薛 来
(安徽师范大学 历史与社会学院,安徽 芜湖 241000)
先秦时期锡矿的勘探与采选方法研究
薛 来
(安徽师范大学 历史与社会学院,安徽 芜湖 241000)
中国古代文献典籍中,记载了先秦时期自然界的某些特殊植物、矿物可以成为寻找锡矿的重要标志,经过现代地质调查,发现这些记载与实际情况高度吻合。这种简便而行之有效的方法沿用至今,不仅对当代锡矿的勘探具有重要的参考价值,而且为探讨中国古代锡矿料来源这一历史疑案提供了可资借鉴的依据。另外,湖北铜绿山、江西铜岭等商周古铜矿冶遗址出土了大量采矿与选矿的工具设备,这证明远在先秦时期,中国的选矿技术已处于世界领先地位。
先秦时期;锡矿;植物;矿物;找矿方法;重力选矿
青铜器是铜、锡二元合金,或者是铜、锡、铅三元合金。锡是青铜器中的重要成份,没有一定比例锡的加入,将难以铸造成美观实用的青铜器。锡在青铜器中的作用主要有三点:第一,可以降低红铜的熔点。红铜的正常熔点为1083℃,若加锡15%,红铜熔点就会降低到960℃,若加锡25%,红铜熔点就降低到800℃。第二,可以增加青铜器的硬度及延展性。纯铜的硬度为35°(博林氏硬度计),质较软,不宜单独制器。加5~7%的锡后,青铜硬度为50~60°;加9~11%的锡后,青铜硬度为70~80°。第三,可增加熔液的流动性。铜熔料粘稠,流动性差。加入锡后,可增加熔液的流动性且少气泡,适于铸造锋利的刀刃和细密的纹饰。
成书于战国的《周礼·考工记》对锡在各种青铜器中的比重有详细的记载:“金有六齐,六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。”[1]后世学者对“六齐”说有不同看法,通过自然科学手段,将出土的各类青铜器的合金成分分析结果与“六齐”对照,基本符合郭宝钧先生对“六齐”的看法,即钟鼎之齐为铜85.71%、锡14.29%;斧斤之齐为铜83.33%、锡16.67%;戈戟之齐为铜80%、锡20%;大刃之齐为铜75%、锡25%;削杀矢之齐为铜71.43、锡28.57%;鉴燧之齐为铜66.66%、锡33.33%[2]。
目前,学术界对先秦时期锡矿的勘探与采选方法的研究还不够深入,成果不多,仅在个别专著与论文中有所涉及。锡矿勘探方面:从先秦时期的《管子》开始,中国古代便逐步建立起较为系统的探矿理论,即根据矿苗和特殊植物与矿物的共生关系寻找锡矿藏。然而,古时的植物与矿物之名称随时代变迁而发生了很大改变,这就要求对古籍所记载的特殊植物与矿物进行细致的考证。夏湘蓉等先生的《中国古代矿业开发史》一书对各种矿藏的勘探有较为细致的论述。但该书问世已30余年,其中对锡矿勘探的论述有进一步完善的必要。锡矿采选方面:先秦的锡矿采选遗址虽然没有发现,但大量的先秦古铜矿冶遗址的发掘,为先秦锡矿的采选方法提供了可资借鉴的依据。卢本珊、华觉明等先生据先秦时期古铜矿冶遗址出土的采选矿石工具,曾进行选矿模拟实验,证明古人在选矿方面已经有了较为科学的方法。
笔者在前辈学者的基础上,进一步全面考证与锡矿共生的植物与矿物的真实面目,期望对当代找矿提供一些有益的帮助。在研究过程中,惊喜的发现这些与锡矿共生的植物与矿物的来源之地,对探索中国古代锡矿料来源这一重大学术问题有重要的启示作用。
