第七届古代材料研究国际研讨会纪要

2022年10月23日，北京科技大学科技史与文化遗产研究院主办的第七届“古代材料研究国际研讨会”在京成功举行。本次会议的主题为“古代金属物料溯源方法与应用”。来自北京大学、中国科学技术大学、中国科学院大学、北京科技大学、安徽大学以及英国雷丁大学、大英博物馆、法国国家科学研究中心、德国科特恩格尔霍恩考古中心、泰国艺术大学等高校、科研机构和文博单位、企业的多位学者和研究人员，分别通过线上及线下形式参与了本次研讨会。

第七届古代材料研究国际研讨会与会学者合影

中国科学技术大学的金正耀教授首先进行了题为 “The Age of provenance studies: opportunities and challenges”的主题报告, 介绍了当今金属溯源研究的机遇与挑战。金老师认为当前是溯源研究的黄金时代，各研究团队拥有了越来越丰富完善的硬件支撑，能够在更加全面的多学科视野下审视金属溯源中的核心议题。之后，金老师的报告围绕四个问题对今后的金属溯源研究提出了自己的期望与设想。首先，溯源研究需要在恰当的时空节点上展开。他认为中国青铜时代早期的铜矿物冶炼试验期、铜基合金试验期以及青铜规模化生产期均是开展溯源研究的理想时段。在豫西地区开展金属资源考古工作具有重要意义，是探索中国青铜时代早期发展的关键区域。之后，金老师强调了对冶炼遗址进行研究的重要性。他认为溯源研究要在完整证据链的基础上开展，既要关注成品器物，又要探寻同时期的生产遗存，建立两者间的联系。金老师还认为学术史的教育对于本专业研究生的培养至关重要。他建议在科技考古教育中对不同类型溯源方法的发展脉络进行全面清晰的梳理和讲解，从而使得学生们对溯源研究方法论的发展历程有一个完整的了解和认知。最后，金老师提出要在研究中胸怀国际视野，强化学术意识，避免简单化思考。他指出应将溯源研究与物料流通网络相结合，与中华文明“多元一体”概念相联结，同时坚持国际视野，以更开阔的视角思考问题。另外，应该在研究中容纳更多不同学科的专业人员共同探讨，以包容的态度看待不同观点，从中发现有助于解决关键问题的核心思想。金老师的主题报告在回顾溯源研究过往历史的基础上，从多个角度对当前的溯源研究进行总结并对未来的溯源研究工作提出了建议，指出了问题，明晰了方向，带来了希望。

图 1 金正耀教授进行主题报告

北京大学考古文博学院的崔剑锋教授带来了题为 “Evaluation of the influence of lead and tin on the lead isotope ratio and trace elements in Western Zhou bronzes”的报告。崔老师认为当今青铜器溯源研究中的一个关键难点在于如何解析合金化过程中不同金属元素溯源指标间的相互干扰。他尝试通过对近些年分析的西周青铜器数据进行梳理，提出针对这一问题的解决方案。他首先使用核密度估计法（KDE）研究了西周青铜器主量元素的分布情况，发现它们的Cu含量和Pb含量呈偏斜分布，而Sn含量存在3-4个峰值。因此，他推测合金化过程中锡的添加受到人为有意识控制，作为纯金属按照固定比率单独加入。二元散点图显示仅Cu和Pb具有明显的负相关关系，可能说明铜和铅可能作为一种混合物料同时加入。因此，溯源研究中应将铜和铅视为同一来源，不宜将二者分开讨论。主量元素与铅同位素比值的二元散点图显示锡青铜的铅同位素比值可能指征锡料的来源，而铅含量达到2-5%时可以观察到混合效应。微量元素As、Sb、Ag与Sn、Pb间没有明显的线性关系， Fe和Sn间存在一定的相关性，可能指示了Sn的来源和添加方式。综合所有分析结果，西周青铜器的矿料来源远比先前研究观察到的复杂，至少有四种物料参与到西周金属流通中，其在周原及各个诸侯国间的分配比例存在差别。物料整体流通由周王室控制的认识与之前的研究结果近似，但是需进一步考虑如何流通，流通至何处的问题。将铅同位素比值和微量元素结合起来绘图，有助于解决西周青铜器的来源问题。

