揭示原因 金属沉积三种途径
微量金属进入湖底淤泥的途径主要有三种：大气沉降、地表径流和湖面及湖泊周围的人类活动。
古人炼青铜时，会有金属颗粒在燃烧时飘到湖泊中。制铜的过程中，大量的铜元素和其他杂质金属颗粒会随着炉子飘出去，随风撒向各方，附近的梁子湖自然接受的颗粒就更多了。当地农民在用金属农具耕种时，也会让金属颗粒连土一起被风吹起进入湖中。
大自然也有自己的金属颗粒沉降，最典型的活动就是火山爆发，它会产生大量的金属颗粒。如果没有很强的人类活动干扰，这些金属沉积物含量应是固定的。
另一个途径是地表径流。炼铜燃烧时产生的金属颗粒也可能被降雨等冲入湖泊或附近泥土中，或者冷却时使用的废水都会汇入附近的湖泊中。另一位科技考古学者、中国科技大学的金正耀教授也认为，古人可能用水选矿，用水的动力把富矿和贫矿分出来，这些采矿、炼矿过程中产生的废水都会汇到湖里去。
第三个途径就是在湖面或湖泊周围直接的人类活动。“在这一时代比如秦朝，有很多很大的工程。这使得梁子湖受到很大的人类活动的影响。”张干说，在这些工程中，会增加金属沉积物的含量。
最终结论 战争打造冶金高峰
从研究结果来看，从公元前3000年开始，铜、锌、铅、镍等的含量开始增加。公元前467年到公元后221年，金属含量突然猛增，说明了出现了很强的人类活动。这与文献记载的湖北青铜制造的发展相吻合。
学界普遍认为，我国青铜制造从夏代开始，商晚期和西周早期是高峰阶段。不过，这些假设都主要立足于器物考证上，重点在以商朝河南为中心的北方地带。而南方楚国的崛起，是春秋初期才开始的事情。
峰值显示的那个时代，正好与春秋战国的楚国兴盛相对应。而汉代早期(公元前206到公元后220年)同样战争频繁。可以想象，战争年代，一切都以制造武器为中心。这需要大量的铜。
从此，峰值只出现了两次。汉初以后，铜等金属沉积含量开始逐渐下降并保持平稳，直到近现代也就是中国开始出现工业革命以后才再次出现高峰。
祁士华表示，这种通过现代手段，探测记录在沉积物里的地球环境变化，较完整、系统地反映中国铜矿开采的研究并不多。历史学家李学勤认为，这次研究很有意思，“是很新颖的研究”。而中国科技大学的金正耀教授则指出，此前的研究也不是没有。“铜绿山矿山遗址发掘已直接表现了开采规模的深度，田野里挖出来的东西更容易得到别人的承认。只有在缺乏直接的文献资料和田野资料的情况下，比如更早的夏商周，地球化学的方法才可能更有价值。”
铜从何处来，又向何处去？
科学家分析青铜中铅同位素比值，追踪青铜冶炼技术流传与交融
一幅绘有青铜冶炼过程的埃及壁画。它们同样是文明交流的结果。
铅和锡的使用，让青铜变得更坚韧，这样青铜剑才成了伤人利器。
通过铅同位素测量，可以确认这些日本出土的铜镜是否源于中国。
铅是青铜中所含的重要金属成分。这一元素在自然界拥有四种同位素。不同来源的铅，这四种同位素的相互比值也不相同。因此，如果能精确测定这个比值，就可以追踪青铜中铅的来源，并在一定程度上探索到不同地区之间青铜冶炼技术流传与相互交融的过程。
事实上，经过对梁子湖微量金属沉积的分析，研究者们发现，春秋战国时期的铅同位素比值与附近的铜铝山的铅同位素比值类似。而当公元500年之后，梁子湖铅同位素比值的变化意味着更多其他地方特别是南方的矿山的矿进入该地区。借此，我们或许也可以确认东亚青铜技术与更早出现的两河流域青铜技术之间的关系。
铅质的“历史示踪器”
如果说，用碳14测定断代层，用微量金属沉积含量反映人类活动影响还不够全面的话，那这份研究再次把铅同位素的科技考古问题提到议题上来。研究中，不仅对微量金属如铜铅等含量进行了测定，从峰值与历史时代一一对应，而且也对铅同位素进行了测定，结果发现，春秋战国时期的铅同位素比值与附近的铜铝山的铅同位素比值类似。而当公元500年之后，梁子湖铅同位素比值的变化意味着更多其他地方特别是南方的矿山的矿进入该地区。
“微量金属含量测峰值，铅同位素是测来源。”张干说。
在中国考古界，尽管有争议，但铅(Pb)同位素比值的方法还是被很多学者使用。铅有四个同位素：Pb204、Pb206、Pb207、Pb208.通过对同位素之间比值的测定，可以知道哪儿的铅来自哪儿。
“其中，只有铅204是从地球形成以后到现在是没有变化的。”一直在做铅同位素比值研究的金正耀解释到。他打个比方，“好比一家生了四胞胎兄弟，但是其中一个孩子一直没有生长，生下来多大就长多大，另外三个则不停的得到各种营养，以不同的速度增长。”
“每个地方的矿山就像不同的村子，每个村子都有一个四胞胎，通过对每个孩子身高或面相的比较，就可以看出他们分别是哪个村子的。”
在所有人类活动造成的金属中，铅的比值已知的最多。这就是说，在世界大多数知名的矿山中，铅的“指纹”是已知的，很容易进行比较。假如在中国一个青铜器的铅同位素比值，与罗马或埃及某处矿山的比值一样，那就意味着其材料甚至技术都来自外地。