关于锡矿的采选方法,笔者将多年的淘金经验与前人的研究相结合,力证中国光辉灿烂的青铜文明并非外来,而是独立发展起来的一种本土文明。本文定有不周不当之处,望专家学者批评指正。
中国商周时代高度发达的青铜铸造业离不开锡矿料的勘探与采选。随着青铜手工业的发展与兴盛,古人逐步掌握了一套锡矿勘探与采选的方法。找矿与采矿是获取锡矿石的最初阶段,其中找矿又成为采矿的先决条件。
先秦时期,随着青铜采冶业的日益繁荣,人们在获取青铜器原料的实践中积累了宝贵的经验,很早就注意到锡矿的地质状况。但锡不同于铜,铜有着鲜艳的颜色和光泽,古人完全可以通过铜矿矿脉露出地面部分(俗称“矿苗”或“矿引”)的矿石颜色来寻找铜矿。而锡石不具备金属色泽,与普通矿石很难区分。因此,自然界的某些特殊植物、矿物便成为寻找锡矿的重要标志,这也是古人在长期的劳动实践中总结出的一种简便而行之有效的方法。
《管子》是中国古代重要的一部文化典籍,内容庞杂、包罗万象,堪称中国文化史上的一朵奇葩。史家对《管子》所蕴含的政治、经济、哲学、军事、科技等丰富内容均有详尽的论述,乐爱国在其著作《管子的科技思想》一书中指出:“《管子》不仅以其内涵丰富且深刻的经济思想,受到中国经济思想史界的重视,而且,其中还有不少内容,广泛涉及古代科技的各个领域,包含着丰富的古代科技知识和科技思想。”[3]其中,对各种矿藏知识的记载,又成为《管子》书的最大特色。
《管子·地数第七十七》载:“上有陵石者,下有铅锡赤铜。”[4] (卷第二十三)1355陵石,历来有多种解释。《名医别录·上品》载:“陵石味甘,无毒。主益气,耐寒,轻身,常年。生华山,其形薄泽[5](卷一)13。”《本草纲目·石部》:“炉甘石,甘,温,无毒。”[6] (卷九)559夏湘蓉等先生据《本草纲目》的炉甘石条描述,炉甘石“甘温无毒”与《名医别录》关于陵石药性的记载吻合,因此便认为陵石很可能就是炉甘石[7]326。另一种解释是将“陵石”做“绿石”讲。《太平御览·地部三》引《管子》:“上有绿石者,下有铅锡。”[8] (卷三八)郭沫若先生在《管子集校·地数篇第七十七》中“上有陵石者”条目下做注曰:“孙星衍云:《御览》三十八引作‘绿石’,八百十引作‘陵石’,与今本同。”[9]可见,郭沫若等先生没有将“陵石”改为“绿石”。然而在1976年,郭沫若在其主编的《中国史稿》中引《管子·地数篇》时却将“陵石”改成“绿石”[10],这一定是经过慎重考虑的。按《管子·揆度第七十八》:“秦明山之曾青,一筴也。”[4] (卷二十三)1382可见在《管子·轻重》篇的成书年代已经有“曾青”一名,当是泛指绿色的氧化铜矿物。夏湘蓉先生指出:根据中国南部一百个原生锡矿中共生矿物关系的统计,其中有39个黄铜矿。在这类锡矿藏的氧化带中,绿石(孔雀石)是经常出现的[11]。可见,“上有绿石者,下有锡”这种现象是存在的。《管子》一书尽管成书较早,但它所包含的利用矿物分带和元素分带的找矿思想,为人们寻找地下锡矿藏提供了新的方法。