图 2 崔剑锋教授进行学术报告

安徽大学历史学院魏国锋教授的报告题目为“Progress and consideration on the study of production and circulation of the bronze ware of Jianghuai region in the Xia-Shang period”。魏老师团队近年来对江淮地区夏商时期青铜器的生产和流通进行了大量的研究与思考。魏老师首先梳理了江淮地区的地理和文化背景，介绍了铜陵师姑墩遗址、台家寺遗址、古堆桥遗址、汤家墩遗址等夏商时期冶金遗址的基本情况，总结了江淮地区夏商青铜器的出土情况。之后，魏老师介绍了安徽大学团队近年来在江淮地区冶金考古工作的进展，通过对庐江-枞阳、铜陵-南陵、安庆-池州等地区121处遗址的考古调查和测年研究，发现庐江-枞阳地区、铜陵-南陵地区的冶金遗址主要集中在二里头-西周时期，安庆-池州地区冶金活动主要集中在隋唐时期，采矿、冶炼、铸造等多种冶金活动共存。在青铜器研究方面，魏老师团队对肥西三官庙遗址青铜器进行了铅同位素研究，发现其与二里头遗址四期青铜器的特征一致；比较了颍上地区仿铜铅器和殷墟铅锭的铅同位素数据，认为它们可能为同一来源；讨论了淮河上游和中游金属资源的流通与交换，认为晚商时期中上游使用同一金属资源。最后，魏老师认为应对“金道锡行”铭文显示的重要交通路线进行研究，在安徽南部进行更多田野调查，并关注商周时期中原、巴蜀、海岱、江淮地区的金属流通。

图 3 魏国锋教授在线上进行学术报告

北京科技大学的张吉博士以“The changes of lead materials of bronzes in the Central Plains of China during 8th to 3rd century B.C.”为题，介绍了东周时期中原地区青铜器铅物料的更替规律。青铜时代晚期，长江中下游地区的冶金生产日益兴盛，南方铜、锡的流通导致相近地域出产的铅料也以纯金属或合金的形式进入中原。春秋早期，可能与铜相伴的鄂东型铅料在列国间普遍使用，仅长江下游吴地利用皖江型铅料。春秋中期，伴随楚的扩张，与锡相伴的南岭型铅料通过江汉平原大量输入中原，改善了中原缺乏锡料的面貌，低锡青铜器在各国基本消失。春秋中晚期之际起，中原开始开发本区域的铅资源，同时继续使用与铜、锡伴生而来的南方铅料，从而形成了南北铅料长期共存与分布对立的格局。自公元前五世纪起，豫西型铅料从豫西南、豫中晋南逐渐扩展至中原及周边各主要地域，并在秦汉时期流通至东亚各地。在东周的各阶段，一般仅有两三种铅料得到广泛而集中的应用，因此便于产地溯源。近年伴随铅物料时空框架的成型，铅同位素分析为探讨中原与边疆资源互动提供了关键视角。中原金属物料通过规模化铸铜生产，最终以多种形态进一步流通到北方地区，从而极大地影响了黄土高原和燕辽山地的铸造业。金属等贵重资源的输入增进了边疆对中原的依赖，并为秦汉帝国的统一与扩张奠定了基础。

图 4 张吉博士进行学术报告

来自中国科学院大学的罗武干教授以“A Feast: indigenous production and interregional exchange reflected by the bronze vessels of elite tombs in Shuangyuan village cemetery, Chengdu city, Southwest China”为题，分享了通过考古学与科技检测分析方法对双元村墓地青铜器制造工艺、物料流通和跨区域文化交流等问题的讨论。罗老师首先对双元村出土的青铜器组合进行了分析，发现它们不仅具有独特的晚期蜀文化因素，也体现了明显的楚文化因素。高等级墓葬中同时具有本地特色的青铜容器鍪与尖底盒，也有外来的鼎、敦、壶组合。罗老师随后通过铅同位素分析考察了这些青铜器的矿料来源，探究本地铜器的物料产地以及外来铜器是仿制还是进口，进而考察晚期蜀文化和楚文化的互动关系问题。铅同位素数据显示蜀式青铜器与楚式青铜器可以归为两个相对独立的组，因而双元村出土的高等级青铜容器中的楚式青铜器应是通过贸易或政治交流远距离运输而来，证明了晚期蜀文化与楚文化具有紧密的联系。

