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用铅同位素特征研究中国古代铅(钡)玻璃
作者:姜中宏 张勤远  文章来源:硅酸盐学报  点击数  更新时间:2007/7/10 17:21:04  文章录入:paulee  责任编辑:牧之

图1 古玻璃饰品铅同位素比值分区
Fig.1 Characteristics of lead isotope ratios of ancient lead artifacts from different places
1
——China; 2——Egypt; 3——Greece; 4——Mesopotamia & Iran;5——Japan; 6——England; 7——Spain, Wales, Sardinia

  根据Brill及美国标准局Barnes,Deal等人1984年发表的数据[1,2],取中国古代玻璃铅同位素比值208Pb/206Pb对207Pb/206Pb作图(见图1).图上可分为三个区域,其中左下角的中国区,他们认为是中国云南地区的铅矿的铅同位素比值特征,在右上角的中国的两个区域,其铅同位素比值与西班牙、英格兰、意大利、土耳其、希腊等地有一相当大的距离,由此他们得出了中国与国外的铅矿铅同位素比值有明显区别的结论,国内外学者对此深信不疑.但是,根据我们收集和整理的中国大部分地区铅矿铅同位素比值数据(见表1,2),发现并没有与Brill所标出的左下角中国区相对应的中国铅矿铅同位素比值 (包括云南及其他西南地区) .中国铅矿铅同位素比值范围一般在208Pb/206Pb=2.0539—2.3002之间,207Pb/206Pb=0.8267—0.9605之间,比Brill所圈定的范围大很多,其中不仅包括右上角中国的两个区域,而且也包括了西班牙、意大利,希腊等部分欧洲地区的铅矿铅同位素比值区(见图1虚线区域). 众所周知,古希腊和古罗马也是文明古国,其历史可以上溯到公元前30—5世纪,古希腊在公元前30—20世纪称为爱琴文化(Aegean civilization)时期,在公元前753年古罗马进入王政时代(period of Rex in Rome),建成奴隶制大国,此时正是我国春秋(公元前770—476年)时期,因此有必要考证此时期古罗马和希腊能否生产铅玻璃或铅钡玻璃. 从研究古代玻璃的专著中了解到,古罗马玻璃成分、形状、生产年代与中国古玻璃迥然不同,很容易排除中国先秦玻璃来源于古罗马.至于古代希腊,有人认为也可能制造出铅(钡)玻璃,但玻璃中未发现有钡[10],所以含铅钡玻璃不可能产于希腊,不过中国古代玻璃也有只含铅不含钡的,如Brill研究的编号为82的黑色耳王当玻璃(年代定为公元前2世纪至公元2世纪),玻璃含61.9%PbO,27.9%SiO2,不含钡.因此,除非拿出更具说服力的证据,否则仍不能肯定这些先秦及汉代的铅玻璃来自于希腊.本工作是将Brill及其它著作中测定的铅同位素比值,且年代推断为公元前的中国古代玻璃,与图1的中国区(虚线部分)及中国与希腊重叠部分铅同位素比值进行对比,发现这些玻璃的铅同位素比值都只落在非重叠的中国区部分,而与希腊等地铅矿铅同位素比值差别较大,从而排除这些铅玻璃来源于国外之可能.

表1 我国铅矿床铅同位素比值特征
Table 1 Lead isotope ratios of Chinese lead-deposits

  206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb 208Pb/206Pb 207Pb/206Pb
China 15.93—19.25 15.06—16.02 35.80—40.82 2.0539—2.3002 0.8267—0.9605
North of China 15.93—18.50 15.06—15.99 35.80—39.29 2.0834—2.3002 0.8507—0.9605
South of China 17.76—19.25 15.21—16.02 37.19—40.82 2.0539—2.2069 0.8267—0.8668

