来源、工艺与交流：对新疆出土的金箔（公元前6至前3世纪）的首次全面科学分析

《Archaeological Research in Asia》：Source, craftsmanship, and exchange: The first comprehensive scientific analysis of gold foils unearthed from Xinjiang (6th–3rd centuries BCE)

本研究对新疆出土的16块战国至汉早期金箔进行系统性古金属学研究，利用SEM和LA-ICP-MS分析发现：金箔厚度40-50μm，锡、铂含量显著，Qiangkanhe遗址金箔汞含量高达30%，排除人为添加；铅同位素显示部分源自俄罗斯阿尔泰地区，Fuyun县及苏顿布拉克文化金箔则来自天山-北山地区。该成果揭示了早期草原文化黄金原料采购网络及跨区域技术交流。

　　

陈电|张良仁|李超|张杰|孙东阳

中国科学院大学考古学与人类学系，北京 100049，中国

摘要

本研究首次系统地分析了中国古代黄金制品所使用的原材料的来源，重点研究了从中国新疆考古遗址中发掘出的16片金箔碎片，这些金箔可追溯至公元前6至3世纪。大多数样本属于帕兹雷克文化，其中一片属于苏奥敦布拉克文化。通过扫描电子显微镜（SEM）和激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS），我们分析了这些金箔的表面形态、元素组成和铅同位素比值。这些金箔的厚度均匀，为40–50微米，其元素特征与冲积金一致，包括锡浓度超过100 ppm和铂超过20 ppm。值得注意的是，来自羌坎河遗址的一些金箔含有异常高的内源性汞含量（有些高达30%），排除了人工添加的可能性。铅同位素分析显示了不同的来源区域：羌坎河的金可能来自俄罗斯的鲁德尼阿尔泰地区，而富蕴县和苏奥敦布拉克文化的金似乎来自天山-北山地区。这些发现为了解古代黄金工艺、原材料采购以及帕兹雷克文化及其邻近群体的交流网络提供了新的见解，并为进一步研究早期中国黄金制品奠定了基础。

引言

几千年来，黄金因其独特的光泽、延展性和化学稳定性而吸引了人类社会。尽管偶尔能发现天然金属形式的黄金，但由于其稀缺性，早期的人类对其使用受到限制，大规模开发始于青铜时代，这与冶金技术的发展密切相关（Ma, 2009）。在中国，黄金作为一种外来材料被引入，其采用受到了与西方国家交流的影响（Liu, 2020）。到公元前8世纪的周朝时期，黄金已成为声望和权力的象征，可能是通过与西部和北部游牧民族的交流而传播开来的（Rawson, 2017）。这些交流促进了中国对黄金的日益重视，黄金越来越多地被用于丧葬习俗和精英装饰中（Wang, 2022）。

尽管中国拥有丰富的黄金制品遗产，但该领域的研究范围往往有限。早期的研究主要集中在风格和类型学分析上，科学调查相对较少。直到近二十年，对出土黄金制品的技术分析才开始兴起。利用光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等技术，研究人员揭示了镀金方法、金箔锤打工艺和珠子制作技术等重要信息（Wang et al., 2013; Cheng et al., 2019; Tan et al., 2020）。然而，关于黄金材料来源的研究仍然很少。一些初步的研究采用了便携式X射线荧光（PXRF）和能量色散光谱（EDS）等方法来分析黄金制品的主要元素组成（Liu et al., 2021; Xian et al., 2022）。尽管这些研究具有开创性，但经常遇到数据解读错误和推测性结论等问题。它们缺乏连贯的分析框架，限制了可靠追踪黄金原材料来源的能力。

