中国古代朱砂开采技术探析

胡安徽

(贵州师范大学 马克思主义学院，贵阳 550001)

朱砂(Cinnabaris)又名丹砂、辰砂，是一种用途广泛的特殊矿物和商品:从制作器物的颜料到女性的化妆品和绘画所用朱色，从制作防腐剂到充当随葬品，从氏族崇拜到宗教民俗，从炼丹到药材，从市场交易品到货币替代物和官员俸禄，以及各种汞化合物的合成，乃至成为地位和身份的象征，尤其是朱砂被作为炼制“不死药”的必需品后，不仅被以道家为代表的炼丹家所青睐，更为不少达官显贵、帝王将相当作灵物和圣物。正因为此，朱砂在中国古代被较早地认识、开发和利用，先秦古籍《尚书》《管子》《山海经》、现存最古汉医方书《五十二病方》以及最早药物学著作《神农本草经》等对其均有记载。无论是自然科学领域还是社会科学领域，朱砂都是学者们关注的主要对象，因此，学界有关朱砂的研究成果相当丰富，但对古代朱砂开采技术的关注相对较少，目前仅有《中国古代矿业开发史》[1]《矿冶史话》[2]《中国科学技术史·矿冶卷》[3]《中国古代的寻矿理论和开采技术》[4]《历史时期武陵山区丹砂产地分布及其变迁》[5]《贵州万山汞矿遗址调查报告》[6]《中国古代金属矿和煤矿开采工程技术史》[7]等论著涉及此项研究。朱砂开采技术主要分为勘探和采掘两个方面。综观上述成果关于朱砂开采技术的研究，多偏重于朱砂的冶炼、产地的分布和开采的产量等内容，对勘探和采掘技术着墨不多，即便有零星内容涉及此问题，然由于所用材料不充分，致使研究既不全面也不完整。基于此，本文对中国古代朱砂的勘探和采掘技术进一步总结，以帮助读者系统了解中国古代朱砂的开采技术并由此丰富矿业开发史的研究内容。

一、勘探技术

(一)唐代之前的勘探技术

采掘朱砂首先要明确其蕴藏的具体位置，即朱砂产地，这就需要一定的勘探技术。先秦典籍《管子》记载：“上有丹砂者，下有黄金。”[8]此语说明朱砂与黄金伴生，产黄金之地即应为产朱砂之域。这是先秦时期人们探寻朱砂产地的经验总结。虽然《管子》未说明“上有丹砂者，下有黄金”的理论依据，但后代的实践表明先秦时期古人对寻找朱砂产地已有较高的认识水平，因为学者们通过对古代文献的考证以及对近现代朱砂矿伴生物的检验，认为此结论确切地反映了朱砂矿蕴藏的实际情况[1]。东晋葛洪《抱朴子》卷16《黄白》云：“山中有丹砂，其下多有金。”[9]这与《管子》所载内容基本相同，说明晋代对朱砂产地的勘探技术依然沿用了前代，进展不大。

(二)唐至清代的勘探技术

唐代，“采之(朱砂)者，寻石脉而求”[10]，说明沿石脉可找到朱砂。宋代，“穴地数十尺，始见其苗，乃白石耳”[11]，这表明在找到石脉后，仍要在地下开挖洞穴才能找到朱砂矿苗。明代对朱砂的勘探技术有了新的认识，“水井有砂者，其水尽赤，每有烟霞浴蒸之气”[12]。此语说明人们可以从井水的颜色及水气判断朱砂产地。较之于前代，明代对朱砂的勘探技术无疑又前进了一步。清代对朱砂的探寻有了更丰富的理论：“温泉生石隙中，下必有丹砂雄黄之属。”[13]这里明确了温泉与朱砂产地的关系，即有温泉的地方多有朱砂产地。“穴岩察脉丹止一线又多兼白石，所谓白带也。”[14]由此可知，朱砂矿脉多为线型且多与白石即石英石相伴。到了近代，朱砂勘探技术有了进一步提高，所谓“万山与黄道乡交界处地垒带之景象，出产水银朱砂”[15]，以及“跟踪石英细脉之夹有硃砂痕迹者追寻”，“矿床石脉既多沿石层面而生，故其富集之处可量其厚薄”[16]488即是明证。