图 5 罗武干教授进行学术报告

泰国艺术大学的Pira Venunan博士的报告题目为What is it like up there？a preliminary study of metal objects from the Highland Pang Mapha，Mae Hong Son，Thailand（c.2,300-1,000BP），对泰国北部湄洪颂府Highland Pang Mapha遗址出土的金属器物进行了分析。他首先从东南亚冶铁术的出现时间及社会复杂性进程入手，梳理了遗址所在区域的文化背景及东南亚地区广阔的物料交换网络。泰国北部地区诸遗址与泰国中部和东北部铁器时代遗址存在明显差异，属于典型的木棺葬（Log Coffin）文化，广泛使用木料制作各种器物与装饰品，出土金属器较为多样，除青铜器外还有铁质兵器及金银饰品等。本研究涉及的167件金属制品中，161件为木棺葬文化金属制品，141件为铁器。铁器主要由块炼铁制成，碳含量低，少数器物存在表面碳含量富集的现象，整体面貌基本一致。Long Long Rak遗址的2件青铜器（年代为1900BP-1636BP）的铅同位素分析工作显示LLR样品与柬埔寨西北部Phum Snay和Ban Pong铁器时代遗址的铅同位素数据接近，可能同老挝北部地区、柬埔寨西北部遗址相关性较强。Venunan博士认为泰国北部地区与泰国中部和东北部的金属消费模式不同，可以依赖其他材料尤其是木质材料进行进一步研究。目前该批铁器的来源问题尚存疑问，这一区域虽有关于炼铁炉渣的报道，但未发现冶炼遗址。青铜器的铅同位素数据较为分散，其溯源结果也尚待进一步证实。

图 6 Pira Venunan博士在线上进行学术报告

来自德国科特恩格尔霍恩考古中心的Ivan Stepanov博士的报告的主题是“Advances in Os isotopic approach for provenancing ancient iron ore source”, 介绍了锇同位素在古代铁器溯源中的应用。锇是高度亲铁元素，在矿石中富集，组成因矿床而异， 187Re/188Os比值可用于确定该矿床的地质年龄。锇同位素比值在矿石、冶金渣、金属和锈蚀产物中保持不变，且不受黏土或木炭污染的影响。基于以上原因，锇同位素有潜力作为金属铁物料溯源的指标。Stepanov博士还介绍了利用南黎凡特铁精矿石开展的冶铁实验中矿石、坯料和金属的锇同位素分析结果。数据显示矿石与金属之间没有发生锇同位素分馏，但锇元素含量在金属中发生富集而在炉渣中发生亏损。这一现象在区分不同冶铁工艺方面具有潜在意义。最后，Stepanov博士表示锇同位素已被证明是研究各类铁冶金遗存产源的重要工具，但需要将其与微量元素数据综合分析。测定铁矿石中187Re/188Os比值，可以了解各铁矿石产源成矿年龄的差异，解释铁冶金遗存地球化学特征的变化规律。亲铁元素和亲铜元素在地质研究中通常用于矿石类型的研究，未来应将其系统应用于铁质文物的产源研究。此外，还需要根据真实条件开展冶金模拟实验，建立同位素和地球化学分析数据库。

