向 芳 孟繁星 蔣鎮(zhèn)東 王心敏 張 擎

（1.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都610059；2.成都市委統(tǒng)戰(zhàn)部，成都610015；3.長慶油田公司第一采氣廠，陜西 靖邊718500；4.成都市考古研究所，成都610071）

發(fā)現(xiàn)于2001年初的成都金沙遺址，被認(rèn)為與廣漢三星堆遺址一樣，是另一個古蜀國的政治經(jīng)濟(jì)文化中心［1］，它的存在為解讀古蜀文明的起源和演化歷史提供了重要證據(jù)［2］。在金沙遺址中發(fā)現(xiàn)青銅器千余件，這些青銅器的礦質(zhì)來源問題，也是商周時期數(shù)量巨大的銅料來源問題的一部分，是眾多學(xué)者一直關(guān)注、涉及商周歷史的重大學(xué)術(shù)問題。

對于古代青銅器礦質(zhì)來源研究，現(xiàn)今使用較多的方法是利用鉛同位素的特征。該方法最早由美國康寧玻璃博物館的Brill［3］在20世紀(jì)60年代所開創(chuàng)；20世紀(jì)80年代，金正耀將該方法運用于中國古代青銅器的礦料來源研究，取得了突破性進(jìn)展［4］，從而廣泛運用于考古研究中。

前人在［5，6］對商代包括廣漢三星堆在內(nèi)的眾多遺址出土的青銅器進(jìn)行鉛同位素分析時均發(fā)現(xiàn)，商代青銅器中存在有 N（206Pb）／N（204Pb）、N（207Pb）／N（204Pb）、N（208Pb）／N（204Pb）的異常高值，這種異常高值被認(rèn)為與密西西比型異常鉛相同［4］。根據(jù)現(xiàn)今的鉛同位素數(shù)據(jù)，很難在中國找到具有密西西比型異常鉛值相同數(shù)值的礦床，最有可能的礦床只發(fā)現(xiàn)于云南或西南地區(qū)［4］；因此，金正耀認(rèn)為商代青銅器的主要礦源最有可能來源于云南或西南地區(qū)［4］。然而，根據(jù)《華陽國志》的記載，蜀人是最早在岷江上游生活的氐羌人的后裔。而在岷山一帶盛產(chǎn)有銅、鐵、鉛、錫等礦產(chǎn)，因而有的學(xué)者認(rèn)為，對于廣漢三星堆、成都金沙文明而言，由于古蜀人的遷移路線是沿岷江河谷進(jìn)入到成都平原，因此其中重要的青銅器和玉石器的來源應(yīng)該就近采至岷江一線的相關(guān)礦產(chǎn)。同時，研究也發(fā)現(xiàn)［7］，在金沙和三星堆遺址中出土了大量與區(qū)域淺變質(zhì)作用有關(guān)的透閃石玉器，而在成都平原西北部山區(qū)廣泛分布著與此相關(guān)的區(qū)域變質(zhì)巖，因此曾出產(chǎn)透閃石玉的汶川龍溪是最可能的索源區(qū)。有著4 000多年文明歷史的彭州市位于孕育了燦爛古彭文明的古老湔江上，其北部山區(qū)具有廣泛的銅礦分布，且有古代開采的記錄；因此，金沙青銅器的材質(zhì)被推測有可能來自于此。為了證實這兩者是否存在有密切關(guān)系，本文對汶川大地震前采集的珍貴樣品進(jìn)行了相關(guān)分析，旨在給這種猜想一個答案。

1 樣品采集和測試

彭州銅礦位于四川盆地西緣龍門山褶皺帶中南段的大寶山區(qū)，礦區(qū)內(nèi)廣泛出露的地層為前震旦系白水河群下部的馬松嶺組，為一套巨厚的變質(zhì)程度為綠片巖相、原巖為淺海相火山碎屑巖系，夾少量次火山巖、碎屑巖及碳酸鹽巖的巖性組合。銅礦主要為中小型黃鐵礦型銅鋅礦床，兼采金、銀［8］。彭州銅礦有著古老的開采歷史，據(jù)《彭縣縣志》記載：“彭縣采銅，歷史悠久?！薄掇o?！分幸灿杏涊d“縣北多山，有銅礦，發(fā)現(xiàn)時代已不可考。土人曾于礦內(nèi)拾得崇寧古錢，知宋已開采，近代也曾于銅廠坡發(fā)現(xiàn)有古人采礦冶煉遺址和崇寧古錢數(shù)千枚，可資佐證?！?/p>

