溯源金属物料产地，可复原中国先秦时期资源开发的历史图景与文化互动关系，揭示早期国家形成、区域文化互动融合的历程，是中华文明探源研究的核心议题之一。然而，当前研究的理论基础尚不完善，溯源方法体系尚未系统构建，数据的集成度与可共享性较低，部分学术观点科学支撑较少，难以完整揭示中华文明起源发展全貌。由北京大学、北京科技大学、中国科学技术大学等10家单位承担的国家重点研发计划项目“中国古代金属物料产地溯源方法研究”（2022YFF0903700）围绕金属物料产地特征指标体系、金属遗存全生命周期中的溯源指标变化规律等关键科学问题开展研究，通过冶金过程模拟实验、微量元素分配行为计算等，建立溯源指标的定量变化模型和基于贝叶斯理论的混合金属物料端元解析方法；融合地质、考古数据建立溯源数据库；综合金属器物风格分布及溯源指标特征信息，构建中国古代金属物料产地溯源方法体系，并开展应用示范，取得多项原创成果。

构建铜物料溯源指标传递模型。研究构建了铜物料溯源指标传递模型，从古代冶金过程微量元素迁移与分配规律角度，阐明各类微量元素在铜冶金工艺流程中的赋存特征，明确了不同元素作为铜物料溯源判别指标的应用潜力。研究表明，银、铋、锑、砷等元素在金属铜中显著富集，可作为核心溯源指标；镍元素分配系数趋近于1，对冶炼氧化气氛变化敏感度较低，在造渣量较小的情况下，具备良好的矿源溯源指示价值；钴元素表现出极强的亲渣特性，不宜单独作为溯源指标。本研究还优化了基于激光剥蚀电感耦合等离子质谱技术的铜合金微量元素原位分析方法，有效提升了铜物料微量元素检测数据的精准度与可靠性，为溯源研究提供了技术保障。

阐明次级冶金过程对溯源指标的影响机制。系统揭示了次级冶金生产环节对铜物料溯源指标的扰动机制与演化规律。合金化之前的生产活动产生的纯铜遗存不受铅、锡等合金物料的影响，其地球化学特征保持了原始铜物料的指纹信息。合金化之后的生产遗存，其原始铅同位素特征被外源铅组分覆盖，微量元素组成也发生显著变异，大幅改变了原始物料溯源标识。针对合金化之前的纯铜遗存，开发了基于光纤反射光谱分析和SaVaDE深度学习模型的筛选方法，可从铸铜作坊的海量微遗物中快速识别冶金遗存。开发了基于遗存铅含量的贝叶斯后验概率计算方法，建立将铅含量为250ppm作为纯铜遗存的科学判别标准。针对合金化之后产生的青铜合金，考察了铅、锡等合金物料向青铜中引入的微量元素类型，构建了基于微量元素进行青铜合金铜物料溯源的操作流程。

建立中国古代铜物料溯源方法体系。分别针对铜矿石遗存、纯铜遗存和青铜制品，规范了铜物料溯源的指标体系和适用范围，建立了铜物料溯源研究的方法流程。铜矿石遗存的可用溯源指标丰富、干扰因素少，溯源精准度最优。铸铜作坊出土的纯铜遗存未受后期合金工艺污染，能够真实反映作坊原料来源，但该类遗存多以微遗物形态存在，需依托高通量智能表征技术完成精准筛选识别。在铸铜作坊以外的下游消费端，需要依靠青铜制品的微量元素组成讨论其铜物料的来源。为获得可靠的微量元素溯源指标组合，首先通过理论计算和冶金模拟实验，筛选可用于溯源研究的微量元素类型。其次通过计算青铜器群与铜物料端元的马氏距离，结合贝叶斯分层异方差样条回归，考察铜物料端元对于各青铜器群物料贡献度的历时性变化趋势。该研究通过多个案例的实证研究，验证了该方法体系的有效性。