图 7 Ivan Stepanov博士在线上进行学术报告

来自法国国家科学研究中心（CNRS）的Oliver Pryce博士带来题为“The relatively peculiar case of provenancing copper-base metals in Southeast Asia: geological diversity versus data abundance”的报告。Pryce博士首先介绍了他主持的 SEALIP（Southeast Asian Lead Isotope Project）和BROGLASEA（Bronze and Glass as Cultural Catalysts and Tracers in Early Southeast Asia）项目的背景。他回顾了近期David Killick等学者对全球冶金考古研究中铅同位素溯源工具使用的评述。Killick等的评述中提出地中海地区的地质变异主要体现在南北方向，东西向的差异较小，不足以支撑金属溯源工作。反之，中国地质背景中基岩的变异性较大，导致了铅同位素比值的大幅度变化，是成功开展溯源研究的重要前提。Pryce博士对东南亚金属产地数据集的变异性也进行了评估，认为东南亚具有足够的区域地质多样性，但缺乏足够的地质研究文献。之后他介绍了铅同位素分析应用于东南亚有色金属溯源的一些基本假设及注意事项。首先，我们常将铅同位素信号的一致性作为联接生产与消费人群的直接证据（不一定正确！）。第二，不同成矿作用矿床的铅同位素比值可能重叠，而单一矿山的铅同位素比值可能由于连续成矿作用而呈现大幅度变化。第三，炉渣的铅同位素特征代表了由矿石、脉石、助熔剂、技术陶瓷及燃料灰分共同混合产生的铅同位素比值体系，而铅含量低的铜矿石受污染物的影响程度较大。第四，冶金产品的化学特征可能受到混熔、合金化与回收再利用过程的影响。第五，铅同位素分析需要与微量元素、铜器工艺和类型学研究相结合，区域历史文化背景是构建一切数据解释的重要前提。他之后介绍了近期对云南省河泊所、上西河出土铜器的铅同位素考古研究，结合对越南、老挝、泰国和缅甸等遗址出土铜器的科学分析，进行了跨地域的对比，讨论了公元前第二千纪末至公元前第一千纪初中南半岛与中国西南地区的互动关系。此外，他还指出目前发现的冶金遗物的铅同位素比值变化率往往远小于地质矿物，或许我们需要重新思考使用地质矿物数据作为溯源参照物的合理性。

图 8 Oliver Pryce博士在线上进行学术报告

来自大英博物馆的刘睿良博士带来了题为“Think outside the box: recent advancements in highly radiogenic lead in Chinese Bronze Age Archaeology”的报告，介绍了他对于中国青铜时代高放射性成因铅问题的新思考。他首先按照研究地点和发表时间总结了中国青铜时代考古中铅同位素研究的相关数据资料，指出了中国铅同位素考古研究的成功、失衡与空白之处。接下来将中国1575件青铜器铅同位素数据与欧洲3141件青铜器进行对比，发现中国古代青铜器高放射性成因铅的数据远多于欧洲。他认为研究人员应跳出固有的溯源研究思维，以高放射成因铅的分布说明中国青铜时代的社会特征，重点关注中国大规模金属生产的起始时间，青铜时代的官僚系统与行政问责制度，以及金属的大范围流通网络。他列举了中国古代青铜礼器组合、曾侯乙编钟和司母戊鼎来引发中国何时开始大规模青铜器生产的思考，通过对盘龙城、安阳、汉中等地同位素数据的分析，他指出高放射性成因铅支撑起了中国青铜时代金属生产的第一个高峰，大约持续了400年。引用《尚书·禹贡》和《史记·食货志》中“金”的相关记载，指出“黄金为上、白金为中、赤金为下”的三个等级，认为不同社会等级人员间存在利用标准化配方的合金或循环利用废旧金属生产青铜器的差异，官僚系统和行政问责制则是大规模生产软实力的体现。其次，他指出高放射性成因铅的广泛分布也是资源流通分配的一个代表性案例。甘肃西城驿遗址发现了一种新型的高放射性成因铅，将其与中原地区铅同位素数据进行对比，发现两者斜率存在较大差异，说明河西式高放铅与商式高放铅存在地质年代上的差异。新疆地区也发现少量高放射性成因铅，其为本地矿源还是远距离交流所致还有待进一步研究。最后，刘睿良老师总结认为铅同位素数据就像一个多面的钻石，从不同的角度可以有不同的解读，未来还需要进一步填补数据库的空白区域，研究不同类型高放铅所揭示的古代社会面相。