表2 我国部分矿床铅同位素比值特征
Table 2 Lead isotope ratios of some Chinese lead_deposits

Area

 208Pb/206Pb

 207Pb/206Pb

Area

 208Pb/206Pb

 207Pb/206Pb

Liaoning Bajiazi 2.1918 0.9223 Hunan Tongshanling 2.1280 0.8414
Liaoning Yangjiazhang 2.2448 0.9291 Hunan Tongshanling 2.1062 0.8334
Liaoning Xingling 2.1907 0.9392 Hunan Taoling 2.1167 0.8533
Liaoning Qingchengzi 2.1714 0.8791 Hunan Taoling 2.1471 0.8500
Liaoning Qingchengzi 2.1601 0.8707 Hunan Caishan 2.1107 0.8321
Liaoning Qingchengzi 2.1369 0.8669 Hunan Huangshaping 2.0983 0.8472
Liaoning Qingchengzi 2.1668 0.8827 Hunan Huageng 2.1419 0.8631
liaoning Gaiping 2.1411 0.8649 Hunan Taoling 2.1708 0.8617
Liaoning Lianshanguan 2.1372 0.8639 Hunan Shaodong 2.1169 0.8564
Jiling Jian 2.1269 0.8730 Hunan Qitianling 2.1183 0.8519
Jiling Jian 2.1650 0.8748 Hunan Shuikoushan 2.1356 0.8442
Jiling Jian 2.1878 0.8846 Hunan Shuikoushan 2.1044 0.8401
Neimengu Baiyunebo 2.2777 0.9512 Hunan Shuikoushan 2.1194 0.8528
Neimengu Baiyunebo 2.2475 0.9573 Hunan Dongpuo 2.0815 0.8369
Neimengu Baiyunebo 2.2426 0.9605 Hunan Dongpuo 2.0695 0.8379
Hebei Pangjiabao 2.2825 0.9298 Hunan Shizhuyuan 2.1440 0.8414
Hebei Pangjiabao 2.3002 0.9347 Guangdong Guidong 2.1171 0.8549
Hebei Pangjiabao 2.2819 0.9339 Guangdong Dabaoshan 2.0557 0.8426
Hebei Masou 2.2780 0.9219 Guangdong Dabaoshan 2.0837 0.8541
Hebei Qingshankou 2.2520 0.9537 GuangdongDajiangping 2.1701 0.8501
Hebei Wujiapao 2.2253 0.9223 Guangdong Dajiangping 2.1599 0.8609
Hebei Fangjiachong 2.2693 0.9381 Guangdong Dajiangping 2.1583 0.8683
HebeiChichengYanggou 2.1987 0.9145 Guangdong Jinxingling 2.1266 0.8526
Hebei Shuiguankou 2.2335 0.9341 Guangdong Jinxingling 2.1806 0.8558
Hebei Huailai 2.2389 0.9391 Guangdong Jinxingling 2.1191 0.8507
Hebei Huailai 2.2442 0.9409 Guangdong Zhongshan 2.1096 0.8668
Hebei Dahaituo 2.1437 0.9072 Guangdong Shiziling 2.1015 0.8476
Hebei Guyuan 2.1918 0.9123 Guangdong Shiziling 2.2069 0.8559
Hebei Chaijiaying 2.2316 0.9178 Guangdong Shiziling 2.1888 0.8482
Hebei Guyuan 2.2015 0.9060 Guangdong Shiziling 2.1279 0.8529
Shandong Xingcheng 2.2258 0.9139 Guangxi Fuzichong 2.0938 0.8267
Shandong Guojialing 2.1628 0.8858 Guangxi Fuzichong 2.0991 0.8309
Shandong Linglong 2.1949 0.8958 Guangxi Furongchang 2.1339 0.8525
Shandong Luoshan 2.1998 0.9014 Guangxi Dachang 2.0796 0.8440
Shandong Guojiadian 2.2131 0.9069 Guangxi Dachang 2.0632 0.8362
Shandong Luanjiahe 2.2347 0.8839 Guangxi Dachang 2.0951 0.8441
Shandong Gangshan 2.1648 0.8960 Guangxi Dachang 2.0823 0.8387
Shanxi Yingtonzi 2.1170 0.8507 Yunnan Lanping 2.0887 0.8451
Shanxi Yingtonzi 2.0834 0.8643 Yunnan Louping 2.1265 0.8488
Shanxi Yingtonzi 2.1054 0.8641 Yunnan Yaoan 2.1274 0.8555
Jiangsu Panshishan 2.1244 0.8726 Yunnan Gejiu 2.127 0.842
Henan Tongbaishan 2.2094 0.8998 Yunnan Gejiu 2.115 0.8502
Anhui Dishuiya 2.165 0.861 Yunnan Huize 2.1504 0.8597
Anhui Huangshanling 2.106 0.854 Yunnan Huize 2.1360 0.8532
Anhui Hengshanyou 2.1407 0.8587 Yunnan Huize 2.0540 0.8348
Anhui Qingyang 2.0796 0.8556 Yunnan Huize 2.0831 0.8039
Anhui Qingyang 2.0875 0.8512 Yunnan Huize 2.1151 0.8452
Anhui Guichi 2.0864 0.8459 Yunnan Huize 2.1128 0.8599
Anhui Guichi 2.0903 0.8238 Yunnan Huize 2.0863 0.8257
Anhui Tongling 2.1027 0.8341 Yunnan Huize 2.1130 0.8461
Zhejiang Daishan 2.0896 0.8373 Yunnan Huize 2.1572 0.8433
Zhejiang Tongyanshan 2.1466 0.8512 Yunnan Huize 1.9697 0.7624
Zhejiang Dalingkou 2.1502 0.8539 Guizhou Yuqing 2.1521 0.8766
Zhejiang Zhujia 2.1056 0.8500 Guizhou Shuicheng 2.1082 0.8442
Zhejiang Anxia 2.1006 0.8478 Guizhou Shuicheng 2.088 0.8375
Zhejiang Wubu 2.0978 0.8536 Guizhou Sinan 2.1520 0.8507
Zhejiang Sunken 2.0969 0.8429 Guizhou Renhuai 2.0979 0.8205
Zhejiang Longzhushan 2.1027 0.8486 Guizhou Puan 2.1356 0.8535
Jiangxi Wushan 2.1289 0.8531 Guizhou Puan 2.1337 0.8581
Jiangxi Wushan 2.1311 0.8515 Guizhou Wanshan 2.1228 0.8589
Jiangxi Chengmenshan 2.1206 0.8505 Guizhou Wanshan 2.0909 0.8479
Jiangxi Chengmenshan 2.0765 0.8554 Guizhou Wanshan 2.1337 0.8631
Guizhou Wanshan 2.1692 0.8644

