2024年3月29日上午，北京大学考古文博学院研究生课程《考古学研究》系列讲座春季学期第三讲《中国古代金属物料产地溯源方法研究新进展》在考古楼A座101举行，由北京大学考古文博学院陈建立教授主讲。

陈建立教授主讲

讲座现场

一、金属物料产地溯源研究简介

青铜资源在中华文明起源与发展过程中具有关键意义，是社会复杂化与文明起源的催化剂，也是三代形成广域王权国家的统治基础。青铜器是制度与思想的载体，表达了青铜资源和文明之间的关系，它是文明扩张的动力。夏鼐先生认为发达的青铜冶铸技术所反映的生产关系与生产力发展水平，是商代高度文明化的直观体现；张光直先生强调了青铜器在三代政治斗争中的中心地位，并从三代都邑迁徙的角度，讨论了金属资源获取对国家治理模式的影响机制。考古学者对青铜资源获取与管理的关注与重视，是科技考古工作者必须深入探寻与回答的问题。

金属物料溯源研究须涵盖金属生命历程的全流程，涉及到采矿、冶炼、铸造、锻造、表面装饰、使用、埋藏和劣化等一系列相关问题。在地质背景上，地壳中金属资源分布的不均匀性，导致在广大地理范围内探索物料产地困难重重。因此必须从采、冶、铸遗址相关遗存等直接证据入手，同时结合青铜器的检测工作，建立传世文献、田野工作与科技分析相结合的综合研究方法体系，进而回应考古学关键问题。

铅同位素比值分析和微量元素分析是目前金属物料溯源应用最广泛的分析方法，其应用场景仍需深入探讨。铅同位素比值分析方法自20世纪80年代引入中国古代青铜物料溯源研究以来，经历多次讨论后已基本解决分馏问题，但仍受重叠效应、混熔效应等限制，数据阐释方面亟需理论创新；微量元素分析方法虽有较多应用，但基础理论尚不完善，应用潜力有待重新评估。此外，铜、锡非传统金属稳定同位素分析方法愈受关注，但限于基础数据的积累不足，实际应用仍受诸多限制。由此，目前金属物料溯源研究亟需完善金属产地特征界定基础理论和金属“生命史”中溯源指标的变化规律两大关键理论，今后工作应着重关注金属物料溯源指标的提取、阐释与数据库建设等技术问题，继而构建中国古代金属物料溯源方法体系并在重要遗址开展应用示范，为中华文明起源、形成与发展研究提供关键支撑。

二、金属资源的生产与流通

矿冶遗址的田野工作为金属物料溯源研究提供了重要的材料基础。矿冶遗址所见遗存对应至金属生命历程前段的采矿、冶炼等环节，发挥着联接地质背景与古人活动（青铜器）的纽带作用，因此自考古学发轫以来便备受学者关注。21世纪以来，国内冶金考古研究团队有计划地对各地早期矿冶遗址开展调查工作，发现了数量众多的遗址，初步构建了中华文明起源和早期发展阶段集中于西北、晋南、辽西和长江中下游地区四个核心区域的青铜产业格局。

相较而言，早期铸铜遗址的分布范围较广，但仍可见较明显的规律性特征。尽管中原地区的都邑性聚落/城址中发现的遗址规模较大，相关遗存丰富，而边缘地区遗址规模小，所见遗存相对较少，各遗址在铸造技术与所用金属资源特征上往往具有高度的一致性。近年在郑州商城、洹北商城、盘龙城、台家寺、瑞昌铜岭、三星堆等遗址的新发现，为探究商代中原与边疆地区金属资源的控制、流通以及青铜器生产的区域特征等问题提供了重要资料。金属物料溯源方法的构建，也必须依靠这些新资料开展更深入的研究工作。

三、金属物料溯源方法新探索

金属物料溯源需要构建结合文献调研、田野工作与科技分析的综合研究方法体系。一个典型案例是：中国国家博物馆馆藏春秋时期青铜器曾伯桼簠，其上铸有“克狄淮夷，抑燮繁阳，金道锡行”铭文，以此为线索有意识地开展田野工作，发掘了一批曾侯墓地，印证了传世资料的可靠性；同时在大冶铜绿山发现了东周时期的采矿遗迹及矿工和管理者的墓地，相关科技分析基本总结了金属物料的历时性变化，揭示了江汉平原金属资源的演替规律。最终构建了从中原到南方地区的金属资源的流通网络。因此，对金属物料溯源方法的新探索需要在各个维度上进行努力，需要对文献重新梳理以为潜在的矿冶遗址寻求新线索，需要更精细的田野工作提取不易察觉的关键遗物，更需要检测分析方法和数据阐释理论的创新，并结合考古学年代谱系，构建不同时空范围内的金属资源特征。

（一）田野工作新发现

田野工作的新发现有赖于矿冶遗址调查与精细化理念指导下的考古发掘的不断开展，近年重要新发现也不断涌现。山西绛县西吴壁遗址的发掘，为早期中条山铜矿的开发提供了确证，郑州商城铸铜作坊中铜矿石的发现丰富了遗址的技术内涵。以内蒙古翁牛特旗头牌子窖藏中铜甗盛放的锡砂为线索，早年在克什克腾旗调查发现、发掘了伊和沃门特、喜鹊沟等采锡遗址，近年又新发掘了哈巴其拉遗址，出土了国内目前最早的冶锡坩埚；南方地区新发现尤多，以《禹贡》为线索在九江调查了数处锡矿遗址，湖南郴州出土多枚记载锡开采的简牍，赤壁大湖咀遗址则出土了与锡的冶炼/熔炼有关的冶金遗物。同样在南方，湖北阳新地区新发现了一批商代铅冶金遗址。另在山东莱芜赢城商代遗址出土的冶炼渣中检测出了高放射性成因铅，或可为高放铅产源问题提供证据。

