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山东临淄齐国故城遗址出土西汉铜镜的铅同位素比值分析

http://www.newdu.com 2017-11-04 中国考古网 |崔剑锋 吴小红 白 参加讨论

    作者:崔剑锋、吴小红,北京市,100871 ,北京大学考古文博学院。
    白云翔,北京市,100710 ,中国社会科学院考古研究所。
    黄宝玲、古丽冰,北京市,100871 ,北京大学地球与空间学院。
    关键词: 铜镜临淄齐国故城西汉铅同位素比值
    KEY WORDS : bronze mirrors Linzi City2site of t he Qi State Western Han period lead isotope ratioes
    ABSTRACT : The lead isotope ratioes of t he two Western Han period bronze mirrors f rom Linzi , thecapital of Qi State , are reported in this paper . The results of analysis indicate that t he lead isotope of the mirror with herb—leaf design is similar to that of lead ores f rom North China , while the mirror with interlaced hydra design shows features of lead ores f rom South China . Furt hermore , the former mirror may have local provenance in Linzi and it s vicinity , and the provenance of the latter may be to the south of theYangtze River .
    前言
    山东临淄齐国故城遗址发现了数处汉代铸镜作坊,出土大量铸镜用的镜范[1 ]。最新研究表明,临淄为西汉时期一个较大规模的铜镜铸造中心,出产的铜镜可能行销全国各地并出口到日本列岛的倭国[2 ]。根据考古发现,临淄齐国故城遗址出土的大批用于铸造铜镜的镜背范主要有两种形制:草叶纹和蟠螭纹。说明该遗址在当时可能以铸造这两种铜镜为主。
    本文分析的两面残破铜镜由中国社会科学院考古研究所在临淄齐国故城遗址发掘所得,一面为残约四分之一大小的草叶纹镜,一面为残约六分之一大小的蟠螭纹镜, 均为墓葬随葬品。我们曾经对这两面铜镜的主成份和金相组织做了初步研究[3 ] , 结果表明这两面铜镜都是高锡青铜的铸造组织, 草叶纹镜含锡25 %, 蟠螭纹镜含锡29 %左右, 两面铜镜的铅含量都不太高, 其中草叶纹镜铅含量约为3 %,蟠螭纹镜不到1 %。这两面铜镜的含锡量并不相同, 且相对于西汉铜镜的平均含锡量均显偏高,特别是草叶纹镜,含锡量超过了西汉铜镜的平均含锡量范围。
    临淄地区铸镜遗址所出镜背范主要品种与这两面铜镜的纹饰相同,似乎可以推断这两面铜镜应都是该铸镜作坊铸造的。为了证实对这两面铜镜产地的推断,我们又分析了它们的铅同位素比值。根据它们的铅含量,这两面铜镜的铅同位素比值应该表征了铜矿的来源。
    利用铅同位素研究古代铜器的矿料产源已经成为较成熟的产源研究方法, 其基本原理可参考彭子城等人的研究[4 ]。
    一、样品的前处理及测量结果
    铅同位素分析采用了北京大学地球与空间学院造山带与地球演化国家重点实验室的V G2EL EMEN TAL 型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC2ICP2MS) 。
    结合我国古代青铜器和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC2ICP2MS) 仪器的自身特点,我们使用了直接酸溶法对样品进行前处理,使得样品的前处理大大简化。有学者等的研究结果以及我们自己的实践经验都表明[5 ] , 对于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC2ICP2MS) 来说, 只需溶液中的铅离子含量符合仪器最适合检出限,即可以获得较好的精确度,这样就避免了使用热电离质谱测量铅同位素比值时所必须经过的提纯铅的前处理过程。
    此次分析的具体前处理方法为:使用电子感量天平准确称取铜镜粉末样品20 毫克(精确至0101 毫克) ; 使用浓硝酸在微波消解炉中直接溶解成澄清溶液;将溶液用去离子水定容至100 毫升。根据主成份分析结果, 分别稀释2~5 倍。加入国际Tl 标准SRM997 作为内标,即可上机测试。测试过程中, 为保证仪器的稳定性和精确度, 在测量样品前及后,分别测量国际铅同位素国际标准NBS981。分析结果见表一。
    表一临淄齐国故城遗址两面铜镜的铅同位素比值
    
