为什么这么早？对弗拉基米罗夫卡矿的放射性碳测年以及阿尔泰山脉地区冶金技术的出现

《Archaeological Research in Asia》：Why so early? Radiocarbon dating of the Vladimirovka mine and the emergence of metallurgy in the Altai Mountains

第四千纪早期中亚 Vladimirovka 矿经新 AMS 测年证实为东亚最早铜矿，其砷青铜冶炼技术早于传统观点认定的 Yamnaya 文化起源时间，挑战了西伯利亚冶金术东传的史观。

　　

叶夫根尼·V·沃迪亚索夫|奥尔加·V·扎伊特采娃|米哈伊尔·V·瓦武林

东哈萨克斯坦技术大学，谢里克巴耶夫街19号，乌斯季卡梅诺戈尔斯克070016，哈萨克斯坦

摘要

本文聚焦于弗拉基米罗夫卡矿（位于阿尔泰地区，属于阿法纳谢沃文化），其历史可追溯至公元前4千年的中期。新的放射性碳测年（AMS）结果显示，该矿是亚洲中部和东部最古老的矿场，这一发现表明阿尔泰地区的青铜冶金技术早于通常被认为是早期金属工匠迁徙至阿尔泰地区的经典雅姆纳亚文化。文章探讨了早期冶金技术出现的可能原因，并讨论了阿尔泰冶金技术的起源问题。我们的pXRF分析显示，在用于采矿的骨制工具上发现了高浓度的铜、铅和锌，这可能支持了该地区曾开采硫化物矿石的假设。此前公布的阿法纳谢沃文化的金属化学成分显示，其中含有异常高比例的砷铜，这种特征在亚洲早期青铜时代非常独特，与其他邻近地区（包括伏尔加-乌拉尔地区的雅姆纳亚文化）明显不同。东部雅姆纳亚文化中缺乏含砷的青铜制品，加之阿尔泰冶金技术的更早出现时间，这些证据对传统上认为雅姆纳亚人从伏尔加-乌拉尔地区迁徙至阿尔泰地区的观点提出了挑战。

引言

阿尔泰地区最早的青铜冶金技术的出现与阿法纳谢沃文化的传播有关。阿法纳谢沃人群首次带来了包括冶金和畜牧业在内的新型生产模式。他们定居在南西伯利亚、哈萨克斯坦东部的一些地区以及新疆和蒙古。他们生产铜制品、含砷青铜制品和黄金制品，并擅长处理铅和陨铁（Gryaznov, 1999: 50; Khavrin, 2008）。

传统上认为雅姆纳亚文化的东部地区是这些大规模迁徙的主要源头（Gryaznov, 1999; Morgunova, 2014a; Taylor et al., 2019; Polyakov, 2022）。基因研究也表明，阿法纳谢沃人群和雅姆纳亚人群在基因上没有明显差异（Allentoft et al., 2015; Narasimhan et al., 2019; Zhang et al., 2021; Wang et al., 2021）。

目前的放射性碳测年结果显示，阿法纳谢沃文化在阿尔泰地区的时间范围为公元前31至29世纪（Poliakov et al., 2019; Hermes et al., 2020），而早期的LSC测年数据则将阿法纳谢沃矿场的年代范围定为公元前38至25世纪。大卫·安东尼（David Anthony）认为雅姆纳亚人群是在公元前3000年后向东迁移到阿尔泰地区的（Anthony, 2021）。

尽管阿法纳谢沃文化覆盖范围广泛，且在该地区墓葬中发现了大量金属制品，但实际的矿场却极为罕见。目前在整个俄罗斯境内的阿尔泰地区，仅知有一处属于这一时期的矿场，即位于弗拉基米罗夫卡村西南5.5公里处的弗拉基米罗夫卡钴矿床（图1）。这些古代矿场位于海拔2公里以上的山顶，环境极其恶劣且不适合居住，这表明人们是有目的地在阿尔泰高地的偏远地区寻找矿石的。

