过贸易获得青铜器或者青铜原料，本地风格器物虽然各具特色但是依然带有浓厚的中原印记，有些地区可能直接是工匠携带原料去当地制作的，进一步说明了晚商时期铸铜技术和原料的互动网络依然十分广泛12。也进一步证实了即使是三星堆这样风格独特的文化，也在商文明的辐射影响之下，再次证实了中华文明进入青铜时代后，呈现出的多元一体的宏大格局。

1.金正耀：《晚商中原青铜器矿料来源研究》，《科学史论集》，合肥：中国科技大学出版社，1987年，页372。

2.彭子成，邓衍尧，刘长福：《铅同位素比值法在考古研究中的应用》，《考古》1985年第11期。

3.金正耀：《论商代青铜器中的高放射成因铅》，《考古学集刊》2004年第2期。

4.金正耀，马渊久夫等：《广汉三星堆遗物坑青铜器的铅同位素比值研究》，《文物》1995年第2期。

5.崔剑锋，吴小红：《三星堆遗址祭祀坑中出土部分青铜器的金属学和铅同位素比值再分析——对三星堆青铜文化的一些新认识》，《南方民族考古》，2013年，页237-250。

6.Sun W., et al., Origin of the mysterious Yin-Shang bronzes in China indicated by lead isotopes, Scientific Reports, 6, p.23304, 2016.

7.Liu S., et al., Did China import metals from Africa in the Bronze age, Archaeometry, 60(1), pp.105-117, 2018; Liu S., et al., Lead isotope and metal source of Shang Bronzes: A response to Sun et al.’s comments, Archaeometry, 60(5) pp.1040-1044, 2018.

8.Molofsky L., et al., A novel approach to lead isotope provenance studies of tin and bronze: application to South African, Botswanan and Romanian artifacts, Journal of Archaeological Science, 50, pp.440-450, 2014.

9.金正耀：《“何以河南”之问与中国科技考古新方向》，《历史研究》2020年第5期，页28-36。

10.Qin Y., et al., The provenance of Yin-Shang bronzes with highly radiogenic lead isotopes, Archaeological and Anthropological Sciences, 12(99), 2020.

11.金锐，罗武干等：《商代青铜器高放射成因铅矿料来源的调查研究》，《南方文物》2020年第6期。

12.崔剑锋，王晓婷：《铅同位素分析研究历程》，《中国考古学百年史（1921-2021）四》，北京：中国社会科学出版社，2021年，页1572-1599。

作者：崔剑锋 马仁杰

作者单位：北京大学考古文博学院