综上可知，随着时代的发展和人们认识水平的提高，朱砂的勘探技术在实践中不断进步，为朱砂的采掘提供了有利条件。还要指出的是，尽管古代医药学著作尤其是本草著作对朱砂有不少记载，但主要是关于朱砂物理性状、产状和药用价值、用药方法的论述，很少述及朱砂的勘探技术，颇有点遗憾。

二、采掘技术

采掘是开采朱砂的关键技术。就笔者目之所及，未见文献关于先秦秦汉时期朱砂采掘技术的记载，故而无从考究。南朝陶弘景《本草经集注》云：“采砂皆凿坎入数十丈许。”[17]“凿坎”离不开斧、锤、凿、钻、铲等常见工具，这说明当时主要用上述传统器械挖洞以采掘朱砂。宋代《本草衍义》曰：“先聚薪于井，满则纵火焚之。其青石壁迸裂处，即有小龛，龛中自有白石床，其石如玉，床上乃生丹砂。”[18]《方舆胜览》载：“遇岁寒，獠以薪竹燔火爆石以取之(辰砂)。”[19]《溪蛮丛笑》称：“砂出万山之崖为最，仡佬以火攻取。”[20]上述所谓“纵火”“燔火”“以火攻取”均是用火烧，此种开采方法被称为火爆法(亦称“烧火窿”)，它一方面是利用岩石高温受热后岩石硬度发生变化以提高开石凿壁效率，另一方面则是利用热胀冷缩的原理，在刚刚烧过的矿石上泼冷水，使冷水渗入岩石缝内产生蒸汽，从而增加岩石破裂的膨胀力[6]。这种方法自然比用斧锤开凿的效率要高许多，说明采砂技术有所提高。明末之前基本沿袭了宋代的方法：“土人欲觅(朱砂)，多聚干柴。纵火满井焚之，致壁迸裂，始见有石床如玉洁白。”[21]直到明末清初，今贵州铜仁一带始有人将火药爆破技术用于开采朱砂[22]，这无疑会大大提高开采效率，铜仁“府南大万山，产硃砂，月可得万斤”[23]即是明证。道光末年，归化厅(今贵州紫云县)开采朱砂，“由山腰凿入，颇中矿穴得矿砂”，且“用铁铲攫取或用石炮轰开，然后用火烧炼”[24]。由山腰开凿，需要的技术自然要比在平地的高，同时综合运用了凿取、炮轰、火烧等开采技术。火药爆破和开采技术的综合运用反映了当时采砂技术的提高。不过，从文献记载情况看，用火药爆破的方法并不是每个朱砂矿井都能使用，地质结构比较复杂和矿井较深的矿区依然采用斧凿铲攫的传统方法。

采掘朱砂往往要形成矿井，不同的矿井需要不同的开采技术，因此，矿井类型的多样化即是开采技术提高的另一标志。清代有多种类型的朱砂矿井，“掘地而下曰井，平行而入曰墏，直而高者曰天平，坠而斜者曰牛吸水”[25]。如此多的矿井类型标志着采砂技术的进步。

随着砂井深度的增加，照明技术成为必需。宋代辰州沅陵县(今湖南沅陵县)，“有砂井，土人采取，入井火把行二里，烧石取之”[26]。这种火把照明主要是运用固定式灯龛法，在井巷中凿壁为龛，放置陶灯盏照明[6]。明代务川县，“有板场、木悠、岩前等，坑砂产其中，坑深约十五六里，居人以皮为帽，悬灯于额，入而采之，经宿乃出”[26]。所谓“悬灯于额”是指在矿坑中把灯悬挂在头上面的岩石上，这种灯称作“亮子”(“以铁为之，如灯盏碟而大，可盛油半斤。其柄长五六寸，柄有钩，另有铁棍长一尺，末为眼以受盏，钩上仍有钩，可挂于套头上”[7])。很明显，“亮子”的使用比火把的效果要好，这表明照明技术有所提高。不过这种技术不可高估，务川县板场附近，“因其(朱砂)洞已深至十余丈，灯入无光，故弃之也。”[27]清末民初，贵州某些地方的采砂开始使用手电照明[16]493，这与火把和“悬灯于额”相比，显然是照明技术的又一进步。