  Note: Lead-isotope data are from ref. 39.

`NextPage`

  除玻璃以外,有关中国出土的先秦时期“蜻蜓眼”及Faience是否是从国外引入的,也一直是争论的焦点问题之一.本研究将其与中国铅矿铅同位素比值数据加以比较,证实这些中国出土的先秦墓葬物也是中国制造的.

18-2.gif (8359 bytes)

图2 中国先秦时期玻璃铅同位素比值图解
Fig.2 Diagram of207Pb/204Pb versus206Pb/204Pb
1
——North China; 2——Central area; 3——South China(data in figure are from ref.5)

  (1) 蜻蜓眼
  在尼罗河、两河流域(幼发拉底河和底格里斯河)及中亚、西亚出土的上釉陶珠和玻璃珠中都有大量“蜻蜓眼”饰物,Качалов的《玻璃》[11]一书中还登载有中亚出土的公元前3—2世纪“蜻蜓眼”不透明玻璃珠的彩色照片及说明. 许多人认为“蜻蜓眼”为两河流域及中西亚地区的发明,因此认为中国出土的先秦“蜻蜓眼”很像是国外的制品. 我们根据Brill的铅同位素分析结果,得出中国“蜻蜓眼”的铅同位素比值处于中国区域内与国外不重叠区,甚至还可以将这些“蜻蜓眼”等分别归属于不同的中国地理区域内(见图2). 有些玻璃与中国某些地区铅矿同位素比值几乎是相同的,说明这些中国先秦墓葬出土的“蜻蜓眼”确属中国制造而非域外产品.
  (2) 西周管珠中Faience类物质
  人们普遍认为Faience发明于中东地区,并在此基础上才发明了玻璃,在中亚及西南亚发现有大量古代Faience,其制作年代都很早,一般认为Faience只有国外才有.根据故宫博物院院刊及其它考古文献记载[12],我国目前出土年代最远的玻璃出自西周弓鱼伯墓,据考古报告,“该物为不透明的烧结料珠,其内部为石英质,外部有铅釉玻璃”. 中国Faience的出土对决定先秦铅(钡)玻璃的来源是非常重要的,因为若中国Faience来源于域外,则中国早期墓葬中的玻璃饰物当然也完全有从异国传入之可能. 我们研究了弓鱼伯墓Faience料珠表层铅同位素比值,得出此数值落在远离埃及等中东地区铅同位素比值的中国区,可以确信其为中国原料之制品.
  过去对铅玻璃的研究,从成分分析到铅同位素比值的判断,都说明了铅玻璃产于中国,但未回答铅玻璃最先出现于中国之缘由. 玻璃制备技术最早出现于尼罗河及两河流域,例如在巴比伦的Tellumar地区,发现有公元前17世纪楔形文字记载的玻璃制造方法泥板块(相当于我国夏朝,我国出土最古老的玻璃为西周初期),可见其在技术和原料都具备制造玻璃的条件. 但是,何以最古老的铅(钡)玻璃独出于中华大地?此事颇奈人寻味. 若从铅(钡)玻璃的熔炼工艺技术条件来分析,就不难发现,高铅(钡)的玻璃熔体对坩埚材料侵蚀性很强, 仿照部分古代铅(钡)玻璃成分,我们在不同材料坩埚中熔炼了部分仿古玻璃[13],实验发现所有用于试制的陶质坩埚都很快被穿洞, 可见制备高铅(钡)玻璃的关键在于要利用烧结瓷化良好的坩埚材料. 众所周知,瓷器发明于中国,最早的瓷器称为原始瓷,可上溯到商代(公元前16世纪),根据《中国陶瓷史》[14]记载,“我国原始瓷在黄河中下游地区的河南、河北、山西和长江 中下游地区的湖南、湖北、江西、苏南等商代中期遗址和墓葬中都有出土,其创制时间也不会晚于商代中期”,“到了西周时期原始瓷器的烧制工艺又在商代后期的基础上有了新的发展和提高,考古工作者在北京、河北、山东、河南、山西、陕西、安徽、湖北、江苏、浙江、江西等部分西周文化遗址和墓葬中,都曾发现有原始瓷”.原始瓷的出现,为中国铅(钡)玻璃的熔炼创造了必要条件,而西周、春秋战国以及秦汉之际出土铅(钡)玻璃的地区都处于原始瓷出土地区,所以大量古代铅(钡)玻璃在中国出土决非偶然.