自然界中一些植物的分布与生长是和某些特定的矿化岩层以及土壤有着密切的联系,它们与某些矿物一起构成了“指示”锡矿藏的重要指标。《山海经》是先秦时期的重要古籍,主要记述古代地理、动物、植物、矿产、神话、巫术、宗教等,也包括古史、医药、民俗、民族等方面的内容,保存了大量中国远古时期的史料,其重要的学术价值已为世界所公认。《山海经》中有四则材料可能与锡矿藏有关。《山海经·中次八经》记载:“又东北七十里曰龙山。上多寓木;其上多碧,其下多赤锡;”“又东南七十里曰讙山,其木多檀,多邽石,多白锡。”《山海经·中次十一经》记载:“又东二十里曰婴侯之山,其上多封石,其下多赤锡。”“又东二十里曰服山,其木多苴,其上多封石,其下多赤锡。”这四则材料中的地点分别为:龙山、讙山、婴侯之山、服山。这些山名,虽难于考证出确切的地点,但大致方位可以确定。《山海经·中次八经》和《山海经·中次十一经》都是将荆山作为山系。蒙文通先生曾经指出:“《中次八经》所载各水道,都是注入江、漳、滩等水,这三条水道都是在古荆州西部。”“……《中次十一经》载有湍、潕、澧、沦等水道,多是注入汉水或汝水,都在荆州地区。”[12]古时荆州略当今湘、鄂全部及川南、滇东、桂北、粤北之一部,由此可以推断,此荆山可能是位于湖北省南漳县西部的荆山。又根据以上记载中各山距荆山的距离可知,龙山、讙山、婴侯之山、服山都在南方地区无疑。
对于这四则材料,众学者只看到矿物对于锡矿藏的指示作用,未免有失偏颇。事实上,这些材料中的植物也与特定的矿化岩层有着密切的联系。《山海经·中次八经》曰:“龙山 ,上多寓木;其上多碧,其下多赤锡,其草多桃枝钩端。”[13]68寓木,郭璞注:“寄生也,一名宛童;见《尔雅》。”[13]68《尔雅·释木》注:“寓木宛童,寄生树,一名茑。”[14] (卷九)107《尔雅义疏·释木》解释的较为详细:“寓犹寄也。寄寓木上,故谓之茑。茑犹鸟也,其状宛宛童童,故曰宛童。《诗》:‘茑与女萝’。传茑寄生也……陆机疏云:‘茑,一名寄生。叶似当庐,子如覆盆,子赤黑甜美’。《本草》云:‘桑上寄生。一名寄屑,一名寓木,一名宛童’……”[15]茑是落叶小乔木,茎攀缘树上,叶掌状分裂,略作心脏形,花淡绿微红,果实球形,味酸。由此可知,茑是一种能攀缘别的树木的寄生小灌木。关于“碧”,《说文解字·玉部》:“碧,石之青美者。”[16]13中国地质事业开拓者章鸿钊先生曾说:“碧即石青,方书一称扁青,今通称蓝铜矿”[17]274,它常与孔雀石一起产于铜锡矿床的氧化带中。“桃枝”,《尔雅·释草》曰:“桃枝,四寸有节”,郭璞注曰:“今桃枝节间相去多四寸”[14] (卷八)101,袁珂校注:“桃枝,竹名。”[18] (西山经)28晋人戴凯之《竹谱》云:“桃枝竹,皮赤,编之滑劲可以为,《顾命篇》所谓篾席者也……余之所见桃枝竹节,短者不兼寸,长着或踰尺,豫章徧有之。”[19] (卷一)175宋代范成大在《桂海虞衡志》中曰:“桃枝竹多生石上,叶如小棕榈,人以大者为杖。”[20] (志草木)《本草纲目·木部》《竹》条云:“(桃枝竹)其叶或细或大,……其性或柔或劲,或滑或涩,涩者可以错甲,谓之箆簩,滑着可以为席,谓之桃枝。”[6] (第三十七卷)2164“钩端”,郭璞注:“钩端,桃枝属。”[13]20即钩端是桃枝竹的一种。实际上,桃枝钩端实是两种竹子。元李衎《竹谱》:“钓丝竹……但节间横枝细弱柔和,垂下数尺,飘然摇曳,宛如钓丝,故名。又名摇枝竹,又名摇丝。……《山海经》所谓嚣水之北多钩端竹者疑即此种。”[21] (卷五)戴凯之《续竹谱》曰:“蜀土有竹,状若垂钓,俗名钓丝竹也。”[22] (卷一)可见,桃枝钩端应是两种竹子的名称,即桃枝竹与钩端竹。这则材料的重点是寓木、绿石、桃枝竹、钩端竹四者生于相同的自然环境中,它们与锡矿藏有着共生关系,故应将它们作为一个寻找锡矿藏的“整体指示物”看待,而不能仅仅依靠“绿石”,因为《山海经》中载有许多“碧”,而唯有与寓木、桃枝竹、钩端竹共生时,才有“其下多赤锡”的现象。
