我國(guó)商朝有燦爛的青銅文化，出土了大量精美的青銅器。有意思的是，最精美的青銅器似乎是在商朝中晚期的殷商時(shí)期突然出現(xiàn)的。在此之前，青銅器在甘肅、青海、山西等地有零星出現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員孫衛(wèi)東及其領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，從鉛同位素、錫礦等角度探討了殷商青銅器的物源。提出殷商早期具有高放射成因鉛同位素的青銅器可能來(lái)自非洲。論文發(fā)表在Nature出版集團(tuán)的Scientific Reports上。
1984年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士金正耀首次報(bào)道了商早期的青銅器中有高放射性成因鉛的現(xiàn)象，并且提出這種高放射性成因鉛來(lái)自云南邊陲的金沙。隨著越來(lái)越多的青銅器高精度鉛同位素?cái)?shù)據(jù)的發(fā)表，人們發(fā)現(xiàn)三星堆、盤(pán)龍城等與殷商時(shí)代接近的遺址中出土的青銅器均具有類似的高輻射成因鉛的特征。廣州地化所研究員朱炳泉和廣州大學(xué)教授常向陽(yáng)又有重要發(fā)現(xiàn)：殷商早期青銅器的高輻射成因鉛，與云南金沙的高放射成因鉛分布在不同的“等時(shí)線”上。青銅器高放射成因鉛落在25億年的等時(shí)線上，而金沙等地則是很年輕的鉛同位素。換句話說(shuō)——這兩個(gè)地方的鉛是不同的。從已發(fā)表的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)來(lái)看，現(xiàn)今中國(guó)境內(nèi)沒(méi)有這種具有高放射成因鉛同位素的鉛礦。
這種古老的高放射成因鉛非常少見(jiàn)。至少需要兩個(gè)重要的條件才能產(chǎn)出：年齡老且鈾/鉛比值高。要同時(shí)滿足上述條件，最佳區(qū)域是超過(guò)25億年的古老地質(zhì)體——“克拉通”中遠(yuǎn)離板塊俯沖的中心地帶。這是因?yàn)�，板塊俯沖過(guò)程中鉛比鈾更活動(dòng)，會(huì)使鈾/鉛比值降低。
華北是古老的克拉通地體，但是后期多次受到板塊俯沖的改造，發(fā)生了“克拉通破壞”，失去了產(chǎn)生這種鉛礦的條件。文獻(xiàn)中有報(bào)道銅礦峪黃鐵礦、黃銅礦中有類似殷商早期的鉛同位素，問(wèn)題是，黃鐵礦、黃銅礦中鉛含量非常低，不足以解釋青銅器中的鉛。那么會(huì)不會(huì)在銅礦峪有已經(jīng)用完的高放射成因鉛礦呢？為此，研究者們對(duì)銅礦峪銅礦進(jìn)行了研究。銅礦峪是一個(gè)商晚期就開(kāi)采的大型銅礦。形成于18億年前，其鉛同位素可以落在25億年等時(shí)線附近。但是，銅礦峪屬于古老俯沖帶，并不是形成古老高放射成因鉛同位素的最佳地質(zhì)背景。流體包裹體顯示銅礦峪成礦流體中除了銅以外確實(shí)有鉛和鋅，但是沒(méi)有任何錫。更重要的是，在銅礦峪附近出土的垣曲銅商朝青銅器冶煉遺址中，所有的爐渣和絕大多數(shù)青銅器鉛同位素屬于正常范圍，只有一件青銅器落在殷商高放射成因鉛同位素青銅器的區(qū)域。由于青銅器和爐渣的鉛同位素應(yīng)該接近，這些數(shù)據(jù)排除了銅礦峪作為高放射成因鉛同位素的來(lái)源。
此外，該文作者還討論了錫的來(lái)源問(wèn)題。錫是青銅器的關(guān)鍵元素。在華北地區(qū)迄今為止沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錫礦。如果華北沒(méi)有錫礦，我們商朝的祖先是如何突然發(fā)明了青銅器并且建立了全世界最燦爛的青銅文化？
從地質(zhì)條件來(lái)看，非洲、美洲和澳大利亞最有可能產(chǎn)出這種高放射成因鉛同位素。從全球范圍已經(jīng)發(fā)表的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)來(lái)看，美洲密西西比河谷型鉛鋅礦中有少量此類鉛同位素報(bào)道；澳大利亞也有少量此類鉛同位素。而非洲則是中國(guó)以外，唯一報(bào)道青銅器中有古老高放射成因鉛同位素的地方。考慮到美洲的古文明起始時(shí)間遠(yuǎn)晚于非洲，作者推斷非洲應(yīng)該是殷商早期具有高放射成因鉛同位素特征的青銅器的最可能的來(lái)源。
但是，如果商早期的青銅器真的是來(lái)自非洲，古人又怎么能把這種鉛從非洲運(yùn)過(guò)來(lái)呢？難道是我們的祖先到了非洲學(xué)了青銅的制造技術(shù)，然后又把原料買(mǎi)了回來(lái)？這樣，我們引以為豪的殷商文明豈不是非常落后？會(huì)不會(huì)是我們祖先原來(lái)在非洲生活，由于某種原因遷徙到中原地區(qū)，帶來(lái)了青銅器？這些都有待進(jìn)一步工作的驗(yàn)證。
論文信息：Sun, W. D., L. P. Zhang, J. Guo, C. Y. Li, Y. H. Jiang, R. E. Zartman, and Z. F. Zhang (2016), Origin of the mysterious Yin-Shang bronzes in China indicated by lead isotopes, Sci Rep-Uk, 6, doi: Artn 23304. 10.1038/Srep23304.