  综上所述,可以得出
  (1)中国古代早期的铅(钡)玻璃是用中国铅矿原料制造的.
  (2)通过对“蜻蜓眼”和Faience的铅同位素比值分析,认为本工作研究的中国出土的先秦时期“蜻蜓眼”和Faience是中国制造的.

1996年6月17日收到.
通讯联系人:姜中宏,男,67岁,教授,博士生导师,中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800.

参 考 文 献

1 Barnes L, Brill R H, Deal E C.中国早期玻璃的铅同位素研究. 见:中国古玻璃研究, 1984年北京国际玻璃学术论文集, 北京:中国建筑工业出版社,1984:199
2 Brill R H, Shirahata H. Lead_isotope analyses of some asian glasses. In: Proc 17th Inter Congress on Glass(Beijing),Vol 6——Glass Technology,Glass Archeometry, Beijing: International Academic Publishers, 1995:491
3 陈毓蔚,毛存孝,朱炳泉. 我国显生代金属矿床铅同位素组成特征及其成因探讨. 地球化学,1980;9(3):215
4 陈毓蔚,朱炳泉. 矿石铅同位素组成特征与中国大陆地壳的演化. 中国科学 B辑,1984;14(3):270
5 李 石,王 彤. 桐柏山花岗岩类Pb,O,Sr同位素特征. 地球化学,1994;23(1):80
6 王启超,马俊良,张建中. 河北灵寿阜平接壤地带麻棚金矿田的地球化学特征及矿床成因. 地球化学,1995;24(1):56
7 李耀菘. 沽源火山岩盆地的U-Pb同位素体系演化与铀成矿作用. 地球化学,1990;19(4):286
8 周维全,周全立. 云南兰坪铅锌矿床铅和硫同位素组成研究. 地球化学,1992;21(2):141
9 魏元柏. 浙东南地区脉状和层状铅锌矿床的稳定同位素研究. 地球化学,1992;21(2):125
10 于国成,陈志云. 公元前的玻璃、搪瓷技术发展史事摘要(续). 玻璃与搪瓷,1993;21(5):40
11 Качалов Н. Стекло. Москва: Изд Академии Наук СССР, 1959:84—86
12 于国成,陈志云. 公元前的玻璃、搪瓷技术发展史事摘要. 玻璃与搪瓷,1993;21(4):46
13 姜中宏,高文燕. 中国古代玻璃物化性能的研究. 玻璃与搪瓷,1990;20(1):39
14 中国硅酸盐学会主编. 中国陶瓷史. 北京:文物出版社,1982:79—80

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