《山海经·中次八经》:“讙山,其木多檀,多邽石,多白锡。”[13]68-69檀即檀木,产在热带及亚热带,木质坚硬,有香气,可制器物及香料,又可入药。“邽石”,袁珂注“应作封石。”[18]155《山海经·中次十一经》载:“婴候之山,其上多封石,其下多赤锡”[13]74;“服山,其木多苴,其上多封石,其下多赤锡。”[13]76苴,《尔雅·释草》:“作草履。”[14] (卷八)97即用草做成的鞋垫。一般还做“苴麻”(大麻的雌株,开花后能结果实,也指结子的麻)或“枯草”讲。然而依据文义,此“苴”应为木本植物或树木的果实,而非草本植物。故郝懿行云:“经内皆云其木多苴,疑苴即柤之假借字也。柤之借为苴,亦如杞之借为芑矣。”[23] (中山经)《礼记正义·内则十二》曰:“柤,梨之不臧者。”郑玄注曰:“柤,是梨属,其味不善。故云‘不臧’也。”[24] (卷二十七)袁珂按:“柤音楂”[18]153,并将其译作“柤梨树”[25]。“楂”的异体字作“樝”,《说文解字·木部》载:“樝,果似梨而酢。”[16]114至于封石,章鸿钊曾说:“封石,其义于昔未详……毕沅《山海经校正》……亦未详封石之果为何物也。又《说文》:玤(同封),石之次玉者,以为璧系。”[17]275据《名医别录·下品》载:“封石味甘,无毒。主治消渴,热中,女子疽蚀。生常山及少室,采无时。”[5] (卷三)218又“白石英味辛,无毒。主治肺痿,下气,利小便,补五脏,通日月光。久服耐寒热。生华阴及太山。”[5] (卷一)10可见封石与白石英的药性颇为类似。又《山海经·中次七经》载:“少室之山,……其上多玉”[13]65,前述封石生少室山,可见“封石”或属玉类。综合上引史料,可以大致推测“封石”是白色块状石英,即所谓“石之次玉者”,上部石英多,下部锡石多,正是原生锡石石英矿脉的矿物分带性。赤锡并非金属锡,而是指红色的锡石。这些材料表明檀或柤与封石有着共生关系,檀与封石或者柤与封石共同构成了指示锡矿藏的指标。
在古代的方剂学著作中,砒(砷)为锡苗的记载屡见不鲜,李时珍也认为:“此(砒)乃锡之苗,故新锡器盛酒日久能杀人者,为有砒毒也。”[6] (木部·第十卷)607夏湘蓉等先生将史料记载与我国各种类型原生锡矿床的主要矿物成分相结合,认为砒霜(又名砒石)即砷华,并进一步指出,在伴生有毒砂的锡矿床中,氧化带内出现“砒为锡苗”的现象是符合现代地质调查情况的[7]328。由此看来,这些记载并非“妄言”,而是有着极其重要的实际价值。
这种利用植物或矿物找矿的简便易行之方法也被后世广泛采用,如唐代段成式的《酉阳杂俎·广动植之一》载:“山上有姜,下有铜锡。”[26] (卷十六)姜,应指一种野生的姜,或似姜的野生植物,原产于热带多雨的森林地区,要求阴湿而温暖的环境。“铜锡”当指铜锡共生矿藏,这类矿藏主要分布于我国南岭地区。