初步完成锡金属物料溯源方法，并构建了商周时期金属资源流通网络。针对古代锡料难以直接溯源的困境，系统整合铅锡同位素比值和锡石U-Pb定年分析方法，初步建立古代锡金属物料溯源方法体系，系统揭示了商周时期锡料来源的动态演变规律，并厘清其与早期国家资源调控、管理机制的内在联系。商代锡料资源网络的兴起与转变，实证“金道锡行”资源网络可能早至中商时期已具雏形，大兴安岭地区锡资源的开发与利用，已纳入殷墟时期的青铜产业体系。在二里头至早商时期，青铜物料主要由中原流向南方，商代中晚期至西周早期，南方冶金业逐步发展，青铜物料在中原与南方之间双向流动。西周中期起，长江中下游形成多个冶铜业中心，中游与下游立足各自金属资源禀赋形成竞争，南岭的锡在其中举足轻重，吸引广域金属流通网络不断向南延伸。长江中游地区能够耦合鄂东赣北所产铜料与湘南所产锡料，资源禀赋和流通优势突出，可在春秋早期协助中原地区摆脱金属匮乏的局面，并促进楚文化在域内的整合成型。总之，商代锡料资源的开发与利用与商文化的四方进退历程高度相关；商周时期锡料资源网络的形成、发展与动态变迁，集中反映了青铜时代早期国家对矿产资源的调配管控能力与资源治理水平。

发现高放射性成因铅的时空分布规律。项目组寻找到了高放射性成因铅的时空分布规律，根据对商时期中原与周边地区铅料资源的演变情况的初步梳理，发现商文化核心区、边缘区、外围区在高放射性成因铅资源的使用和变迁上基本保持同音共律的现象，暗示这一特殊资源有着共同来源。简单的中心—边缘模型无法解释商与远方青铜文明之间的复杂互动，似乎不存在一个仅受商文化核心区单一影响的模型。同时发现与之共存的普通铅的变化规律和高放射性成因铅的变化规律基本一致，这一点为今后通过普通铅作为线索寻找高放射性成因铅的矿源指明了方向。

构建混熔金属物料产源特征的解混方法和铅金属物料溯源方法体系。引入流形学习（UMAP）和贝叶斯建模方法，对已经发表的两周时期青铜器的铅同位素比值进行了解混处理。使用UMAP和层次聚类分析（HCA）方法对已经发表的中国主要矿山的铅同位素比值数据进行降维聚类处理，最终发现在两周时期至少有5种矿源被利用，每种矿源在不同时期被利用的情况并不相同。具体而言，通过开发一种创新的方法来分析青铜文物的铅同位素数据以解决混熔问题。通过结合UMAP和贝叶斯混合模型，定量重建了潜在金属端元对于古代青铜器的溯源贡献。该方法用于解析两周时期复杂的金属物料流通体系，揭示了中国华北、华中和华南等地金属资源利用情形的历时性变化。中国北方地区的金属资源主要用于西周早期，此后，长江流域和秦岭地区逐渐成为周人的主要金属来源地。春秋中期见证了这两类金属资源的重大转变。同时，整个两周时期都在开采利用华南地区的金属资源，这些资源可能与南岭地区的多金属矿床有关。这项研究揭示了中国两周时期金属资源开发和利用的不同模式，也展示了这种新方法在解决其他古代文明金属混合历史问题方面的巨大潜力。

建立中国古代金属物料产地溯源数据库（CHINALID）。该数据库以中国古代金属遗物和现代地质矿物的铅同位素数据为核心，整合先秦时期铜铅金属物料溯源数据5447条、中国地质矿物溯源数据5337条、微量元素等溯源指标数据1356条，总量超1.2万条。数据库实现数据标准化录入、筛选、分组、绘图及可视化功能，涵盖国内外已发表的上万条相关分析数据，为相关研究提供了可靠的数据共享平台。

完成重要遗址的金属物料溯源应用示范。通过殷墟、三星堆等6处遗址出土青铜器物料产地研究的应用示范，构建起融合考古学观察与现代科技分析的夏商周时期金属物料产地溯源方法体系。该体系先通过对青铜器形制、纹饰、铭文及铸造工艺痕迹的细致分析，推断其文化属性与生产背景；再结合铅同位素比值、微量元素分析等科技手段，获取物料来源的“地质指纹”信息；最终通过考古学背景与科技数据的双向印证，构建从矿石开采、资源流通到器物铸造的完整证据链，为探讨早期国家资源控制与社会复杂化进程提供了系统的方法论。

以上项目成果为揭示中国古代金属资源流通网络、阐释早期文明形成与发展机制提供了关键科技支撑，推动了科技考古领域的方法创新与学科交叉。

（作者单位：北京大学考古文博学院）