科學家讓泥芯“開口” 講述青銅器產地故事
我們判定喬家院墓地青銅器泥芯的原料很可能來自南方紅土區域，且與盤龍城及左塚泥芯具有同源性。考慮到盤龍城及左塚所在地屬於楚國中心區域，據此推測此批青銅器系在楚地鑄造後輸入古麇地，這從另一角度講述了麇國爲楚所滅的歷史。
青銅器是中華民族文化的瑰寶，以其獨特的器型、精美的紋飾、典雅的銘文揭示了中華民族的鑄造工藝、文化水平和歷史淵源。
長期以來，關於青銅器礦料來源的研究已經取得豐碩成果，但是青銅器鑄造地的研究卻進展緩慢。
1月9日，記者從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，該所和中國科學院大學的研究人員，利用現代科技手段，在古代青銅器鑄造地研究上取得重要進展。他們發現，古麇地即湖北省十堰市鄖陽區喬家院墓地出土的青銅器，可能是楚國鑄造的。相關研究成果在線發表於《考古學與人類學科學》雜誌上。
殘留泥芯可能包含青銅器“出生地”信息
鑄造地與礦料來源是青銅器生產鏈條中非常重要的兩個環節。鑄造一件青銅器所用的金屬原料，比如銅錠、錫錠及鉛錠等，應當來自古代各金屬礦山，而現已發現的鑄銅作坊遺址多在古代城市遺址附近、遠離古礦冶遺址。這說明青銅器的鑄造地與礦源是不同的。
關於青銅器鑄造地的研究，人們長期採用考古器型學的研究方法。也就是通過系統研究青銅器的器型、紋飾和銘文等，總結出不同地區的典型風格特徵，並以此爲標準，判斷青銅器的產地。但是這種研究方法與研究人員的知識積累、經驗等有着密切的關係，受研究人員的主觀因素影響較大。且有時風格相同的器物也存在來自不同產地的可能。
近年來，鉛同位素及微量元素分析等方法在古代青銅器研究中備受關注，業已取得豐碩的研究成果。“然而，青銅器本身的鉛同位素和微量元素數據，主要反映的是青銅器礦料來源的信息，而不是青銅器的加工鑄造地信息。毋庸諱言，利用現代科技手段開展青銅器鑄造地研究，至今仍然是科技考古學中的一個難題。”中國科學院大學人文學院考古學與人類學系副教授羅武幹告訴科技日報記者。
和美索不達米亞、埃及等地以失蠟法爲主的鑄造工藝不同，陶範法是夏商周三代青銅鑄造技術的主流，它伴隨着我國青銅文化的始終。採用陶範法鑄造青銅器時，要經過制模、翻範、制芯、合範澆鑄等工序，器物鑄造完成後，泥芯常被封閉或半封閉在器物裡，一般不再取出，從而殘留於出土青銅器的耳、鋬、足等部位。
更重要的是，這種泥芯一般都是在鑄造地就地選土。“因此，青銅器中殘留的泥芯很可能包含着鑄造地信息。”羅武幹說，一件青銅器的出土地不一定就是其鑄造地，通過對古代青銅器內殘存泥芯的科技分析，即可判斷其鑄造地。
用科技手段破解青銅器鑄造地研究難題
目前，現代科技手段在古代青銅器鑄造地研究中已得到了廣泛應用，破解了青銅器鑄造地研究的難題。其中最常規的方法是利用X射線衍射分析、巖相分析等方法對古代青銅器內殘存泥芯進行物相及微觀結構分析。
同時，也可以利用波長色散X射線熒光光譜分析、原子發射光譜分析及中子活化分析等方法對泥芯的主量元素、微量元素組成及稀土元素特徵進行分析。另外，更爲巧妙的是，還可以利用植硅體分析技術揭示古代泥芯中的植硅體種類及其組合特徵。
比如，對泥芯中主量元素進行分析時，研究人員主要採用波長色散X射線熒光光譜分析法。“這種分析是利用X射線與物質產生的X射線熒光而進行的元素分析方法，採用探測器檢測特徵X射線熒光的能量和強度，從而實現定性和定量分析。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所博士生馬丁說，X射線熒光光譜分析具有快速、多元素分析、制樣簡單、重現性好、準確度高、非破壞性和對環境無污染等特點。
目前，研究人員已初步建立了古代青銅器鑄造地研究的方法，青銅器泥芯科技分析數據庫也已初具規模。
青銅器泥芯科技分析數據庫的建設，是古代青銅器鑄造地研究非常重要而基礎性的工作。“目前，我們分別建立了河南安陽殷墟商代鑄銅遺址、安陽任家莊商代鑄銅遺址、陝西扶風李家西周鑄銅遺址及侯馬鑄銅遺址、鄭韓故城遺址等地出土的古代陶範科技分析數據庫。”羅武幹說。
研究人員還對湖北武漢盤龍城遺址、左塚楚墓、喬家院墓地、九連敦墓地及河南南陽夏餉鋪墓地等地出土的青銅器中的泥芯進行了系統分析。
青銅器“戶口”可反映當時貿易文化情況
一般來說，不同地域的地質背景、土壤條件和植被狀況或多或少都會有差異，而這些差異都隱藏在黏土、草木灰等制範原料中。比如，前人的分析結果就表明，北方黃土含有較高的鈣、鎂、鈉等元素，而南方紅土中鈣、鎂、鈉等含量則非常低，兩者在主量元素上的差別非常顯著。
基於此，在羅武乾的指導下，馬丁系統分析了在古麇地即湖北省十堰市鄖陽區喬家院墓地出土青銅器泥芯中的主量元素、微量元素及稀土元素特徵。結果表明，喬家院墓地青銅器泥芯的元素特徵與南方紅土相似，而明顯異於北方黃土的地球化學特徵。
同時，在稀土元素地球化學特徵上，喬家院墓地出土青銅器的泥芯與山西侯馬出土的東周鑄銅陶範、陝西省寶雞市扶風縣出土的西周鑄銅陶範等差異較爲明顯，更接近楚國即湖北武漢盤龍城及荊門市左塚楚墓出土的泥芯。
“因此，我們判定喬家院墓地青銅器泥芯的原料很可能來自南方紅土區域，且與盤龍城及左塚泥芯具有同源性。”羅武幹說，考慮到盤龍城及左塚所在地屬於楚國中心區域，推測此批青銅器系在楚地鑄造後輸入古麇地，從另一角度講述了麇國爲楚所滅的歷史。
此前，羅武幹課題組還與河南省南陽市文物考古研究所合作，分析了南陽夏餉鋪鄂國墓地出土青銅器的產地，結果表明此批青銅器系在鄂國當地鑄造而成，但其使用了來自其他區域的金屬原料。相關成果發表在《微量化學雜誌》。
或許有人會問，弄清青銅器的鑄造地和銅料來源有什麼意義？
在羅武幹看來，通過青銅器產地與礦源的研究，可以瞭解青銅時代人類貿易、遷徙和文化交流路線，以及對礦產資源的開發利用、再分配及不同文明的交流與互動等情況，在青銅時代歷史研究中具有極其重要的學術價值。 （記者 陸成寬）