植物为什么能够传递地下矿藏的信息呢?这是因为植物的根系深扎在土壤中,土壤中包含氮、磷、钾等多种微量元素,这些特殊植物吸收土壤中的微量元素作为养分,而不同的植物对各种微量元素的偏爱和承受力是不同的。土壤中某种元素含量高,常与地下蕴藏着这类矿产有关。因为有的土壤本身就是矿石直接风化而成的,有的则是由于地下水的运动,使溶解在水中的金属成分渗透到土壤中。因此利用植物对某种金属的偏爱,便可以顺利地找到地下的矿藏。
中国锡矿藏有多种类型,其中砂锡矿具有易采易选的特点,因此,一般认为中国古代开采的锡矿大多数是砂锡矿。在古代采选活动中,特别是早期的开采,由于技术等方面的原因,必定由易于开采的地表矿层开始,然后逐步向下部开展。《越绝书》中“赤堇之山破而出锡”的描述可能就是指一露天砂锡矿点。然而,由于历史久远,这种开采遗迹很难保存下来。因此,对这一时期锡矿采选方法的研究,便只能借助于别的金属矿藏的采选方法,以期得出具有普遍意义的结论。
史籍中关于选矿工艺的记载较为缺乏,有论及者仅见较晚文献,如宋《萍洲可谈》,明《天工开物》、《菽园杂记》等,从中很难窥探中国古代早期选矿技术的概貌。
考古学家曾在江西瑞昌铜岭,湖北大冶铜绿山、红卫,安徽南陵,内蒙古林西大井,新疆尼勒克、努拉塞等商周铜矿遗址中发现许多选矿的遗物和遗迹。主要是一些用于重力选矿法的工具和设备[27],这对先秦选矿技术的研究提供了宝贵的依据。
中国古代最重要的选矿手段主要有手选矿与重力选矿两种,手选是针对一些有特殊色泽、气味、形状、粒度等矿石的选择,这种方法不适用于锡矿石的选择,因为锡矿石无色无味,与普通矿石很难区分。由于“锡很少以单体游离状态存在,常与花岗岩伴生。主要矿石是花岗石上层的锡石(SnO2),比重大(7.0),常积聚于河沙中,和金一样较易采集。”[28]因此锡矿石传统的选矿工艺为重力选矿。事实上,几乎所有的矿石都可以运用此法。
重力选矿是利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质(水、空气或其他相对密度较大的液体)中运动速率和方向的不同,使之彼此分离的选矿方法。现代重力选矿通常有跳汰选矿、溜槽选矿、摇床选矿、重介质选矿(淘洗选矿)等多种方法,而中国先秦时期的重力选矿法主要是溜槽选矿和淘洗选矿。商周遗址中迄今已出土有淘洗选矿法工具和溜槽选矿法设备,但论者大多将其用在探究铜矿石选矿方面[29]。实际上,这种方法以及所出土的选矿器具在选矿方面有着普遍意义。
邹友宽、卢本珊等先生对中国古代的溜槽选矿和淘洗选矿进行了模拟实验研究,证明了先秦时期重力选矿技术成熟并已达到较高的水平。然而他们所进行的模拟实验对矿料粒度、给水量、冲程、溜槽角度等环节都有极精确的要求[30]。这与古代的选矿技术并不符合,如给水量与冲程必须在机械的配合下才能如此精确,古人在用水冲洗矿料时,给水量难免忽大忽小,根本无法做到这样的选矿要求。事实上,古代的选矿流程十分简单。《菽园杂记》卷十四对淘洗选矿法的工艺流程进行了详细的描述:“矿石不拘多少,采入碓坊,舂碓极细,是谓矿末。次以大桶盛水,投矿末于中,搅数百次,谓之搅粘。凡桶中之粘分三等,浮于面者谓之细粘,桶中者谓之梅沙,沈于底者谓之粗矿肉。若细粘与梅沙,用尖底淘盆,浮于淘池中,且淘且汰,泛扬去粗,留取其精英者。其粗矿肉,则用一木盆如小舟然,淘汰亦如前法。大率欲淘去石末,存其真矿,以桶盛贮,璀璨星星可观,是谓矿肉。”[31]笔者幼时曾随父母于河槽中淘洗砂金多年,深谙重力选矿法。根据笔者多年淘金的经验,只有将溜槽选矿和淘洗选矿相结合,才能既节省原料,又能得到更加纯净的精矿料。