    二、结果讨论
    以上的铅同位素分析结果显示,这两面铜镜的铅同位素比值都为所谓的“普通铅”,而不是商代青铜器中常见的“高放射性成因铅”。同时,两面铜镜的铅同位素比值差异较为显著,结合两面铜镜的锡含量和金相组织也不相同的事实,说明两面铜镜可能不是在同一作坊制作的。
    (一) 同其他地区出土西汉铜镜铅同位素比值的比较
    日本学者根据对日本国内出土的西汉至三国时代的铜镜的铅同位素比值的分析,将这些铜镜的铅同位素比值范围划分为西汉镜和东汉镜(包括新莽和三国时代的铜镜) 两个范围[6 ] , 这两个范围可以较为明显地区分开(图一;图二) 。根据日本学者的研究,西汉镜的铅同位素范围指征的是中国华北地区的矿料,而东汉镜则指征的是华南地区的矿料[7 ]。因此, 两汉王朝向倭国输出铜镜,时代不同而中心也不同。
    最近我们分析了两面云南滇池地区出土的属于滇文化时期的铜镜,一面为草叶纹镜, 一面为日光镜, 铅同位素比值见表二以及图一、图二中空心圆所示。结果显示这两面铜镜的铅同位素比值都落入了西汉镜的范围。据此我们认为,西汉时期汉王朝向周边地区和国家(包括滇国、倭国等) 输出的铜镜可能都是由一个中心铸造的。
    关于临淄的两面铜镜的铅同位素比值,草叶纹镜具有典型“华北铅”铅同位素组成特征, 且位于西汉镜范围的边界; 而蟠螭纹镜的铅同位素比值则具有华南地区铅矿料的特征,但没有落入东汉镜的范围(见图一、图二中的实心圆) 。
    由图一、图二可知, 虽然铅同位素比值较为接近,但仍有微小差异。造成这种差别的原因可能是对“西汉镜”分析的数据量不够,但目前的情况不能完全肯定草叶纹镜和日本的西汉镜为同源。日本学者马渊久夫推测西汉向外输出铜镜的制镜中心是长安地区[8 ]。
    表二云南出土两面铜镜的铅同位素比值
     
    
    图一铜镜的铅同位素比值图
    
    图二铜镜的铅同位素比值图
    
    就目前的资料来看, 无论是将临淄或是将长安作为出口镜的制作中心,都需要更多国内出土铜镜的铅同位素比值分析结果的支持,因此最终解决这个考古学问题的方法是增加对国内出土西汉铜镜的铅同位素比值的分析数量, 特别是增加对临淄地区、长安地区出土铜镜的分析数量。
    相对于草叶纹镜,蟠螭纹镜的铅同位素比值放射性成因较高,具有较典型的华南铅的铅同位素特征,但其铅同位素比值并没有落入东汉镜的范围,该铜镜较“东汉镜”更富钍源铅( 208Pb) ,说明两者来源并不相同。从铅同位素比值看,该铜镜的矿料应该是从南方输入到临淄地区的。考古学研究表明,临淄地区铸造蟠螭纹镜的年代为西汉早期,最晚到汉武帝时期[9 ]就以铸造草叶纹镜为主,而不再生产蟠螭纹镜。由于并不知道铜镜的准确时代, 所以如果时代晚于武帝时期, 铜镜可能是直接从南方地区输入的实物;而如果时代早于武帝时期,则表明在西汉早期的临淄地区,不同铸镜作坊可能在铸造不同形制的铜镜时, 采用了不同地区的矿料, 甚至使用不同的合金配比工艺制作不同形制的铜镜。更明确的结论同样需要对更多的临淄以及其他地区的同型镜进行铸造工艺及铅同位素分析才能获得。
    (二) 可能的矿料来源
    综上所述,两面铜镜的矿料产地并不相同。为了进一步确定这两面铜镜的矿料产地,我们根据朱炳泉等提出的铅同位素地球化学省的概念及铅同位素矢量值的计算方法[10 ] , 计算了这两面铜镜的铅同位素矢量值。结果表明和前述推断一致,蟠螭纹镜的铅同位素比值落入了南方铅的矢量范围,而草叶纹镜的比值则落入了华北铅的矢量值范围(图三) 。
    根据对先秦青铜器铅同位素地球化学省矢量值的总结[11 ] , 可知我国中原先秦青铜器的铅同位素矢量值主要集中在四个区域(见图三) , 其中60 %以上的具有“普通铅”型铅同位素比值的青铜器落在Ⅱ区, 说明先秦时期中原地区矿料的来源较为集中。同时,江南古矿山和春秋战国时期诸侯国的青铜货币的铅同位素矢量值并没有落入Ⅱ区的,也说明可能不像以前学者认为的江南古矿在商代就已经输入中原,并成为商周王朝的铜料基地。
    图三临淄两面铜镜的铅同位素矢量填图
    
