【文化中国行 科技赋能典型案例】

    ◎本报记者 张盖伦

    高放射性成因铅是一种在我国商代青铜器中发现的特殊铅同位素特征。如今，它成为拨开千年迷雾、重绘战国时期东北亚地区金属贸易网络的关键。

    近日，中国人民大学历史学院、中国科学技术大学科技考古实验室、山东省济南市考古研究院等5家单位联合在《考古科学杂志》上发表论文，创新性提出日韩早期青铜器中的高放射性成因铅或来自我国山东。

    而此前几十年，学界主流观点均认为，这批铅料来自韩国东南部。一批在山东新发现的青铜器，11个采集的方铅矿石，成为挑战这一观点的关键证据。

    铅有四种稳定同位素，分别为204Pb、206Pb、207Pb和208Pb。其中，204Pb自地球形成以来就没有变化，其他三种同位素则由铀、钍等同位素衰变而来。根据后三种铅同位素与204Pb的比值高低，可将地球上的铅划分为高放射性成因铅和普通铅。

    上世纪80年代，我国学者金正耀发现，殷墟青铜器中大量存在高放射性成因铅，这也意味着铅同位素考古在我国诞生。

    这种铅大量存在于商代的青铜器和冶炼遗物中。随后，它们又神秘地消失了，似乎只是商代青铜器的一个特有标志。

    2019年，中国人民大学历史学院吴晓桐博士团队和山东省济南市考古研究院合作，对济南梁二村战国中期贵族墓葬出土青铜器开展研究。

    他们测量了这批青铜器的铅同位素。“我们马上发现，206Pb和204Pb的比值很特殊，它太高了。”吴晓桐还特意找测试团队确认，怕“弄错了”。

    结果，40余件青铜器中，近一半都具有曾在商代青铜器中发现的特征——存在高放射性成因铅！

    这让团队兴奋了起来。

    随后，团队又对山东临淄、平度、邹城等地的战国青铜器和冶炼遗物进行了系统采样和分析。他们发现，该地战国早期青铜器的铅同位素特征与同时期中原地区青铜器并无明显差异，但已经零星出现高放射性成因铅铜器。到了战国中期，高放射性成因铅铜器数量显著增多，且这种变化并不见于山东以外地区。

    团队推测，这些特殊矿料应该就在山东本地。

    地质学家对山东铅矿的研究并不多。和山东地质研究院沟通后，团队得知，在山东沂蒙山区，确实有人发现过一些不明年代的古老矿洞。

    老矿洞，藏着揭开高放射性成因铅身世之谜的密码。

    2022—2024年，研究团队5次赴山东五莲、沂水、淄川、安丘和莱芜等地调查铜铅矿。

    2023年，研究团队在山东省沂水县高庄镇西良村走访时，找到了2个已经废弃封填的古老矿洞。他们在洞口采集到剩余的矿石，利用随身携带的手持式X射线荧光光谱仪，现场测试为方铅矿，并采集了11件铅矿作为样本。

    “我们只想着带回去，再一步步研究。”吴晓桐说，但结果令人惊喜——这一批样本呈现出了高放射性成因铅特征！

    这是首次在山东发现高放射性成因铅铅矿。

    进一步的数据分析表明，样本铅同位素比值与山东高放射性成因铅铜器在铀铅图上存在22.9亿年的等时线关系，表明青铜器中的铅和铅矿是“同源”的，这些放射性成因铅源区年龄为古元古代（从距今约25亿年到距今16亿年期间）早期。

    山东这批战国时期青铜器中高放射性铅的来源，基本得以确定。

    然后，团队开始重新思考日韩青铜器中高放射性成因铅究竟从何而来。

    青铜业在东北亚和东南亚的建立和发展在不同程度上均受到中国的影响。日本学者早已发现，该国公元前4世纪至公元前2世纪的细形铜器中普遍含有高放射性成因铅。他们认为，这批铅料应该来源于朝鲜半岛铅矿。此前，我国环渤海地区长期缺乏战国中晚期至西汉早期的青铜器铅同位素数据，学者也否定了青铜器铅料从中国而来的可能性。“这是80年代以来持续40余年的主流学界观点。”吴晓桐说。

    但是朝鲜半岛南部的高放射性成因铅与日韩细形铜器的铅同位素相关数值并不能完全对上。

    拿到新的、来自山东的数据后，团队将其与日韩同时期青铜器进行了对比——日韩青铜器和山东青铜器及西良铅矿的铀铅和钍铅同位素比值都处于同一直线上！这表明了它们的同源性，而且，这种同源性比韩国南部铅矿的更高——它们“本是同根生”。

    在考古学家的一步步求索下，在铅同位素沉默却有力的验证下，一幅拼图终于完整呈现。团队可以更为自信地给出这个挑战主流观点的结论——日本和韩国发现的公元前4世纪至公元前2世纪的高放射性成因铅并非来自于朝鲜半岛，更可能来自于中国山东。这一结论，对当年中日韩的金属贸易网络提供了一个新的独特视角。

    “同位素考古可以讲出许多故事，我们还要进一步破译这些故事。”吴晓桐说。