1984年8月22日，哈佛大學(xué)張光直教授開(kāi)始了他在北京大學(xué)考古系為期兩周的系列演講。兩年后他的演講匯編成書(shū)，題為《考古學(xué)專題六講》，由文物出版社出版。張光直有一講談到夏商周三代遷都問(wèn)題。根據(jù)文獻(xiàn)記載，三代都曾有過(guò)遷都之舉。特別是商代，前后遷都共達(dá)13次之多。他認(rèn)為，青銅器在三代政治斗爭(zhēng)中占有中心地位。對(duì)三代王室而言，青銅器不是宮廷中的奢侈品、點(diǎn)綴品，而是政治權(quán)力斗爭(zhēng)的必要手段。沒(méi)有青銅器，三代的朝廷就打不了天下；沒(méi)有銅錫礦，三代的朝廷就沒(méi)有青銅器。此前有些研究者認(rèn)為華北大平原邊緣的山地出產(chǎn)銅錫，還提出了一些可能的產(chǎn)礦地點(diǎn)。張光直認(rèn)為，這些礦產(chǎn)地的蘊(yùn)藏量都很有限，只能供短時(shí)間的開(kāi)采利用，所以要不斷尋找新的產(chǎn)地。三代王都的遷徙，目的是接近礦源，方便采礦，追求作為政治資本的銅錫金屬。他將三代都城的位置與產(chǎn)礦點(diǎn)加以對(duì)照（圖1），認(rèn)為這些都城的遷徙，都是圍繞銅錫礦產(chǎn)地移動(dòng)的。  

        就在同一天，同在北京西郊，中國(guó)科學(xué)院主辦的第三屆中國(guó)科學(xué)史國(guó)際討論會(huì)，自上午開(kāi)始進(jìn)入論文發(fā)表日程。在這次討論會(huì)上，筆者報(bào)告了在殷墟青銅器中發(fā)現(xiàn)高放射成因鉛的研究結(jié)果。三代青銅生產(chǎn)所用的金屬原料，主要有銅、錫和鉛三種，它們都是經(jīng)過(guò)冶煉從礦石提煉出來(lái)的。無(wú)論銅礦還是錫礦，或自然界少量存在的天然銅金屬，都含有微量的金屬鉛。這些雜質(zhì)性質(zhì)的鉛同作為青銅生產(chǎn)原料之一的金屬鉛一樣，都是由四種穩(wěn)定的同位素204Pb、206Pb、207Pb和208Pb組成的。四種鉛同位素中，206Pb、207Pb和208Pb分別是由238U、235U和232Th放射衰變形成的，所以把它們叫做放射成因鉛。所謂「高放射成因鉛」，是指這三種鉛同位素含量特別高的金屬鉛。其中，由于206Pb相對(duì)于207Pb和208Pb增長(zhǎng)更多，所以用207Pb/206Pb和208Pb/206Pb這兩對(duì)比值表示時(shí)，高放射成因鉛比普通鉛數(shù)值小。

         在中國(guó)地質(zhì)上，高放射成因鉛的金屬鉛礦以及銅礦，在四川南部和云南東部及貴州接鄰的地區(qū)有發(fā)現(xiàn)，這一地區(qū)屬于中國(guó)西南部。筆者在報(bào)告中舉出了云南永善金沙及會(huì)澤等地礦山的數(shù)據(jù)，它們跟殷墟青銅器的高放射成因鉛數(shù)據(jù)十分接近。因此提出，殷墟時(shí)期黃河流域的青銅生產(chǎn)使用了來(lái)自中國(guó)西南，也就是長(zhǎng)江上游地區(qū)的金屬原料。因?yàn)殂U礦在華北平原出產(chǎn)地很多，西南地區(qū)的這種高放射成因鉛出現(xiàn)在黃河流域生產(chǎn)的青銅器中，實(shí)際上反映了西南地區(qū)銅錫礦原料輸入中原的事實(shí)。   

       這篇報(bào)告是中國(guó)第一篇將鉛同位素分析技術(shù)應(yīng)用于考古研究的科學(xué)報(bào)告，也是首次發(fā)現(xiàn)商代青銅器中含有高放射成因鉛。報(bào)告中將中原地區(qū)商代的青銅生產(chǎn)與中國(guó)西南地區(qū)礦產(chǎn)相聯(lián)系的結(jié)論，極大地沖擊了傳統(tǒng)的看法。報(bào)告發(fā)表之后，很快引起美國(guó)和日本研究者的注意。  

