引用本文
徐军平, 杨颖东, 王晓婷, 杜靖, 唐翔, 罗武干. 会理出土战汉时期铜矛的铅料来源分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2024,44(2): 446-451.
XU Jun-ping, YANG Ying-dong, WANG Xiao-ting, DU Jing, TANG Xiang, LUO Wu-gan. A Study on Lead Sources of Bronze Spearheads From Cultural Relic Administration Center of Huili County, Sichuan Province by MC-ICP-MS[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2024,44(2): 446-451.
Doi:10.3964/j.issn.1000-0593(2024)02-0446-06  
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会理出土战汉时期铜矛的铅料来源分析
徐军平1, 杨颖东2, 王晓婷3,4, 杜靖5, 唐翔6, 罗武干3,4,*
1.山东省文物保护修复中心, 山东 济南 250100
2.成都文物考古研究院, 四川 成都 610042
3.中国科学院大学考古学与人类学系, 北京 100049
4.中国科学院古脊椎动物与古人类研究所, 北京 100044
5.国家文物局考古研究中心, 北京 100013
6.会理县文物管理所, 四川 会理 615100
*通讯作者 e-mail: xiahua@ucas.ac.cn

作者简介: 徐军平, 1979年生, 山东省文物保护修复中心副研究馆员 e-mail: 738661988@qq.com

收稿日期: 2022-09-29 修回日期: 2023-06-16 接受日期: 2023-06-16
基金: 国家社科基金冷门绝学研究专项(20VJXG018), 北京市社会科学基金青年学术带头人项目(21DTR046)及中央高校基本科研业务费专项资金项目资助
摘要

凉山州会理地区自先秦时期已成为金沙江中游进入云南的重要门户。 会理青铜文化显示了浓厚的本地原始文化基础, 且在历史发展进程中与金沙江以南等区域文化曾发生过不同程度的交流互动。 铜矛是中国西南地区青铜文化墓葬中普遍出土的一类青铜兵器, 通常带有杀伐功能和礼仪性, 此外因其具有独特的类型学特征, 可以作为区别文化因素的特殊器物。 由于青铜的冶炼受冶金技术和金属矿料供应的制约, 青铜兵器的制作技术和矿料来源是讨论西南地方青铜文化与周边文化交流的良好例证。 在此背景下, 为探讨战国至西汉早期会理地区出土青铜矛的矿源以及其与周边文化的互动等问题, 本研究利用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)、 多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)等设备对会理郭家堡墓地出土的四件铜矛进行了成分与铅同位素比值测定。 铜矛样品均为柳叶形矛叶, 且中部略起脊, 骹部无耳, 通体素面, 这种形制的铜矛属于典型的本地风格特征。 科技分析结果显示, 铜矛样品的合金成分组成差异较大, 有铜铅合金、 铜锡铅合金及铜铅锑合金。 因为所有样品的铅含量都高于2%, 所以铜器中的铅料系人为添加。 铅同位素比值分析结果则揭示了本批铜矛样品矿源分为普通铅和高放射性成因铅截然不同的两组。 通过比较周边地区的铅矿石铅同位素数据, 可知会理青铜矛不仅采用了当地的铅料, 而且还使用了云南东北部会泽金沙厂一带的铅矿料。 在战国至秦汉时期, 云南东北部属于古夜郎青铜文化的控制区域。 结合该分析结果与两地考古遗物的发现, 可以推测会理青铜文化与夜郎青铜文化曾发生过紧密的交流与联系。

关键词: 铜矛; 铅同位素比值; 铅料; 会理
中图分类号:K876.4 文献标志码:A
A Study on Lead Sources of Bronze Spearheads From Cultural Relic Administration Center of Huili County, Sichuan Province by MC-ICP-MS
XU Jun-ping1, YANG Ying-dong2, WANG Xiao-ting3,4, DU Jing5, TANG Xiang6, LUO Wu-gan3,4,*
1. Shandong Cultural Relic Conservation and Restoration Center, Jinan 250100, China
2. Center of Scientific Archaeology in Chengdu Archaeological Institute, Chengdu 610042, China
3. Department of Archaeology and Anthropology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4. Key Laboratory of Vertebrate Evolution and Human Origin of Chinese Academy of Sciences, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Beijing 100044, China
5. National Centre for Archaeology, Beijing 100013, China
6. Cultural Relic Administration Center of Huili County, Huili 615100, China
*Corresponding author
Abstract

