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考古学家长期以来一直想知道为什么盎格鲁-撒克逊英格兰的人们在公元 660 年至 750 年之间开始使用更多的银币和更少的金币。现在欧洲的研究人员表示，他们已经开发出一种方法来帮助找到答案。该技术将激光烧蚀与传统的微量元素分析相结合，将硬币中银条的同位素丰度与该时期已知的金属矿石来源进行匹配。

历史硬币中的同位素比率

前几代考古学家根据形状、铭文和其他易于查看的细节对硬币和其他文物进行分类，而今天的研究人员在原子水平上探索这些物体。

来自英国牛津大学和剑桥大学以及荷兰阿姆斯特丹自由大学 (VU) 的团队从剑桥菲茨威廉博物馆的藏品中挑选了 49 枚硬币。这些硬币是在北海沿岸的盎格鲁撒克逊英格兰、弗里西亚和法国地区发现的。所有这些都可以追溯到大约公元 670 年至 816 年，历史学家有时将这个时代称为“漫长的八世纪”。该小组成员正在寻找银中的铅同位素比率以及金、铋和其他微量元素的浓度，既是为了了解银的起源，也是为了了解中世纪精炼和冶炼过程的细节。

利用激光烧蚀

首先，研究人员将这些硬币置于剑桥大学一个名为激光烧蚀电感耦合质谱(LA-ICPMS)的实验室系统中。该团队使用 6 J/cm 2的激光能量和 10 Hz 脉冲烧蚀每枚硬币 60 秒，并量化了 18 种同位素的存在，包括银、金、铬和锌。

牛津大学的 Jane Kershaw 表示，典型的激光烧蚀装置的精确度比采集物理样品、用湿化学溶解样品并通过实验室质谱仪运行的精度低约 10 倍。然而，考古学家希望获得最高水平的准确性，同时尽可能减少对珍贵历史文物的损坏。

这就是便携式激光烧蚀系统及其聚四氟乙烯过滤器让考古学家感到高兴的原因。“通过这种方式，我们可以获得高精度结果的微创采样(相当于湿化学)，”克肖说。“此外，没有腔室，因此我们可以分析的物体大小不受限制。这是一种非常新的技术，已应用于博物馆艺术作品的颜料，但我们在考古银器上率先采用了这种技术。周围只有几台便携式激光器。你不能购买这些机器，你必须建造它们，我们很幸运能够使用阿姆斯特丹自由大学建造的机器。”

白银的起源

研究小组发现，29 枚最早的硬币(可追溯到公元 750 年之前)的同位素特征与公元 3 至 7 世纪拜占庭帝国开采的银相匹配。后来的银币含有少量黄金，这是梅勒(现代法国西部地区)开采的银的特征。

克肖说：“考古记录中没有任何其他内容能让我们相信英格兰存在如此数量的拜占庭白银，以至于它可能是第一批后罗马银币的银源。” “东地中海推动西北欧经济复苏的想法相当令人震惊。后来的硬币(公元 750 年之后)的结果更符合我们的想法。尽管如此，它还是强调了英格兰对来自欧洲大陆的白银的依赖程度。”

克肖在过去五年里一直在研究中世纪的银器。“我们使用激光方法和直接物理采样，总是结合使用铅同位素和微量元素数据(金和铋尤其重要)，”她说。“过去，人们担心银的混合和精炼(剔除)会使结果的解释变得困难，甚至不可能。但我们已经能够对伊斯兰白银、维京白银和现在的盎格鲁-撒克逊白银得出结论。我们可以对混合进行建模，而精炼结果却并不那么常见。这些方法很强大——范式有效!”

接下来，该小组将维多利亚大学最近开发的便携式激光烧蚀系统带到菲茨威廉博物馆，以测量硬币中的铅同位素。该设备由一个 532 nm 波长脉冲二极管泵浦固态激光器组成，该激光器连接到光纤，然后连接到 100 μm 宽的非球面透镜，将光束聚焦在每枚硬币上。聚四氟乙烯过滤器收集了微量的烧蚀材料，然后研究小组用质谱法对其进行了分析。

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