位于大寶鎮(zhèn)（龍門山鎮(zhèn)）湔江西北支流發(fā)源山區(qū)的大寶銅礦，是彭州銅礦的一部分。在該銅礦分布區(qū)采集了大寶銅礦的正采礦樣、礦石堆樣品和高爐熔渣樣品，同時也采集了銅廠坡老硐廢棄礦點的銅礦和圍巖樣。樣品的主要金屬元素分析是在南京大學(xué)采用單道掃描型等離子直讀光譜儀（ICP－AES）進(jìn)行測試，檢出下限為0.01～0.1 mg／L，精密度≤2%。測試結(jié)果見表1。樣品的鉛同位素是在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部重點實驗室完成的。鉛同位素樣品用多接受等離子體質(zhì)譜法（MC－ICPMS）測定，所用儀器為英國Nu Plasma HR，儀器的質(zhì)量分餾以TI同位素外標(biāo)校正，樣品中TI的加入量約為鉛含量的1／2，測試結(jié)果見表2。通過以上樣品的測試，可以獲得4方面的結(jié)果：（1）不同礦點銅礦的主要元素特征；（2）礦石、脈石、熔渣的元素特征；（3）礦石和脈石在鉛同位素上有無差別；（4）通過冶煉后，熔渣和原礦在鉛同位素上有無差別。這些結(jié)果可以幫助我們獲得這樣的認(rèn)識：（1）古人的青銅器在制造過程中會不會造成鉛同位素的分餾和比值的改變，利用鉛同位素來進(jìn)行青銅器礦源示蹤的基礎(chǔ)是否成立；（2）脈石和礦石的鉛同位素比值是否相同，對于古礦點不存在礦石時，是否可以用脈石的鉛同位素代替礦石的鉛同位素，從而實現(xiàn)對古代青銅器的礦源研究。

表1 樣品的主要金屬元素含量Table 1 Main metal elements content of the samples

表2 樣品的鉛同位素值Table 2 Pb isotope values of the samples

2 測試結(jié)果及其與青銅器的關(guān)系

為了便于討論，將作者以前所測定的金沙遺址青銅器的相關(guān)數(shù)據(jù)列于表3、表4（具體測試方法等見文獻(xiàn)［6］）。

從表1可以看出，無論是礦石、脈石和高爐熔渣中均含有銅、鉛和錫元素，高爐熔渣和相應(yīng)礦石的鉛含量基本相同，說明銅的冶煉對鉛的含量沒有太大影響。而相同地區(qū)礦石和脈石中鉛和錫元素的含量也是基本相同的，表明在沒有礦石的地方，圍巖的鉛和錫的含量也可以大致代表礦石的鉛和錫含量，因此可以用圍巖的鉛和錫含量來代替古礦點礦石的特征。

對比表1和表3可以發(fā)現(xiàn)，大寶銅礦區(qū)的銅、鉛、錫比例和金沙青銅器的比例相差很遠(yuǎn)，說明金沙青銅器不可能是直接利用該銅礦冶煉而成的。即使可能，由于金沙青銅器中的鉛和錫含量較高，因此在冶煉中也必須加入另外的鉛礦和錫礦才行。

表3 金沙青銅器的主要金屬元素含量Table 3 Main metal elements content ofbronze wares at the Jinsha site

表4 金沙青銅器鉛同位素測試結(jié)果（1）Table 4 Test results of Pb isotope of bronze wares at the Jinsha site（1）

從表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，5個樣品的鉛同位素組成幾乎是相同的。同時，高爐熔渣和相應(yīng)礦石鉛同位素的相同說明了冶煉過程對鉛同位素不會造成分餾，因此青銅器的制造過程不會造成青銅器與銅礦石鉛同位素的差異，從而表明利用鉛同位素來進(jìn)行青銅器礦源示蹤的基礎(chǔ)是成立的。而礦石和脈石中鉛同位素的相同則表明，無論用脈石還是礦石，均可以進(jìn)行青銅器礦源的示蹤研究；同時，這也說明，現(xiàn)今有大型銅礦的地方并不一定是古代銅礦的開采地，因為古人大量開采過的銅礦產(chǎn)地可能只有圍巖或脈石的殘余，因此，應(yīng)重視除現(xiàn)今銅礦開采地以外的、具有鉛同位素異常的其他含銅巖石的研究。