（二）检测分析方法新进展

1、各溯源指标溯源潜力评估

金属溯源研究需涵盖金属生命历程的各个环节，对冶炼、加工、铸造、锈蚀等过程中各溯源指标的变化规律的总结，有助于评估其在不同场景的应用潜力。

模拟实验研究发现，各个生产环节中金属的铅同位素比值变化较小，低于仪器的测量误差，铅同位素比值分析在不同场景均为较可靠的研究方法；而微量元素特征在不同区域的冶炼渣中差异明显，有望作为纯铜物料的溯源指标，但在加工和锈蚀过程中易受影响，应用潜力有限。

2、纯铜物料溯源研究新方法

刘思然、孙振飞等在研究郑州商城新出铜矿石时引入了U-Pb定年方法。其基本原理是，以石榴石这一铜矿特征伴生矿物为参照，对铜矿石中的石榴石进行U-Pb定年以确定其所属铜矿的成矿年代，进而与地质矿山的成矿年代及商代冶铜遗址出土炼渣中石榴石的定年结果进行对比，确定了郑州商城新出铁矿石的来源为瑞昌铜岭铜矿。该方法为纯铜物料的溯源研究提供了新思路。

3、混熔金属物料产源特征的解混方法

混熔效应是铅同位素比值分析应用的难点，通过建立混熔模型可以帮助分析混熔金属物料产源特征。现已开发出二元混合模型、贝叶斯混合模型等解混方法。如孙振飞等通过建立周代青铜器铅同位素比值的贝叶斯混合模型，发现各个时期青铜器群的铅同位素比值呈现严重的混熔特征，原始端元主要来自5个地理单元，结合相关考古发现，可为物料来源及演替规律提供线索。

a-f: 两周各个时期的青铜器群铅同位素分布特征, g-i: 各时期青铜器群T值、μ值与κ值的分布特征。（Sun Zhenfei et al. 2023）

（三）广域金属资源流通规律

通过综合研究可对广域金属资源流通规律进行观察总结。研究发现东周时期中原和长江中游地区始终保持了密切的资源共性，并辐射至周邻区域如关中、海岱等。长江下游早期主要使用本地（皖江）资源，春秋末期起逐渐受到中原、海岱及楚地的影响，华夏化进程骤然加快。冀北、东北与朝鲜半岛基本保持了与中原一致的变化规律，但因处在边地而表现出与距离相关的时间滞后性。

若将时段拉长至整个先秦两汉，相同的规律依然存在。多地区长时段金属资源使用与变化规律的一致性描绘了这样一种图景：即金属物料自不多的几个矿业中心流向中原的大规模铸造作坊，再以金属器或锭块的形式流向周边文化区，从而形成特定资源的广域分布。

A、B、C及其右下标表示不同种类铅料
公元前一千纪东北地区南部及周邻地区铅资源序列（张吉等，2022）

四、金属资源反映的国家治理

三代的青铜冶铸遗存真实反映了金属资源及冶金活动的管理模式。从空间布局看，铸铜作坊位于整个城市最关键的王城管理区块之中，说明其生产活动受到王室直接控制。王室对青铜物料资源进行集中管控和配置，统筹开展青铜冶铸生产并分配给四方诸侯，是三代青铜工业生产体系的主要形式。

以东周时期为例，若将冶铸遗物和青铜器的铅同位素比值数据分成A、B、C三类，可以发现，春秋早期青铜器的铅同位素比值高度集中，各地均使用A类矿料；春秋中期存在汉淮地区B类矿料与中原地区A类矿料的对立；春秋晚期至战国早期，中原及周边地区主要使用C类矿料；战国中晚期铅同位素比值趋于分散。东周时期各诸侯国之间的矿料几乎每隔一段时间就同步发生转变，成为必然规律，这充分说明，金属资源在政治上较为分裂的列国之间互通的背后，有一种力量在控制着冶金业，这只能是一个国家型的组织行为。这种涉及国之大事的金属资源管理与流通的高度统一性，是统治集团高度控制冶金生产的真实反映。

五、结语 

金属资源的开发是促进文明产生、早期发展和王朝形成与壮大的重要因素，冶金技术的起源、发展与传播，以及冶金手工业的区域特征、区域间的相互关系及对文明的影响，是中华文明进程研究的重要内容。

金属物料溯源研究不仅仅要强调技术与资源的关系，也并非止步于物料流通网络等规律性认识的揭示，更关键的是要构建一套综合研究方法体系，探讨早期国家治理的相关问题。通过青铜器生产所涉及的金属资源获取、流通和使用体系的构建，可在一个较大的范围内建立起从中央到地方、从集中到分散的一整套对生产礼容器严格控制的管理制度，在某种程度上丰富了国家的管理经验，催生了中国文明的起源与早期发展。

本文已经陈建立老师审核

撰稿：任嘉妮