先秦时期选矿需要的设备有木槌、木桶、溜槽(内有挡板与闸门)、木扒、木锨、淘洗盘等,出土于铜岭合连山西坡的一处西周地面选矿场的溜槽(原发掘简报认为是排水设施)是用大树的树干刳成,槽断面为弧形槽面, 槽头设有一挡板,为精矿截取板,槽尾部设有一门,为启闭槽口的闸门。现代的溜槽大多是铁质,槽内安装溜槽齿以代替挡板。溜槽齿的与溜槽底部的角度大致在60-75°之间,角度过小,拦截的精矿量就过少,角度过大,精矿就会随水流走。古代的淘洗盘无把手,有形状如谷仓者,有形状如船形者,因此也有人称之为船形漏斗。现代淘洗盘为淘洗方便,盘身两侧装有把手,且容量增大,可以更加方便快捷的淘洗矿料。淘洗盘的后挡板与盘底的角度大致在105-120°之间。这样可以更好的缓冲进入盘内的流水。淘洗盘前部敞口,后部收缩,有利于盘中废料的舍弃与精矿的回拢。盘底部刻有若干条齿状木槽,也是为了拦截精矿料的流失。淘洗盘俗称摇盘,顾名思义,是凭借双手的腕力来回摇动盘中的矿料已达到选矿的目的。通过将商周时期与现代的重力选矿法的工具和设备比较,能够看到明显的继承关系。
铜岭出土的西周溜槽(据卢本珊图改绘)
湖北铜绿山出土的淘洗盘
现代溜槽齿
现代溜槽
现代摇盘
通过对多处重力选矿现场(非机械化设备)的考察发现,溜槽的倾斜坡度大多在16-20°之间。卢本珊认为:“古人在实践中确定了6°的溜槽倾斜坡度,不仅符合现代选矿学要求的3-4°最大不超过16°这一指数,而且也被实验证实了它的合理性。”[29]笔者不熟悉现代选矿学,但据多年淘金的经验,溜槽倾斜坡度为6°时,槽内的矿料极难流动,只能凭借强劲的水流冲刷,但水流不宜过猛,否则槽内的矿料就会出现急流和拉沟现象。如果溜槽倾斜角度过大,又会导致矿料的流失。总之,溜槽坡度对选矿效果有较大的影响。
下面就笔者所熟悉的重力选矿流程作一简单论述:
首先将所采锡矿料装入溜槽顶部,遇有大块锡矿石需用木锤破碎,然后用木桶盛水并匀速冲洗矿料,在冲洗过程要用木扒来回松动矿料,使得靠近槽边缘的泥浆和比重较小的废岩料随着水流从槽内排入尾砂池。但如果给水量过大,矿料流动过程中会出现急流和拉沟现象,一部分精矿也会以较慢的速度被水流携带出槽外,因此给水量的掌握至关重要。当槽内的矿料粒度比较均匀时,便可用木锨将溜槽内的矿料放入淘洗盘进行淘洗。淘洗时要用手腕力操纵盘身,使盘顺着一个方向旋转。在旋转的过程中,矿粒受本身重力和离心力的作用,使得轻重矿物自然分层。此时,轻轻地将盘向前推送,比重较轻的矿物就会随着盘中的水一起被送出。当盘中的矿料粒度较小时,便轻轻地上下颠簸淘洗盘,使被精矿夹裹的粗矿料显现并向前推送出去。如此反复,直到盘底出现精矿料。
溜槽选矿属湿式选分,所选出的矿料往往含有水分,在冶炼前,必须先将矿料中的水分脱去,古代矿料脱水方式简便易行,首先将溜槽内所选分的精矿装筐过滤,使水分自然脱去,然后将脱水后的精矿摊放于竹席上,经过风吹日晒使之变得干燥。
对于三四千年前商周时代的中国人来说,这种现代的溜槽选矿及淘洗盘选矿记述本身并不能说明任何东西。但是,对现代溜槽及淘洗盘在重力选矿中的作用所做的观察却证明,古代先人告诉我们的,以及我们依据考古和文字资料重建起来的,确是人类社会中实际运作的系统。