金正耀等［4］認(rèn)為，商周青銅器中存在有3種鉛同位素組成：（1）密西西比型異常鉛，N（206Pb）／N （204Pb）＝23.699～20.933；（2）異 常 鉛，N （206Pb）／N（204Pb）＝19.678～19.117；（3）普通鉛，N（206Pb）／N （204Pb）＝18.880～16.881。從表4和表5可以看出，所測定的金沙青銅器大部分具有密西西比型異常鉛組成，即N（206Pb）／N（204Pb）＞20；其次有少量異常鉛和普通鉛組成。

對比表1和表4、表5的數(shù)據(jù)可以清楚發(fā)現(xiàn)，大寶銅礦的鉛同位素組成和金沙青銅器明顯不同：一方面，大寶銅礦的鉛同位素不存在有N （206Pb）／N（204Pb）＞20的密西西比型異常鉛，同時也沒有 N （206Pb）／N （204Pb）為 19.678～19.117的異常鉛；另一方面，大寶銅礦的N（206Pb）／N （204Pb）比金沙青銅器中具有普通鉛組成的同位素值偏低，因此，金沙青銅器的銅礦石來自于彭州市大寶山大寶銅礦的可能性極小。這一結(jié)果與上述用銅礦石和青銅器的主要金屬元素分析的結(jié)果相同。

表5 金沙青銅器鉛同位素測試結(jié)果（2）Table 5 Test results of Pb isotope of bronze wares at the Jinsha site（2）

由于金沙遺址和三星堆遺址相距不遠(yuǎn)，且金沙青銅器的鑄造工藝技術(shù)被認(rèn)為沿襲了三星堆青銅器的傳統(tǒng)技法，兩者的文化內(nèi)涵也有著不可分割的延續(xù)性，因此有必要在此簡要分析一下三星堆青銅器與金沙青銅器、大寶銅礦之間的關(guān)系。根據(jù)前人資料［9］，三星堆青銅器中含錫量普遍偏低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多未超過9%，只有極個別青銅器達(dá)15.71%；鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多在10%～25%之間，有的甚至高達(dá)32.71%。而金沙青銅器中，錫的質(zhì)量 分 數(shù) 主 要 為 9.56% ～14.49%，最 高 為24.75%；鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.05%～7.98%，個別高達(dá)13.18%。這種金屬元素含量和三星堆青銅器的明顯不同，具有相對高錫低鉛的特征。對比大寶銅礦的金屬元素含量也可看出，三星堆青銅器的金屬元素含量與之差別較大，不可能直接由大寶銅礦冶煉而成。前人的資料顯示［5］，三星堆青銅器的鉛同位素分布在19～19.6和19.8～24.4這2個區(qū)間，主要集中在21.5～24.0區(qū)間，即主要以異常鉛和密西西比型異常鉛含量為主。對比金沙青銅器和大寶銅礦的鉛同位素可以看出，三星堆青銅器的鉛同位素與金沙青銅器的相似，雖然在金屬元素的含量上不同，但這種不同可能是鑄造工藝上的差異造成的。由于鉛同位素不會受人為因素的影響，因此這種相似性反映出兩者在礦源地上的延續(xù)性。三星堆青銅器的鉛同位素與大寶銅礦的差異則表明，與金沙青銅器一樣，礦質(zhì)來源于彭州銅礦的可能性很小。

3 結(jié)論

通過對位于古蜀文明發(fā)源地帶彭州市大寶鎮(zhèn)大寶銅礦的礦石、脈石、高爐熔渣的主要金屬元素和鉛同位素的測定，發(fā)現(xiàn)銅的冶煉對鉛的含量及同位素比值沒有太大影響，利用鉛同位素來進(jìn)行青銅器礦源示蹤的基礎(chǔ)是成立的。同時，脈石和礦石鉛和錫的含量以及鉛同位素比值的近似表明，在礦石已被采完的古礦區(qū)，可以利用圍巖特征進(jìn)行青銅器礦源示蹤研究。

對比大寶銅礦與金沙青銅器的主要金屬元素和鉛同位素比值發(fā)現(xiàn)，兩者的主要金屬元素比值和鉛同位素比值存在較大的差異，金沙青銅器的礦質(zhì)取自于以大寶銅礦為代表的彭州銅礦的可能性很小。同時，將已有數(shù)據(jù)和前人對三星堆青銅器的研究相對比，發(fā)現(xiàn)三星堆青銅器與金沙青銅器的鉛同位素比值相似，均以密西西比型異常鉛為主，而與大寶銅礦的鉛同位素比值差異較大，其取源于彭州銅礦的可能性較小。

感謝劉興詩教授和闞璦珂博士在樣品采集和相關(guān)問題討論中給予的重要幫助。

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