相比之下，国际上对考古发掘出的黄金制品的地质来源研究通过应用先进的化学分析方法取得了显著进展（Guerra and Calligaro, 2004）。早期的研究，如Hartmann在20世纪70年代和80年代对史前黄金制品的广泛分析，是根据银（Ag）、铜（Cu）、锡（Sn）、镍（Ni）和铂（Pt）等元素对黄金类型进行分类的（Hartmann, 1982）。然而，这些研究没有系统地描述自然金来源，因此在建立直接来源联系方面存在局限性。最近的进展采用了高灵敏度技术，包括结合激光烧蚀的质量谱法进行微量元素分析，将黄金制品与自然金矿进行比较。例如，LA-ICP-MS和MC-ICP-MS分析提供了关于伊比利亚金来源的新数据（Nocete et al., 2018），并证明爱尔兰的铜石器时代和早期青铜时代的黄金可能来自非本地来源（Standish et al., 2015）。除了分析黄金本身的元素组成外，研究还进行了微量元素分析，甚至对黄金制品中的包裹体（如铂族元素（PGE）进行了锇同位素分析，以精确定位来源（Jansen et al., 2016; Zaykov et al., 2018）。另一个值得注意的发展是铅同位素分析的应用，尽管存在技术挑战，如黄金中铅含量低和汞的同位素干扰（Standish et al., 2013）。最近使用铅同位素技术的研究包括尼泊尔桑宗遗址（公元450–650年）的黄金制品（Massa et al., 2019）、凯尔特金币以检测来源变化（Bendall et al., 2009），以及罗马尼亚罗西亚蒙塔纳的金银矿石（Baron et al., 2011）。这些研究展示了铅同位素在揭示黄金采购、再利用以及黄金在早期社会中的更广泛社会文化意义方面的潜力。

基于我们之前的工作，即对南阳东汉时期黄金珠子的铅同位素分析表明其并非来自中原地区（Chen et al., 2024），本研究采用了更为全面的分析策略，以生成更高分辨率的古代黄金制品数据。在新疆考古与文物研究所的支持下，我们研究了一组可追溯至公元前6至3世纪的金箔，主要与帕兹雷克文化相关。虽然早期的研究集中在风格和图像学解释上，但本研究通过使用先进技术（包括SEM和LA-ICP-MS）来探讨这些制品的成分、制造技术和来源，填补了这一重要空白。

样本

本研究共分析了16片金箔碎片：1片来自伊犁州新源县的贾加村；1片来自阿勒泰州富蕴县科克托凯镇的阿克沃巴村；4片来自富蕴县图尔洪乡的达尔肯村；以及10片来自阿勒泰州青河县羌坎河遗址的一座墓葬（表1，图1，图2）。

这些样本被标记为XG（新疆黄金）。XG1来自与苏奥敦布拉克文化相关的土堆墓葬。

表面特征

金箔的正反两面都可见许多黑色包裹体（图5）。在某些情况下，这些包裹体形成了集中簇，可能与附着的有机物质或埋葬环境中的污染有关（图5d）。此外，一些样本显示出类似矿物的明亮白色颗粒，这些颗粒似乎嵌入在金箔内部而不是仅位于其表面（图5a,b）。金箔的颜色并不特别明亮；有些样本...

结论

本研究分析了从新疆三个考古遗址发掘出的16片金箔，可追溯至公元前6至3世纪。通过SEM和LA-ICP-MS，我们获得了微观图像、元素组成和铅同位素数据，从而详细分析了它们的工艺、成因类型、杂质特征和来源。

这些金箔的厚度通常为40–50微米，含有不同颜色的黑色和白色包裹体。所有金箔都是通过锤打制成的，在某些样本中，可见的晶界表明经历了高温处理。

作者贡献声明

陈电：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件使用、资源管理、方法论、研究设计、资金获取、正式分析、数据管理、概念构思。张良仁：初稿撰写、研究设计、概念构思。李超：审稿与编辑、软件使用、正式分析、数据管理。张杰：审稿与编辑、资源管理、项目管理、研究设计、概念构思。

资助

本研究得到了国家社会科学基金（编号20VJXG018）、中国博士后科学基金（编号2021M703163）和中央高校基本科研业务费的支持。

利益冲突声明

我们声明与任何可能不恰当地影响我们工作的个人或组织没有财务和个人关系，对任何可能影响本文所述观点或手稿评审的产品、服务及/或公司没有专业或其他形式的个人利益。

致谢

作者感谢国家地球分析研究中心的Jihao Zhang在LA-ICP-MS方面的帮助。我们还要感谢匿名审稿人的意见，他们的评论极大地提高了手稿的质量。