        但是，中國(guó)考古學(xué)家疑慮難消：從長(zhǎng)江上游的西南地區(qū)到華北平原的腹地，如此大的空間跨度，為甚么中間沒(méi)有考古發(fā)現(xiàn)的環(huán)節(jié)？然而就在兩年后，也就是1986年，從成都平原的三星堆傳來(lái)發(fā)現(xiàn)商代祭祀坑的消息；再過(guò)三年，在江西新干又發(fā)現(xiàn)商代大墓。   

       80年代的這些考古發(fā)現(xiàn)，引起了全世界的注目。

                   一　黃河流域：商代王都遺址與出土青銅器的鉛同位素比值

       90年代以來(lái)，由中日美科研人員組成的研究小組堅(jiān)持進(jìn)行關(guān)于中國(guó)出土青銅器合作研究，已經(jīng)完成很多重要考古遺址出土青銅器的鉛同位素以及化學(xué)組成研究。其中包括河南偃師二里頭和商城遺址、安陽(yáng)殷墟、湖北盤龍城、江西新干商代大墓、四川三星堆祭祀坑以及湖北隨州曾國(guó)墓地遺址等等。   

       按照目前中國(guó)考古學(xué)界大多數(shù)人的意見(jiàn)，位于河南省偃師縣境內(nèi)的二里頭遺址，是夏代王都遺址。研究人員對(duì)61件二里頭青銅器進(jìn)行了鉛同位素比值研究，對(duì)其中13件作了化學(xué)組成分析。這些成果揭示了二里頭時(shí)代青銅技術(shù)的發(fā)展高度（圖2），也揭示了探索中的夏代文明的若干重要?dú)v史面貌。我們特別注意到，在二里頭青銅器中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類似殷墟青銅器中的那種高放射成因鉛。   

       偃師商城和鄭州商城是商王朝早期的都城。偃師商城出土三件青銅器，鄭州商城出土二件青銅器和一件孔雀石銅礦樣品，以及屬于商代中期遺址的鄭州二里岡窖藏二件青銅器，經(jīng)過(guò)鉛同位素測(cè)定研究，發(fā)現(xiàn)其中五件青銅器和一件孔雀石都含有高放射成因鉛，它們的207Pb/206Pb都在0.70-0.80之間（見(jiàn)表1）。   

       殷墟時(shí)期是商代青銅器制作的鼎盛時(shí)期，一共178件殷墟青銅器的179個(gè)樣品經(jīng)過(guò)鉛同位素測(cè)定分析，結(jié)果表明，殷墟第一二期共82件青銅器中，有66件屬于含高放射成因鉛器物，比例占80%。第三期61件青銅器中，有23件屬于含高放射成因鉛器物，比例占38%。第四期36件中只有4件屬于含高放射成因鉛器物（參見(jiàn)圖3）。   

       根據(jù)以上鉛同位素研究結(jié)果，可以看出整個(gè)商代供應(yīng)黃河流域青銅器制作生產(chǎn)的主要金屬原料產(chǎn)地在不同時(shí)期的變化。具體說(shuō)來(lái)，從商代早中期一直到殷墟第二期，出產(chǎn)含高放射成因鉛的青銅原料的礦山是其主要原料供應(yīng)地。其它礦山產(chǎn)地來(lái)源的原料供應(yīng)只占很小比例。到殷墟第三期，含高放射成因鉛的青銅原料供應(yīng)量明顯減少，鉛同位素比值207Pb/206Pb在0.84-0.90之間的青銅原料占大部分。進(jìn)入第四期，絕大多數(shù)青銅器的鉛同位素比值207Pb/206Pb在0.88-0.90之間，這說(shuō)明第四期利用的主要青銅原料供應(yīng)地，與第三期相比又有所變化。   

       黃河流域的青銅器制作生產(chǎn)，到了三代中最后一個(gè)朝代的周代，很少見(jiàn)利用這種含高放射成因鉛的青銅原料。在陜西寶雞國(guó)墓地12件青銅器和山西晉國(guó)墓地71件青銅器中，只發(fā)現(xiàn)三件這種高放射成因鉛鉛同位素組成的器物。周代以及殷墟第四期少數(shù)這種高放射成因鉛的器物，可能屬于前代遺物或者舊有器物的重新熔煉和鑄造。

         二　長(zhǎng)江流域：商代遺址與出土青銅器的鉛同位素比值   

       長(zhǎng)江流域發(fā)現(xiàn)的商代遺址中，湖北盤龍城是商代中期的一處商城遺址，年代最早，出土的青銅器很多。江西新干商代大墓，墓葬年代在殷墟第二三期之間，出土青銅器475件。四川三星堆遺址的兩個(gè)祭祀坑，年代與新干大墓相近，也相當(dāng)于殷墟中期，其中出土了大量青銅面具、立人像等精美青銅器。   