1955年，在弗拉基米罗夫卡进行的地质勘探中，人们在约3米深的古代矿井中发现了大量矿工工具，其中包括保存在永久冻土中的有机材料（Bazhenov et al., 2002）（图2、图3）。一件来自弗拉基米罗夫卡的石制锤斧（图2A）根据同类文物被归类为阿法纳谢沃文化的产物（Kyzlasov, 1965; Grushin et al., 2006; Merts, 2014; Kungurov and Frolov, Ya.V., Filippova, O.G., 2019）。2013年的考古调查显示，该矿场有大约50个古代采矿坑（Grushin, 2015），这表明过去这里曾进行过大规模的采矿活动。

撰写本文的契机是1998年获得的一件来自弗拉基米罗夫卡矿场的木棍的放射性碳测年结果。该样本SOAN-3802的测年值为公元前4665±75年（校正后为公元前3528–3362年，1σ）。基于这一结果，弗拉基米罗夫卡被认定为西伯利亚最古老的铜矿（Bazhenov et al., 2002）。然而，这一年代远早于目前公认的阿法纳谢沃文化的时间范围。因此，我们决定对弗拉基米罗夫卡矿场的材料进行额外的AMS测年，以明确这一地区早期冶金技术的发展历程。

材料与方法

我们收集了两块木材样本，用于通过AMS方法进行测年。这些样本来自1955年在同一矿井中发现的两个形状相似的工具（图3A-B）。木材样本由台湾国立大学实验室进行了AMS测年。

这些采矿工具是角制楔子，长度为22–24厘米，用于敲打木芯。由于这类工具极为罕见，我们制作了它们的三维模型（链接：https://sketchfab.com/3d-models/horn-wedge-with-wooden-insert-2fdc6f951fc845b29d10c44b48eb5310

结果

最令我们惊讶的是，新的AMS测年结果证实了1998年获得的SOAN-3802样本的年代。第一件工具的样本NTUAMS-7808-1的测年值为公元前4800±47年（校正后为公元前3652–3382年，2σ）；第二件工具的样本NTUAMS-7810-1的测年值为公元前4554±48年（校正后为公元前3494–3095年，2σ）（表1；图4）。

根据现有数据，弗拉基米罗夫卡矿的年代可追溯至公元前4千年的中期（表1；图4）。因此，弗拉基米罗夫卡矿的年代比之前认为的还要早。

弗拉基米罗夫卡矿的采矿活动与阿法纳谢沃冶金技术的特点

除了年代问题外，另一个引人关注的问题是弗拉基米罗夫卡矿所开采矿物的种类。该矿床属于钴型矿床（Lebedev et al., 2019），主要矿物为钴矿和砷铁矿（Bazhenov et al., 2002）。多位地质学家指出，弗拉基米罗夫卡地区并未发现氧化铜矿（Bazhenov et al., 2002）。值得注意的是，地质学家在该地区发现了黄铜矿矿物……

阿法纳谢沃冶金技术的起源问题

阿法纳谢沃文化中砷铜的高含量在亚洲所有邻近地区都极为罕见。值得注意的是，含砷青铜制品在雅姆纳亚文化的东部地区并不常见，仅发现了4件砷含量超过1%的文物（占8.9%），且这些文物被认为直接来自高加索地区（Morgunova and Ryndina, 2019）。由此可见，阿尔泰地区的早期冶金技术……

结论

根据新的AMS测年数据，弗拉基米罗夫卡矿的年代可确定为公元前36至33世纪，这使其成为亚洲中部和东部最古老的矿场。所开采的矿物很可能是硫化物矿石。新研究表明，阿尔泰地区的冶金技术出现时间早于伏尔加-乌拉尔地区经典雅姆纳亚文化的形成。此外，伏尔加-乌拉尔草原地区的雅姆纳亚文化和萨彦-阿尔泰地区的阿法纳谢沃文化的金属生产方式也存在差异。

作者贡献声明

叶夫根尼·V·沃迪亚索夫：负责撰写初稿、项目管理、方法论制定及研究构思。奥尔加·V·扎伊特采娃：负责审稿与编辑、资源协调及方法论研究。米哈伊尔·V·瓦武林：负责数据可视化、软件应用及数据分析。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了哈萨克斯坦共和国科学与高等教育部科学委员会的资助（项目编号：AP26194541）。