宋代是中国对外贸易的繁荣时期，进出口商品种类繁多。“南海Ⅰ号”沉船出水约有20万件文物，包括瓷器、漆器、竹木器、金属器、玉器和石器等各类物品，可以反映出宋代繁荣的贸易景观。对“南海Ⅰ号”及其出水文物进行深入研究，不仅可以精彩呈现那个时代中国经济社会发展深刻变迁的某些面相，而且能够再现古代东西方“大航海时代”海上交往的波澜壮阔经典场景。
值得注意的是，这个庞大的文物宝库中，金属制品的数量仅次于瓷器，材质包括黄金、白银、铜、铁、锡、铅、锌等多种类别。在古代海外贸易的背景下，金属原料和金属制品在国际市场上具有重要意义。它们不仅可以用于制造武器和生产工具，还能作为船只的压舱物。铜作为铸币的重要原材料，成为宋代中央政府严格控制的关键资源。宋朝规定禁止私人囤积铜器、私人制造铜器和铜器交易。然而，尽管宋朝多次颁布法令，限制对铜器的贸易，当然更包括海外贸易，但走私活动仍然猖獗。“南海Ⅰ号”沉船上发现的大量铜器便表明，有些商人为了获取巨额利润不惜铤而走险。
在“南海Ⅰ号”沉船上发现了上百件铜环。一些学者推测这些铜环不适合个人佩戴，而是作为原料出口到外国以便重熔制造其他器物。据宋代法律，这些铜环应属于违禁品和走私物品。但是在东南亚海域，海上贸易中铜环或铜镯的交易也相对常见。由于金属具有战略资源的潜力，其地位远远超越了普通的商品货物，对政治、经济甚至是军事动态都产生了相当大的影响。因此，本文聚焦于“南海Ⅰ号”沉船出水的铜环上。通过较为全面的科技分析，试图深入探讨包括这些铜环的功能用途、生产过程、制作水平以及在宋代铜禁政策下铜料的利用方式等问题，同时也通过这些金属文物一窥当时海上贸易的复杂形态。本研究不仅丰富了我们对中国古代金属工艺的认识，也显示了科学分析在揭示历史文物潜藏信息的力量。成果发表于国际A&HCI期刊Journal of Maritime Archaeology。
具体而言，本研究对“南海Ⅰ号”沉船中出水的21枚铜环进行了全面的冶金考古学分析，使用金相观察、SEM-EDS、ICP-AES以及MC-ICP-MS等方法获取了制作工艺、合金配比、微量元素以及铅同位素等结果。这些铜环完全通过铸造而成，没有经过锻造或退火等任何二次加工。与宋代的其他青铜器类似，它们主要由高铅青铜构成，锡含量相对稳定。根据铜和铅的含量，它们大致可分为三类。其中一组与历史记录中的一类铜铅配比相符，暗示这些铜环可能是事先准备好，故意设计成某些固定的合金比例，以方便重熔和随后加工成特定的物品。铜环中微量元素和铅同位素的稳定性表明广东地区是铜铅原材料最有可能的来源。综合这些线索，可以做如下猜测，即“南海Ⅰ号”沉船可能在广东的港口停靠，补充其货物，包括铜环等走私品，然后在经过最少检查的情况下出海。总而言之，这项研究增进了我们对古代贸易和走私实践的理解，并展示了冶金考古学在揭示金属文物背后不为人知的故事的潜力。
本研究由中国科学院大学人文学院考古学与人类学系陈典特别研究助理（第一作者）、罗武干教授（通讯作者）与国家文物局考古研究中心李乃胜研究员（共同第一作者）合作完成。
中国科学院大学人文学院罗武干教授课题组长期从事冶金考古学研究，将考古类型学、文化因素分析与科技手段结合，综合解读古代青铜器物与青铜文化，以期获取更多的考古学潜信息，致力于“加强对出土文物和遗址的研究阐释和展示传播，提升中 华文明影响力和感召力”、“增强中国考古学在国际考古学界的影响力、话语权”。
本研究工作得到得到国家重点研发计划（No. 2022YFF0903701、 2023YFF0906400）、国家社会科学基金（No. 20VJXG018、23FKGA002）、北京市社会科学基金（No. 21DTR046）、中国博士后科学基金（No.2021M703163）以及中国科学院大学优秀青年教师科研能力提升项目的资助。
图1：本文分析的南海I号沉船铜环
图2：铜铅和锡铅二元图，数据来自本研究中的铜环以及部分宋代钱币和铜镜
图3：铜环以及梅州、铜陵、大冶和龙岩铜矿的微量元素数据
图4：出水铜环与广东、湖北出土的宋代钱币、玻璃、瓷器及铅矿的铅同位素比值比较