The Huili area of Liangshan Prefecture has become an important gateway for the Jinsha Raver's middle reaches to Yunnan since the pre-Qin period. The Huili bronze culture shows a strong local primitive cultural foundation, and in the process of historical development, there have been exchanges and interactions with regional cultures, such as the south of the Jinsha River, to varying degrees. Bronze spearheads are bronze weapons commonly unearthed in bronze culture tombs in southwest China. They usually have killing and ritual functions. In addition, because of their unique typological characteristics, they can be used as special tools to distinguish cultural factors. Since the smelting of bronze is restricted by metallurgical technology and the supply of metal ore, the production technology of bronze weapons and the mineral resource are a good example for discussing the exchanges between the bronze culture in southwestern China and the surrounding cultures. In this context, in order to explore the provenance of bronze spearheads unearthed in Huili from the Warring States Period to the early Western Han Dynasty and their interaction with the surrounding culture, this study used a portable X-ray fluorescence spectrometer (pXRF), a multi-receiver inductively coupled plasma mass spectrometer (MC-ICP-MS) and other equipment to determine the composition and lead isotope ratios of four bronze spearheads unearthed from the Guojiabao cemetery. The bronze spearhead samples have willow-shaped leaves with a slight ridge in the middle. They have no ears on the sockets and have no pattern. This type of bronze spearhead is a typical local style. The scientific and technological analysis results show that spearhead samples' alloy composition varies greatly, including Cu-Pb alloy, Cu-Sn-Pb alloy and Cu-Pb-Sb alloy. However, the lead contents of all samples are higher than 2%, which means that the lead material was artificially added. The lead isotopic ratio analysis results revealed that the ore sources of this batch of copper spear samples were divided into two distinct groups: ordinary lead and highly radioactive lead. By comparing the lead isotope data of lead ore in the surrounding areas, it can be seen that the Huili bronze spearhead used the local lead materials and used the lead ore from the Jinshachang in Huize, northeastern Yunnan. From the Warring States Period to the Qin and Han Dynasties, the northeastern part of Yunnan belonged to the control area of the ancient Yelang bronze culture. It can be speculated that the Huili Bronze Culture and the Yelang Bronze Culture had close communication and connections.

Keyword: Bronze spearheads; Lead isotope data; Lead material; Huili
引言

会理县位于我国四川省西南部凉山彝族自治州的最南端, 当地气候温和, 资源丰富, 从新石器时代开始就有先民在此繁衍生息。 因其独特的地理位置, 会理被誉为“ 川滇锁钥” , 同时也是“ 南方丝绸之路” 上重要的交通枢纽(图1)。 战汉时期, 会理属于西南夷中的邛都国地[1]。 由于受横断山脉的阻挡, 金沙江支流在此蜿蜒迂回, 使得会理境内地形复杂, 文化面貌也复杂多元[2]。 受西南地区普遍存在着文化滞后的影响, 会理青铜文化的年代范围也从战国时期一直延续到西汉早期。 纵观会理出土的青铜器遗存, 不仅有着明显的本地特色, 同时也反映了当时会理青铜文化与周边其他区域文化存在不同程度的交流。 这与不同部落的迁徙流动以及相互之间广泛的资源争夺、 交易等有着密切的关系[3]。 目前对于会理青铜文化的研究主要集中在考古遗物的类型划分、 青铜制作工艺以及遗物所体现的文化交流上, 但是对于其金属资源特别是本地相对较少的铅料来源以及文化之间互动联系的性质等问题关注较少。

本文通过对会理县出土铜矛进行合金成分和铅同位素分析等科技检测, 揭示其铅料的来源, 并以此为载体进一步展开讨论, 对战国至西汉早期会理先民的矿料选择以及与周边文化的互动等问题提出一些认识。

图1 会理铜矛器型及会理周边文化分布图Fig.1 Typology of bronze spearheads of Huili and cultural distribution around Huili

1 实验部分

选取了四件会理县新发乡郭家堡墓地出土的铜矛进行分析。 郭家堡墓地位于会理县东南的通安镇新发乡铜厂村, 该墓地的墓葬形制为石棺墓和长方形竖穴土坑墓, 出土遗物以青铜器多见, 陶器、 玉石器较少[4]。