图 9 刘睿良博士在线上进行学术报告

来自雷丁大学的Peter Bray博士带来了以“Introducing REMADE: Roman and Early Medieval alloys defined provenance, character, and complexity”为题的报告，介绍了他近期承担的英国研究和创新机构领袖基金项目的研究目标及未来设想。他指出该项目可以让我们重新思考关于罗马和中世纪早期金属使用的问题，是一种人文科学的新模式，也是一项考古研究的新尝试。Bray博士提到截至2020年，多个研究团队已经对来自新石器时代、青铜时代和中世纪等不同时期的铜器开展了化学分析。在之后的七年里，他们的团队会继续获取更多的化学数据，对一万多个不同地区、不同时期的案例进行分析，通过多个不同领域研究者的参与及多家科研机构的配合，利用较小的取样量获得高质量数据。Bray博士还讨论了Paul Craddock指出的包括物料来源的多样性、废弃金属的重熔以及矿料的精炼在内的几个金属溯源研究中的关键问题。他认为这些问题并不是挑战，反而可以带来更丰富的化学信息，为考古学家带来更多的分析可能，使得他们能够抛开单纯的溯源问题，从更广泛的角度去探讨铜器的化学特性。

图 10 Peter Bray博士在线上进行学术报告

来自德国科特恩格尔霍恩考古中心的Daniel Berger博士的报告题为“A bronze slag from Mušiston and its importance for the origin of Bronze Age in Central Asia: Results from a multidisciplinary approach”。他介绍了塔吉克斯坦Mušiston大型铜锡矿床附近出土炉渣的分析研究工作。该炉渣发现地距离Mušiston矿床仅有4公里，且内部还保存有木炭碎屑，放射性碳十四年代测定表明其年代约在1900 BC至1400 BC之间，属于该地区青铜时代晚期冶金活动遗存，与Mušiston矿床地下矿洞遗迹的碳十四年代一致。Berger博士随后介绍了该炉渣的化学成分和微观物相分析结果，认为其反映了将原始的次生铜矿物与次生锡矿物同时进行冶炼，从而直接生产出青铜合金的活动。在溯源特征方面，Berger博士指出该炉渣的铅同位素特征受到了生产过程中添加的铁矿石助溶剂的影响，而微量元素、锡同位素和铜同位素特征皆与附近的Mušiston多金属矿床一致。他认为该炉渣的分析工作揭示了中亚地区锡冶炼的实质性证据，同时也重建了Mušiston地区次生多金属矿冶炼工艺，这为之后中亚青铜时代青铜文物的分析工作提供了重要的参照数据。

图 11 Daniel Berger博士在线上进行学术报告

最后，英国牛津大学考古学与艺术史实验室的Mark Pollard教授带来了第二场主题报告，题为“Beyond Provenance: Asking Different Questions”。Pollard教授首先对溯源研究的概念发展做了梳理。这一问题在19世纪60年代最先被提出，当时主要希望将文物与材料的地质来源相对应。近几十年来，学界已意识到从地质原料到文物之间存在时间维度上跨越，研究对象在此维度上遵循着不同的机制经历混合与流通，因此溯源研究的概念和研究问题需要重新审视。Pollard教授归纳了溯源研究中的六个理想前提。第一，溯源指标较稳定，能够联系文物与产源；第二，溯源指标在不同产源间有足够大的区分度且在同一产源内有足够的相似度；第三，现有分析方法的精度能够表征第二点中所涉指标的相似性和差异；第四，原始物料未混合，或其混合方式可被认知；第五，溯源指标在使用和埋藏的过程中的变化是可控或可表征的；第六，溯源结果可与社会经济模型匹配，具有可解释性。在此基础上，Pollard教授提出了将时间维度引入溯源研究的阐释模型，采用“Biography”（生命史）的理念，充分挖掘研究对象化学元素和同位素变化的行为机理和研究潜力，考察文物原料来源、生产加工、流通循环以及废弃埋藏等多个环节，从而进一步理解不同的资源分配模式和社会结构。Pollard教授表示，这样的研究视角也存在挑战，面对复杂的资源分配系统时，往往难以确定单个文物的产源，此时可以对特定时间和文化范围的金属器物群的物料产地端元进行识别，尝试表征各产源的参与度，同时需要根据材料的科学表征数据和考古背景等信息制定各个案例适配的阐释模型。最后Pollard教授再次强调，溯源研究不仅是将文物与产地的静态对应，同时需要关注研究对象在时间、空间和化学成分等维度上的变化，期待溯源研究领域的学者们能够提出并解决更多、更好的问题。

图 12 Mark Pollard教授在线上进行主题报告