北票喇嘛洞出土铅器的化学成分及矿源研究

李瑞亮

(安徽博物院 文物科技保护中心，安徽 合肥 230001)

1 引言

北票喇嘛洞墓地位于辽西丘陵地区大凌河谷地，其年代约为公元三世纪末至四世纪中叶，是迄今为止我国北方地区发现的最大的以三燕文化为主体的墓葬群。自1992年以来该墓地先后进行了5次发掘，共发掘清理了400多座鲜卑族墓葬[1]，出土了大批珍贵文物，为研究辽西地区三燕文化提供了大量的实物资料。

喇嘛洞三燕文化墓葬中最具特色的现象是：大墓必置铜卧鹿形饰，一般墓葬多置铅鹿首形饰。从铅器出土的位置可以看出器物的重要性，鹿(首)形饰一般皆置于人骨的胸或腰部，当属死者所看重之物[2]。铅器的作用和地位虽然不及青铜器和铁器，但铅器的出现仍然具有重要的历史意义。对出土的铅器进行研究能够很好的了解当时的习俗及合金技术。

扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)是应用比较广泛的材料微观结构和成分分析的手段。它具有样品需求量少、快速、简单、同时分析多种元素等优势。铅是一种重金属，其同位素组成不会因为后期的处理而发生变化，能够很好的保留原产地的信息。所以铅同位素示踪法可以示踪相关金属资源的矿料产地或区域范围，为研究铅器文化、社会习俗和技术交流等提供信息参考[3]。

本文采用SEM-EDS分析出土铅器的成分，用铅同位素比值示踪法分析其矿料来源，获得了一批重要科学数据，为三燕时期文化、习俗、冶金技术的研究提供数据参考。

2 实验方法

2.1 实验样品

实验所取的样品是北票喇嘛洞墓出土的铅鹿角、铅鹿形饰，出土编号分别为98BLIIM212:2、98BLIIM319:8，我们记为样品1和样品2。

2.2 元素分析

样品的成分采用SEM-EDS无标样定量分析法进行分析，所用仪器为日本SHIMADZU公司的SSX-550型扫描电子显微镜和SEDX-550型能谱仪。实验条件为：激发电压为20 kV，计数时间为3分钟。实验过程：每个样品选取2～3个区域进行面扫分析，取平均值作为该样品的成分。

2.3 铅同位素比值分析

样品用硝酸溶解后，在酸性溶液中，采用电离沉积法提取铅，然后经原子吸收光谱法测定铅浓度，取约200ng铅用硅-磷酸法滴于铼带上，采用表面电离型固体质谱仪测定其铅同位素比值。仪器型号为英国GV公司的ISOPROBE-T。实验中穿插测定NBS-981，以使数据标准化。铅同位素比值误差以2σ计，207Pb/204Pb和206Pb/204Pb的分析误差小于0.001，208Pb/204Pb的分析误差小于0.003，其中，207Pb/204Pb、206Pb/204Pb和208Pb/204Pb为测定值，207Pb/206Pb和208Pb/206Pb为计算值。

3 结果和讨论

3.1 元素分析结果

元素分析结果如表1所示，可以看出样品含有硫、氧、碳等成分，表明这两件样品均有不同程度的腐蚀。此外，样品1和2均未测出其他金属成分，说明两者的材质均为纯铅。

3.2 铅同位素比值分析

样品的铅同位素比值测定结果如表2所示。

表1 样品的元素成分

注：本表中成分数据未作归一化处理(“—”表示该元素的含量在微量水平，仪器未测出)。

表2 样品的铅同位素比值

将测得的铅同位素比值以206Pb/204Pb为横坐标分别以207Pb/204Pb、208Pb/204Pb为纵坐标作图。北票临近地区有很多处大中型铅锌矿，本文将这2件铅器的铅同位素比值结果与文献报道的相关数据进行对比分析。图1为铅器与东北部分铅矿的铅同位素比值比较图。具体讨论如下：

图1 铅器与东北部分铅矿的铅同位素比值比较图

内蒙古孟恩陶勒铅锌矿和林西大井多金属矿床位于黄岗—甘珠尔庙成矿带，与辽西地区接壤，是我国重要的多金属的成矿带得布尔干成矿带的组成部分[4]，其中林西大井是带内大型Cu-Sn-Ag-Zn-Pb矿床[5]。由图1a和图1b可以看出，林西大井和内蒙古孟恩陶勒铅锌矿[6]的铅同位素比值部分数据分布在同一区域，而与这两件铅器的铅同位素数据明显不在同一区域，这表明这批铅器的铅料并非来自内蒙古林西大井多金属矿床和孟恩陶勒铅锌矿。