本次选取的铜矛样品形制较为原始和粗糙, 均为柳叶形矛, 中部略起脊, 骹部无耳, 素面无纹饰(图1)。 和同时期周边其他文化的铜矛相比, 会理铜矛表现出鲜明的地方性。 李健民先生指出在战国时期滇文化流行叶状铜矛, 此外又出现许多新的型式。 长条形、 长三角形、 短三角形、 琵琶形等非叶状矛的增多, 以及极为繁复的装饰纹样, 是此时滇文化铜矛显著的时代特征[5]。 蜀文化的铜矛造型通常为带弓形耳和精美纹饰的柳叶铜矛[6]。 夜郎文化与会理联系也较多, 根据有无耳和叶的形态, 夜郎铜矛可分为曲刃无系矛、 蛇头形矛、 双系矛[7]。 此外, 会理瓦石田墓地出土的石质矛范中矛的造型和本次分析的铜矛极为接近[1]。 综合类型学与石范的双重证据, 这四件造型相对简单、 形制较为粗糙的素面铜矛, 应当是会理本地文化发展制作而来的。

为获得铜矛的合金成分数据, 并最大程度地减少实验过程中造成的样品损坏, 本实验选用便携式X射线荧光分析仪(Thermo Fisher Niton XL3t 900He)进行测试。 该设备采用高性能微型X射线管作为激发源, 工作电压为40 kV, 电流为100 μ A。 检测光斑范围直径为 3 mm。 采集数据时间设置为90 s。 测试时将pXRF设置为合金模式, 将样品表面锈蚀较少区域用砂纸打磨出金属本体进行分析, 将三次测试所得数据平均后获得最终结果(表1)。

表1 会理铜矛合金成分及铅同位素比值表 Table 1 Alloy composition and lead isotope data of Huili spearheads

铜矛样品的铅同位素分析制样工作在北京大学完成。 首先, 将大约10 mg的锈蚀样品用王水溶解。 随后将溶液澄清并用去离子水稀释定容至100 mL。 用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测量溶液中的铅含量, 并依据所得结果将溶液中的铅含量稀释至1 000 ppb。 然后将国际铊(Tl)标准溶液(SRM997)加入样品溶液中。 使用北京大学地球与空间科学学院的VG-ELEMENTAL型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对铜矛样品进行铅同位素测试, 每测试两个样品便测试一次SRM981。 结果与铅同位素国际标样SRM981相比, 测试误差均小于0.05%, 分析结果见表1。

2 结果与讨论

四件铜矛的合金类型丰富, 有铜铅二元合金(Cu-Pb)、 铜锡铅三元合金(Cu-Sn-Pb)、 铜铅锑三元合金(Cu-Pb-Sb)。 从铜矛的成分分析结果来看, 锡铅含量变化范围较大, 锡含量的范围是0.1%~23.5%, 铅含量的范围是3.19%~19.36%, 此外样品中还有少量锑元素。 如此大的合金成分波动范围和多样的元素组成均体现了会理先民青铜制作技术的不稳定性。 一般认为, 如果铅含量高于2%, 铜器中的铅应是由铅矿引入。 总体来看, 所有铜矛的铅含量都高于2%, 因此我们认为铅同位素数据指征了铅矿石的来源。

会理高铅铜矛铅同位素比值的206Pb/204Pb介于18.065~20.427之间, 207Pb/204Pb介于15.594~15.751之间, 208Pb/204Pb介于38.145~41.070之间。 根据铅同位素比值结果, 这批高铅铜矛可以分为A、 B两组, 即普通铅铜矛和高放射性成因铅铜矛。

2.1 会理铜矛的铅料来源

本次分析的铜矛样品铅含量波动范围大, 表明工匠对铅料的引入仍处于尝试阶段, 未形成稳定的合金配比, 这可能和本地自然资源背景密切相关。 地质勘查表明, 会理本地有着极为丰富的铜矿资源, 其铜矿储量占四川铜矿资源的82%[8]。 《蜀志》对会理所在的凉山州地区有这样的记载: “ 越嶲郡, 邛都, 南山出铜” 。 对会理其他地区出土铜器的研究成果也证实, 红铜占有很大比例是当地铜器合金配比的主要特点[9]。 不同于铜矿料, 会理本地的铅矿资源相对稀少。 与会理隔金沙江相望的云南东北部是中国著名的铅矿料来源地, 铅矿储量巨大。 对此, 史料多有记载。 如《华阳国志· 南中志》提及朱提郡堂螂县“ 出银、 铅、 百通、 杂药” 。 堂螂县位于今天云南巧家县东, 基本处于巧家、 会泽交汇地带。 这一地区铅矿的一个重要特点是带有高放射性成因铅特征。 据此, 金正耀先生提出了著名的高放射性成因铅来源的“ 西南说” [10]。 那么本次发现的四件高铅铜矛的铅矿料是本地来源还是外来资源就成为了进一步讨论的对象。 为了探究会理铜矛两类铅料的具体来源, 结合古文献与云南铅锌矿的分布位置, 找出云南地区可能作为会理青铜器铅料来源的矿带, 即巧家— 会泽铅矿带, 将它们的铅同位素数据与会理铜矛、 会理本地铅矿的数据进行对比, 结果见表2、 图2。