       湖北黃陂盤龍城五件和白木港一件青銅器，經(jīng)過(guò)鉛同位素測(cè)定研究，有四件屬于含高放射成因鉛的器物；江西新干大墓出土11件青銅器，無(wú)論是中原青銅器風(fēng)格的容器，還是南方青銅文化特征的工具和武器，都屬于這種高放射成因鉛鉛同位素組成的器物，具體數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2。            

        在長(zhǎng)江上游成都平原的三星堆遺址，1986年發(fā)現(xiàn)兩個(gè)祭祀坑。我們從這兩個(gè)祭祀坑的出土青銅器物中，選取了包括面具、立人像、頭像、神樹(shù)、容器、武器和銅瑗等近50件器物共53個(gè)樣品，進(jìn)行了鉛同位素測(cè)定，它們?nèi)�部含有這種高放射成因鉛。          在對(duì)出土器物已經(jīng)進(jìn)行鉛同位素組成測(cè)定的這些商代遺址中，只有三星堆祭祀坑和江西新干大墓所出青銅器幾乎全部屬于這種高放射成因鉛。長(zhǎng)江流域這些商代青銅器中所含的高放射成因鉛與黃河流域商王都遺址出土青銅器中所含的高放射成因鉛，鉛同位素組成特征十分相似（圖4），它們應(yīng)該來(lái)自相同的礦山產(chǎn)地。            

        這種高放射成因鉛的金屬礦，在全世界都是十分少見(jiàn)的。目前所知，在中國(guó)的鄰近地區(qū)，只有朝鮮半島南部個(gè)別礦山和西伯利亞貝加爾湖附近的一處鉛鋅礦，是這種鉛同位素組成的高放射成因鉛。   

       長(zhǎng)江流域的周代遺址，例如湖北隨州出土春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期青銅器中，65件經(jīng)過(guò)測(cè)定分析，沒(méi)有一件含這種高放射成因鉛的。

                    三　從長(zhǎng)江流域到黃河流域：商代青銅業(yè)的原料流通

         從上述夏商周三考古遺址出土青銅器的鉛同位素研究結(jié)果（參閱表3），我們獲得很多知見(jiàn)。  

        首先，出產(chǎn)這種高放射成因鉛的青銅原料的礦山產(chǎn)地，主要開(kāi)采利用于商代，是黃河流域商王都的青銅業(yè)的主要原料供應(yīng)地。其開(kāi)發(fā)利用的具體時(shí)間，開(kāi)始于商建國(guó)之初，即偃師商城和鄭州商城時(shí)期；衰落和停止則在殷墟遺址。  

        殷墟四期以后以至周代，無(wú)論黃河流域還是長(zhǎng)江流域的遺址，出土含這種鉛的青銅器數(shù)量都很少，說(shuō)明該礦山地區(qū)在商代末期已經(jīng)停止大規(guī)模供應(yīng)中原青銅業(yè)生產(chǎn)。分析美國(guó)賽可樂(lè)博物館以及日本泉屋博古館收藏的商周青銅器，也發(fā)現(xiàn)大量商代青銅器含有這種高放射成因鉛，商以后時(shí)代含這種鉛的青銅器數(shù)量不多。  

        其次，含這種高放射成因鉛的青銅器中，既有只含微量鉛的紅銅器物或銅錫合金器物，也有將鉛作為原料成分之一有意加入的青銅器物。在鄭州商城出土含這種鉛雜質(zhì)的孔雀石，殷墟第三期也有這種鉛同位素組成的鉛錠出土。這就說(shuō)明，商代利用的這處重要礦山，是一處出產(chǎn)包括銅礦和鉛礦在內(nèi)的多金屬共生產(chǎn)礦地。  

        再次，在夏商兩代，黃河流域青銅器的制作生產(chǎn)集中在王都，而所需要的銅錫礦金屬原料則從出產(chǎn)地運(yùn)來(lái)。在這些王都遺址沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冶煉礦石必然會(huì)有的礦渣等遺物遺跡，所以，當(dāng)時(shí)采取的辦法，是在礦山產(chǎn)地將礦石經(jīng)過(guò)初步冶煉變成粗金屬后，再運(yùn)到王都的鑄造作坊。少量發(fā)現(xiàn)于商王都遺址的孔雀石，可能是出于其它目的從產(chǎn)地直接運(yùn)來(lái)的。黃河流域的王都是政治中心和青銅器的鑄造生產(chǎn)中心，長(zhǎng)江流域的商代遺址則性質(zhì)有所不同。在所有這些研究過(guò)的商代遺址中，只有江西新干大墓和四川三星堆祭祀坑青銅器幾乎全部含這種高放射成因鉛。因此，這一多金屬共生礦產(chǎn)地應(yīng)該位于長(zhǎng)江流域。   