辽宁东胜铅锌矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb变化范围分别为15.878-18.315、15.361-15.657、35.153-38.342，变化范围比较大[7]。从图1a和图1b中所列的东胜铅锌矿数据可以看出，东胜铅锌矿的绝大部分铅同位素比值数据与2件铅器的数据不在同一区域，只有2个数据与铅鹿形饰和铅鹿角接近，但并未重叠，且分布特征也不相同。因此，这2件铅器的铅料来自辽宁东胜铅锌矿的可能性很小。

辽宁青城子铅锌矿是我国北方重要的铅锌产地之一，其矿石铅均属正常铅范围，206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb变化范围分别为17.40～18.37、15.17～16.21、36.70～38.94[8]。由图1a和图1b中可知，这2件铅器与青城子铅锌矿的铅同位素比值分布范围不在同一区域。因此，就数据而言，铅器的铅料来自青城子铅锌矿的可能性很小。另外，图中恒仁铅锌矿[9]的铅同位素比值分布与2件铅器明显不在同一区域，因此铅料也并不来自于恒仁铅锌矿。

图2 铅器与辽宁部分铅矿的铅同位素比值比较图

金正耀把中国矿铅的同位素分为最高值组、中间值组和最低值组，并指出中国大部分矿铅的207Pb/206Pb分布在中间组，只有少数地区的个别矿山分别分布在最高值组和最低值组[3]。如表2所示，铅鹿角(样品1)的207Pb/206Pb比值为0.993，亦属于最高值组。本文与文献报道中有最高组的铅矿数据进行对比分析，发现铅鹿角的铅同位素比值与辽宁关门山铅锌矿[10]的数据相似，由图2a和图2b可以看出，两者的数据互相重合，且分布在同一区域，表明铅鹿角的铅料来自于关门山铅锌矿的可能性极大。

由图2a和图2b可见，铅鹿形饰(样品2)的铅同位素比值与辽宁八家子铅锌矿[11]的数据在同一区域，且互相重叠。由此可以推断，铅鹿形饰的铅料很可能来自辽宁八家子铅锌矿。

4 结论

从样品出土位置来看，鹿(首)形饰一般皆置于人骨的胸或腰部，当属死者所看重之物。从元素分析结果来看，两件样品均有不同程度的腐蚀，且铅鹿角和铅鹿形饰未测出其他金属成分，两者的材质均为纯铅。从铅同位素比值数据对比结果来看，铅鹿形饰及铅鹿角的铅料很可能分别来自辽宁八家子铅锌矿和关门山铅锌矿。铅料来自于就近铅矿，为辽宁八家子铅锌矿和关门山铅锌矿开采历史的研究提供数据支持。

[1] 万欣. 辽宁北票喇嘛洞墓地1998年发掘报告[J]. 考古学报，2004，(02)：209-242+249-262.

[2] 张克举，赵志伟. 剽悍独特的骑马民族文化——辽宁北票喇嘛洞鲜卑墓地出土文物略述[J]. 文物天地，2000，(02):11-14.

[3] 金正耀. 中国铅同位素考古[M] . 中国科学技术大学出版社，合肥，2008.

[4] 王淼，范继璋，王忠文等. 内蒙古黄岗—甘珠尔庙成矿带铅锌矿综合信息找矿模型[J]. 地学前缘，2009，16，(06):318-324.

[5] 储雪蕾，张巽. 内蒙古林西县大井铜多金属矿床的硫、碳和铅同位素及成矿物质来源[J]. 岩石学报，2002，(04): 566-574.

[6] 张乾，战新志，裘愉卓,等. 内蒙古孟恩陶勒盖银铅锌铟矿床的铅同位素组成及矿石铅的来源探讨[J]. 地球化学，2002，(03): 253-258.

[7] 张丽华，刁乃昌. 辽宁岫岩东胜铅矿铅同位素数据处理及物质来源的讨论[J]. 河北地质学院学报，1987，(01): 57-63.

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[9] 张乾. 辽宁桓仁多金属矿床的铅同位素组成──显生宙单阶段幔源铅的证据[J]. 地球化学，1994，(S1): 32-38.

[10] 张国武. 凡河元古宙坳拉谷关门山铅锌矿床铅同位素研究[J]. 辽宁地质，1993，(01): 24-37.

[11] 蒋少涌，丁悌平，魏菊英,等. 辽宁八家子铅-锌矿床的铅同位素研究[J]. 地质论评，1992，(02): 120-130.