表2 会理本地铅矿与云南巧家-会泽地区铅矿的铅同位素比值表 Table 2 Lead isotope data of local lead ore in Huili and Qiaojia-Huize area of Yunnan

图2 会理铜矛与本地及云南会泽金沙厂铅矿铅同位素比值对比图Fig.2 Comparison of lead isotope data of Huili spearheads and lead ore of local and Yunnan Huize-Jinsha

由图2所示, 会理铜矛A组普通铅落在了本地铅矿的铅同位素比值范围内, 而B组高放射性成因铅落在了会泽永善金沙厂铅矿的比值范围内。 这表明会理先民不仅开采了会理天宝山铅锌矿床以提供部分铅料, 并且还利用了距离不远的云南永善金沙厂所出铅料。 结合器型所体现的文化因素来看, 不管是外来的高放射性成因铅矿料还是本地的普通铅矿料, 都在会理当地生产制作成铜矛。 可见, 金属原料的流通成为战国至西汉早期会理与云南东北部的青铜文化密切交流的证据。

2.2 会理青铜文化与夜郎文化的互动

中国西南部自古以来是多民族聚居区。 《史记· 西南夷列传》中记载: “ 西南夷君长以什数, 夜郎最大; 其西靡莫之属以什数, 滇最大; 自滇以北君长以什数, 邛都最大: 此皆魍结, 耕田, 有邑聚” 。 由此可见, 邛、 夜郎和滇是西南夷中势力最为强盛的三个民族集团, 而他们分别对应着凉山地区大石墓文化, 黔西滇东北的夜郎文化以及云南中部以滇池为中心的滇文化。 考古发掘及史料记载均表明, 当时这三个最大的西南地区古方国之间有相似的生活习俗[19]。 其中, 会理所在的川西南凉山地区青铜文化与会泽所在的滇东北夜郎文化之间确实存在过一定的文化交流。

凉山地区邛都文化的典型特征是使用了石棺墓和石板墓, 这两种形制的墓葬的出土器物也都具有独立文化特征。 紧邻凉山地区的云南东北昭通地区会泽县、 巧家县、 溪江县等地存在着邛都文化因素。 如昭通魁阁梁子墓地采集和出土的铜器、 陶器和石器与四川凉山大石墓内出土物相近。 巧家发现的西汉早期石棺墓, 明显受到邛都文化的影响。 就地域范围来看, 夜郎文化的滇东北分布区和四川大凉山仅一江之隔, 受到邛都文化的影响也是必然。 据此有学者通过对比分析川西南与黔西北至滇东北的考古材料, 认为早在先秦时期, 从川西南就已经存在一条通往昭鲁盆地的繁华通道, 川西南和滇东黔西地区的古代居民可能很早就已经存在着频繁的文化交流[20]。

铅同位素分析结果表明, 会理先民在制作铜矛时使用了滇东北的铅矿源。 考古工作也证实了邛都先民的一系列遗物在夜郎文化的控制范围区有所发现, 甚至邛都人的大石墓葬俗葬制也对当地产生了影响。 综上所述, 邛都先民为了获取滇东北的铅矿资源而向昭通会泽一带流动, 并且在获得铅矿料以后, 会理先民选择将金属原料运输到故地进而制作成器物。 可见, 对铅资源的追求可能是促进会理先民与周边地区交流的一个重要原因。

3 结语

对会理郭家堡墓地出土的四件铜矛进行了成分和铅同位素比值分析。 铜矛的器型特征表明, 其显著区别于周边其他文化的铜矛, 应是本地制成, 而非外来物品。 成分分析结果表明会理铜矛的合金类型多样, 其中铅含量均高于2%, 系人为添加。 铅同位素结果显示, 铜矛样品可以分为普通铅和高放射性成因铅两组, 指示了两种截然不同的铅料来源。 通过对比会理当地与周边铅矿的铅同位素数据, 可知普通铅原料来自会理本地的天宝山铅锌矿床, 高放射性成因铅矿料来自云南东北部的会泽永善金沙厂一带。 结合考古遗物与科技分析数据可知, 在战国至西汉早期会理邛都先民曾为了获取铅料而向云南东北部的昭通会泽一带迁徙移动, 并且与当地夜郎文化互动交流。

致谢: 实验测试过程中得到北京大学考古文博学院崔剑锋教授的帮助, 在此深表谢意!

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