       在華北平原的西部邊緣有像中條山這樣的銅礦，但中國(guó)的銅礦產(chǎn)地特別是錫礦產(chǎn)地主要還是在長(zhǎng)江流域。像安徽境內(nèi)的銅陵，曾發(fā)現(xiàn)古代開(kāi)采遺跡；湖北盤龍城商城遺址附近，也有著名的銅錄山銅礦；在江西有瑞昌銅礦，曾發(fā)現(xiàn)古代采礦遺址。這些銅礦都有可能在商代被不同程度地開(kāi)采利用，但它們的銅礦石及冶煉遺物，經(jīng)過(guò)鉛同位素分析，結(jié)果不屬于這種高放射成因鉛。所以，商代含高放射成因鉛的青銅原料的重要礦山產(chǎn)地，要到這些古代礦山之外的地區(qū)去尋找。   

       長(zhǎng)江流域上游即中國(guó)的西南地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，蘊(yùn)藏豐富的銅礦資源，也有豐富的錫礦資源。四川三星堆青銅器全部含有高放射成因鉛；漢代主要分布于西南地區(qū)的搖錢樹(shù)，經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)也屬于這種高放射成因鉛。結(jié)合前述地質(zhì)資料，商代長(zhǎng)時(shí)期、大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的高放射成因鉛金屬原料，應(yīng)該屬于西南地區(qū)的物產(chǎn)。該地青銅原料資源從長(zhǎng)江上游地區(qū)，經(jīng)中游的湖南、湖北和江西，再到黃河流域的商王都所在地，流通道路長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里，影響所及的地區(qū)遍及長(zhǎng)江和黃河兩大流域的大部分地區(qū)（圖5）。另一條通路，從成都平原越秦嶺而至關(guān)中，是秦漢時(shí)開(kāi)通的重要信道，但更加艱險(xiǎn)。所以，商代運(yùn)輸西南地區(qū)的青銅原料資源，走沿長(zhǎng)江而下的路線可能性更大。            

        高放射成因鉛為何在殷墟第三期以后不再普遍出現(xiàn)于青銅生產(chǎn)中，原因有待探討。或有可能是隨著商王朝國(guó)力衰弱，此原料供給線得不到保障；或有可能是原礦山高品質(zhì)礦石蘊(yùn)藏量有限，經(jīng)過(guò)從商初到殷墟中期長(zhǎng)期開(kāi)采利用，必然有漸趨竭盡的一天。但后代仍可見(jiàn)斷續(xù)的開(kāi)采活動(dòng)，除了搖錢樹(shù)的例子外，漢唐時(shí)期流通分布于西南以外各地的玻璃制品，其中也有含這種高放射成因鉛的。

          四　商代青銅文明的地域范圍與遷都問(wèn)題

          自然科學(xué)與考古學(xué)的聯(lián)姻，常常會(huì)有意想不到的收獲。商代青銅器中普遍存在高放射成因鉛的發(fā)現(xiàn)，揭示了長(zhǎng)江、黃河兩大流域廣袤地域范圍青銅文明物質(zhì)遺存之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示了商代青銅業(yè)原料和制品的生產(chǎn)和流通關(guān)系，同時(shí)也為進(jìn)一步探討兩大流域之間青銅文明的傳播和交流提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。由于商代早期中期直到殷墟中期開(kāi)采利用的主要青銅原料產(chǎn)地已經(jīng)遠(yuǎn)在長(zhǎng)江流域，所以，商代不惜巨大政治和經(jīng)濟(jì)成本頻繁遷徙王都是為了追逐黃河流域礦產(chǎn)地的假說(shuō)，是不能成立的。三代為甚么頻繁遷都，涉及中國(guó)上古史國(guó)家和文明的起源和成立，有待繼續(xù)探索。    

       進(jìn)一步的問(wèn)題，商代長(zhǎng)期開(kāi)采利用的這一具有高放射成因鉛同位素組成特征的青銅金屬礦產(chǎn)地區(qū)，具體究竟在西南甚么地方？這已經(jīng)是二十一世紀(jì)中國(guó)考古學(xué)的重要學(xué)術(shù)課題。新的發(fā)現(xiàn)和新的解答，緊隨其后出現(xiàn)又一個(gè)歷史之謎，這正是探索遠(yuǎn)古常有的引人入勝之處。