鉛同位素考古：文物的指紋

1966年美國學者Brill在美國考古學年會上宣讀了他對來自世界各地的幾十件鉛玻璃、鉛丹顏料以及鉛青銅的鉛同位素分析結果，宣告鉛同位素考古的誕生。Brill的研究發現中國古代玻璃與希臘的古代鉛礦，英國、意大利、土耳其的鉛礦，西班牙、威爾斯、撒丁島的鉛，以及埃及的古代玻璃和釉上的鉛完全不同，表明中國古代玻璃最有可能產自本地。

鉛同位素考古的原理是怎樣的呢？鉛有四種穩定同位素，分別為204Pb、206Pb、207Pb和208Pb，其中204Pb總量是不隨時間變化的，206Pb、207Pb和208Pb分別是238U、235U和232Th三種放射性同位素的衰變產物，被稱為放射成因鉛。由于各地金屬礦山在成礦過程中所處的地質環境中鈾和釷含量不同，以及成礦的地質年代不同，所以其中放射成因鉛的含量比率會有不同。這樣，鉛同位素組成可以作為各地鉛礦石的“指紋”——指征礦石的來源。

在古代很多文物的生產中，鉛或多或少會成為原料之一，例如青銅器、玻璃、陶釉、顏料等。因此，鉛同位素組成也是文物的“指紋”，是探究古代礦產開發、商品生產和貿易交流等課題的重要參考依據。從20世紀80年代開始，英國、德國、日本、美國和中國學者紛紛利用鉛同位素方法探索青銅器礦料來源，并在世界范圍內取得巨大的成功。

英國牛津大學的Gale夫婦首次將該項技術應用于探索青銅時代地中海地區青銅工業的銅料來源。通過對比青銅制品和銅礦山的鉛同位素數據，他們提出了古代地中海銅礦料的貿易路線。此項成果于1982年在國際學術期刊《科學》上正式發表。幾乎同時，德國學者發表了他們對阿納托利亞古代銅器的分析結果，提出錫青銅合金化技術與銅、錫礦料同時被引入安納托利亞。

在我國，鉛同位素考古研究工作也取得了突破性進展。商周王朝輝煌的青銅器鑄造技術獨樹一幟，青銅鑄造業耗費了巨大的銅錫鉛資源，但是作為青銅文化分布核心的中原地區恰恰是銅錫資源的匱乏區，鉛同位素方法為解決商周青銅器礦料來源提供了重要的線索。20世紀80年代初期，中國科學技術大學的碩士研究生金正耀首次運用鉛同位素方法測定了殷墟出土的12件晚商青銅器，并發現部分商代青銅器中含有高放射成因鉛。在國內，這種罕見的異常鉛僅發現于云南東北部的部分金屬礦山，據此他提出了轟動學界的商代青銅器礦料來源“西南說”。此后30年，金正耀團隊對二里頭、鄭州商城、偃師商城、三星堆、金沙、盤龍城、大洋洲、曲村、琉璃河、炭河里、周原、洛陽等地出土的商周青銅器進行了地毯式的全面測試，完善了中國青銅器鉛同位素數據庫，并明確提出了連接西南和中原之間的“青銅之路”。

如今，鉛同位素考古已經走過了近半個世紀，而各國學者的研究勢頭絲毫未減。鉛同位素考古方法是自然科學與人文科學的完美結合，始終保持著旺盛的學術生命力。