    临淄故城这两面铜镜的铅同位素矢量值参见图三, 从图中可以看出, 这两面铜镜没有落入Ⅱ区这一重点区域。草叶纹镜落入了Ⅰ区和Ⅳ区交界处,蟠螭纹镜则落入了Ⅲ区。从图三中还可以看出,草叶纹镜的铅同位素矢量值和临淄出土的几枚战国时期齐国刀币的铅同位素矢量值非常相似;而蟠螭纹镜的铅同位素比值则落入了江南古矿的范围。由于战国时期货币制度并不统一,各国分铸自己本国货币,因此各国货币的铅同位素比值较有地域代表性。齐国这几枚刀币的铅同位素比值反映了当时齐都临淄开发矿料的情况。而草叶纹镜的矢量值和其近似,说明草叶纹镜的矿料就来自临淄附近地方,证明草叶纹镜就是使用临淄本地矿料在临淄地区铸造的。蟠螭纹镜的矿料和江南古矿的矿料近似,说明蟠螭纹镜的矿料很可能从长江中下游铜矿成矿带输入。长江中下游成矿带的开发时间可以早到商代, 江西、湖北、湖南、江苏、安徽等省份均已发现较多的古矿冶遗址,说明该成矿带从青铜时代开始就一直是我国非常重要的铜料基地。汉代时, 很多铜镜有“嘉铜出丹阳”的铭文, 表明这些铜镜使用的是丹阳出产的铜料铸造的,而根据一些学者考证,丹阳即现在的皖南地区[12 ] , 这表明汉代时长江中下游铜矿带是当时铸镜原料的主要供给基地之一。临淄蟠螭纹镜的铜料很可能来自该地区。
    结论
    使用多接收电感耦合等离子质谱(MC2ICP2MS) 技术分析了临淄出土的两面铜镜的铅同位素比值,结果显示草叶纹镜的铅同位素比值具有典型的“华北铅”的特征,而蟠螭纹镜则为典型的“华南铅”。
    和日本出土的汉代铜镜的铅同位素比值对比结果表明,草叶纹镜的铅同位素比值位于“西汉镜”的边界,由于目前对铜镜的分析资料比较缺乏,所以无法确定二者是否同源。蟠螭纹镜的铅同位素比值虽然是较典型的“华南铅”,但和日本出土的“东汉镜”的铅同位素范围并不重叠, 说明两者来源不一样。
    铅同位素矢量填图结果显示,草叶纹镜是使用临淄本地的矿料铸造的,蟠螭纹镜的矿料则很有可能来自长江中下游铜矿成矿带。
    注释
    [ 1 ] 张光明、徐新、许志光、张通:《试论汉代临淄的青铜冶铸业》, 见《山东省临淄齐国故城汉代镜范的考古学研究》,科学出版社,2007 年。
    [ 2 ] 白云翔:《临淄齐国故城汉代镜范及相关问题研究》,见《山东省临淄齐国故城汉代镜范的考古学研究》,科学出版社,2007 年。
    [ 3 ] 崔剑锋、吴小红:《临淄齐国故城汉代镜范和铜镜检测报告》, 见《山东省临淄齐国故城汉代镜范的考古学研究》,科学出版社,2007 年。
    [ 4 ] a . 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。
    b. Gale , N. H. , Zofia Stos-Gale , Lead isotope analyses applied to provenance studies ,in Modern Analytical Methods in Art and Archaeology , Chicago ,2000.
    [ 5 ] a . Niederschlag , E. , E. Pernicka , Th.Seifert , and M Bartelheim , The determination of lead isotope ratios by multiple collector ICP2MS : A case study of Early Bronze Age artifacts and their possible relation withore deposits of the Erzgebirge , Archaeometry , 2003 ,1.
    b. 崔剑锋:《铅同位素考古及云南古代青铜器矿料产源研究》,北京大学博士论文,2006 年。
    [ 6 ] Mabushi , H. Y. Hirao and M. Nishida ,Lead isotope approach to the understandingof early J apanese bronze culture , A rchaeometry 27(2) , 1985.
    [ 7 ] 马渊久夫、平尾良光:《东. . .铅矿石の铅同位体比》《,考古学杂志》1987年第73卷。
    [ 8 ] 马渊久夫:《据铅同位素比推定青铜器原料的产地》,见《现代自然科学技术在考古学中的应用———日本第三次〈大学与科学〉公开学术研讨会论文集》,西北大学出版社,1992 年。
    [ 9 ] 同[ 2 ] 。
    [ 10] 朱炳泉:《地球化学省与地球化学急变带》, 科学出版社,2001 年。
    [ 11] 同[ 5 ]b 。
    [ 12] 裘士京《: 江南铜研究》,黄山书社,2004年。
    (原文发表于《考古》2009 年第4 期)
     (责任编辑:admin)
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