从以上这些植物与矿物的特征出发,也从另外一个侧面反映了中国古代锡料的来源。这些植物与矿物大多盛产于中国南方地区,古代中原地区从未有过这类植物与矿物。如晋戴凯之《竹谱》曰:“《广志·层木篇》云桃枝出朱提郡。”[19] (卷一)175朱提郡,东汉建安十九年(公元214)改犍为属国为朱提郡。治朱提县(云南昭通市),领朱提、汉阳(四川高县庆符镇南)、南广(云南镇雄县)、堂琅(云南巧家县老店镇一带)、南昌(云南威信、镇雄一带)五县,属益州。上世纪80年代以后,我国地质工作者收集了全国250处矿山的534个铅同位素比值数据,发现铅同位素比值很低的异常铅仅存在于中国西南部的云南(永善、巧家、昭通、新平、元谋)和四川地区[32]。1984年,中国科技大学的金正耀先生首次在国内采用铅同位素质谱技术对河南殷墟出土的青铜器进行了研究,发现妇好墓中有5件青铜器测试的数据与湖北铜绿山的数据相近,证明其原料很可能来自铜绿山;4件为铅同位素比值非常低的异常铅,与云南东北部矿山(永善金沙)所产异常铅同位素特征一致[33]。并进一步指出:“晚商中原青铜制品中用铅量虽然也很大,但铅是一种贱金属,分布很广。……永善金沙位处滇东,紧邻四川宜宾地区。因此,我们认为,妇好墓青铜器中的云南铅只能是随着大批其它云南物产——其中应该也包括锡——一起进入中原内地的。”[34]据古籍文献以及现代地质调查资料,我国北方地区有大量的铅矿资源,而中原王朝所铸铜器中的铅矿料却来自于南方地区,那么对于稀缺的锡原料更是需要从南方地区输入。由此可见,这些特殊的植物与矿物也为学界探讨中国古代锡矿料来源这一重大疑案提供了可资借鉴的依据。
商周时期,为了将多金属矿石与夹废石的矿石选成单质精矿,设法提高矿石中锡金属的含量,降低其有害杂质的含量,选出在技术上、经济上适合于冶炼要求的产品,古人成功地采用了淘洗选矿法和溜槽选矿法。这证明远在先秦时期,中国的选矿技术已处于世界领先地位,它也进一步证明中国光辉灿烂的青铜文明并不是外来的,是独立发展起来的一种本土文明。
由于锡是极其重要的战略物资,古人对锡产地讳莫如深,加之现代考古没有发现先秦时期的锡矿采冶遗址,这给后人的研究设置了重重障碍。因此,一方面地矿部门要与考古单位密切合作,继续探寻文献记载的锡矿产地,争取发现一批与采锡、炼锡有关的遗迹。另一方面需要将锡矿的成矿特点和有效的自然科学手段相结合。笔者相信,在不久的将来,随着科技考古学的发展及其与自然科学手段进一步的结合,锡矿勘探一定会产生质的飞跃。
[1] (汉)郑玄注、(唐)贾公彦疏.周礼注疏[M].上海:上海古籍出版社,1990:614.
[2] 郭宝钧.中国青铜器时代[M].北京:三联书店,1978:12.
[3] 乐爱国.管子的科技思想[M].北京:科学出版社,2004:3.
[4] 黎翔凤撰.管子校注[M].北京:中华书局,2004.
[5] (梁)陶弘景集,尚志钧辑校.名医别录[M].北京:人民卫生出版社,1986.
[6] (明)李时珍著.本草纲目[M].第一册,北京:人民卫生出版社,1981.
[7] 夏湘蓉,李仲均,王根元.中国古代矿业开发史[M].北京:地质出版社,1980.
[8] (宋)李昉等撰.太平御览[M].北京:中华书局影印,1960:181.
[9] 郭沫若,闻一多,许维遹.管子集校[M].下册,北京:科学出版社,1956:1147.
[10] 郭沫若主编.中国史稿[M].第一册,北京:人民出版社,1976:359.
[11] 夏湘蓉,朱钧.中国中南部岩浆有色金属矿床的成矿区域[M].北京:地质出版社,1957:44.
[12] 蒙文通.略论《山海经》的写作时代及其产生地域[C].巴蜀古史论述.成都:四川人民出版社,1981:158-159.
[13] (晋)郭璞注.山海经[M].上海:上海古籍出版社,1989.
[14] (晋)郭璞注.尔雅[M].北京:商务印书馆,1937.
[15] (清)郝懿行撰.尔雅义疏[M].上海:上海古籍出版社,1983:1084.
[16] (汉)许慎撰.说文解字[M].北京:中华书局影印,1977.
[17] 章鸿钊.石雅[M].天津:百花文艺出版社,2010.
[18] 袁珂.山海经校注[M].上海:上海古籍出版社,1983.
[19] (晋)戴凯之.竹谱[M].影印文渊阁四库全书.第845册,台湾:商务印书馆,1986.
[20] (宋)范成大撰,严沛校注.桂海虞衡志校注[M].南宁:广西人民出版社,1986:102.
[21] (元)李衎.竹谱[M].影印文渊阁四库全书.第814册,台北:商务印书馆,1986:373.
[22] (晋)戴凯之.续竹谱[M].(明)陶宗仪纂.说郛.卷六十六,北京:中国书店,1986:21.
[23] (清)郝懿行撰.山海经笺疏[M].成都:巴蜀书社,1985:43.
[24] (汉)郑玄注,(唐)孔颖达等正义.礼记正义[M].上海:上海古籍出版社,1990:520.
[25] 袁珂.山海经校译[M].上海:上海古籍出版社,1985:178.
[26] (唐)段成式.酉阳杂俎[M].北京:中华书局,1981:152.
[27] 铜绿山考古发掘队.湖北铜绿山春秋战国古矿井遗址发掘简报[J].文物,1975(2):1-12.
江西省文物考古研究所铜岭遗址发掘队.江西瑞昌铜岭商周矿冶遗址第一期发掘简报[J]江西文物,1990(3):1-12.
[28] 唐锡仁、杨文衡主编.中国科学技术史·地学卷[M].北京:科学出版社,2000:73
[29] 卢本珊.商周选矿技术及其模拟实验[J].中国科技史料,1994(4):55-64
[30] 邹友宽、卢本珊.铜岭西周溜槽选矿法模拟实验研究[J].东南文化,1993(1):244-248.
[31] (明)陆容.菽园杂记[M].北京:中华书局,1985:175-176.
[32] 李晓岑.从铅同位素比值试析商周时期青铜器的矿料来源[J].考古与文物,2002(2):61-66.
[33] 金正耀.晚商中原青铜的矿料来源研究[C].科技史论集,合肥:中国科技大学出版社,1987:288
[34] 金正耀.晚商中原青铜的锡料问题[J].自然辩证法通讯,1987(4):47-55.
ExplorationandbeneficiationmethodsoftinoreinthePre-QinPeriod
XUE Lai
(College of History and Society, Anhui Normal University, Wuhu 241000, China)
Some special plants and minerals in nature were recorded in Chinese ancient literature books which can become an important symbol of looking for tin ore. After the modern geological survey, it finds that the records are highly consistent with the factual situation. This method is simple and effective, and is still used today, not only has important reference value to explore the modern tin ore, but also provides reference basis for the study of Chinese ancient tin ore material source of this great historical mystery. In addition, Shang-Zhou copper mining and smelting site, such as Hubei Tonglvshan and Jiangxi Tongling, unearthed a large number of mining and mineral processing facilities, which verifies that beneficiation technology in China has been in a leading position in the world in the pre-Qin period.
Pre-Qin Period; tin ore; plant; minerals; prospecting method; gravity beneficiation
F429.02
A
1009-105X(2013)02-0098-07
2013-01-06
薛来(1984-),男,安徽师范大学历史与社会学院硕士研究生。