排水技术也很关键。如果矿井内的积水不及时排出，矿工就无法入内采挖，最终导致矿坑废弃。“詹前沟产硃砂，惟矿洞水深，竭泽匪易，道光末，湘人某以水车修之，水涸矿见，控获硃砂数百斤，而水复至，知其终不可采，乃弃之。”[26]显然，由于排水技术不高，该处朱砂开采受到了影响。

通风技术亦不容忽视。贵州铜仁万山冷风洞朱砂矿，“因支道急转，废石堆塞，空气急(极)不流通，灯火已不能燃，矿工利用手电工作，因呼吸窒塞，短时间内即须退出总道休息”。某些矿井因通风不畅，矿道内呼吸困难，矿工仅能从事四个小时左右的开采[16]488。由此可见，通风技术落后造成了采砂者呼吸窒塞，无法使其连续工作，这无疑给采挖带了严重的负面影响。

上述关于朱砂采掘过程中排水和通风技术存在问题的记载主要见于清末民国文献。采砂技术较前代进步的清末民国既然存在着上述问题，古代则更不用说。这些问题在清末民国已被采砂者重视并在努力解决，如前述万山冷风洞朱砂矿总坑道“沿裂缝掘进，顶上空隙颇多，故空气流畅无阻”[16]493，这说明近代人们已经在努力采取措施解决砂井通风等技术难题。

总之，尽管中国古代朱砂采掘技术随时代发展而不断进步，然因多种条件制约，开采技术仍存在不少缺陷，如民国年间的贵州万山朱砂的采挖，“近年采矿之法仍极幼稚，无非沿岩石内之含矿脉带，跟踪凿取矿石而已。矿脉既成不规则之网状，故所掘之坑道大小不一，高下无定，时因坑道狭小出入为艰，又不知注重通风，凡曲邃之处，往往空气窒塞，呼吸困难，故采掘工作时间多仅以四小时为率，且坑内废石多不运出，随采随塞，愈进愈难，无法进展，一旦遇水或其他困难，则多相率放弃。”有些矿坑甚至只能用竹筒汲水，排水效率极为低下，严重影响朱砂的采挖[16]488-489。采矿技术直接影响生产效率进而影响产量，由于采矿技术较差，故而产量不高，某些朱砂矿每月产量仅有两百斤左右[16]492，每人每天仅能锤两斗[16]489。某些矿厂因开采技术的缺陷，朱砂的采挖相当艰难，如铜仁万山的箭头砂，“此砂独产于石夹缝中，取之最难”[28]。即便存在着诸多缺陷的采掘技术，然由于朱砂功能的不断开发和市场对朱砂的需求不断增加，刺激着人们对朱砂日复一日年复一年地开采，再由于朱砂不可再生，故而导致其储量锐减、资源枯竭，不少产地最终废弃，如贵州婺川县板厂朱砂矿“衰竭已久，并请封闭”。普安县滥木厂朱砂厂“自康熙六十一年开采至今，硐老山空，砂岩干淡，兼之坚口水淹倾颓，委系调剂无术”，不得不在雍正十年(1732)“严行封闭”[29]。由此而言，即便开采技术相对落后，但如果长时间开采，依然能导致资源枯竭，这说明在古代朱砂资源枯竭与否与开采技术高低关系不大，而与开采时间的长短更为密切。不仅朱砂如此，其他矿物资源亦如此。

与开采技术密切相关的还有洗砂技术：“方其负荷而出，投诸水，淘之汰之，摇以床，漂以箕。既净，囊而漉之；不即干，口以吹之。其水或潴之池，或引之竿。”[25]从投、淘、汰、摇、漂、漉、吹、潴、引等一系列程序看，清代的洗砂技术已较为系统和完善。还要提及的是，中国古代传统的洗砂技术对产地的周边环境产生了相当的负面影响。清代诗人吴中蕃《壬寅冬过光斗河》在描写周边是朱砂产地的光斗河时特意加了副标题：“河尽淘沙，终岁作赤黄色”，诗云“泾水一石泥数斗，此溪竟欲两黄河。问君何为浊乃尔，云是上流采砂之余波。”[30]曾任贵州巡抚的田雯也说，洗淘朱砂时“波涛为之尽赤”[25]。显然，洗淘朱砂不仅使河水变为赤色或赤黄色，一片浑浊，而且也容易导致泥沙淤积河流，这无疑会对河流及其周边生态环境带来一定程度的破坏。

三、结语

纵观古代朱砂开采，就勘探技术而言，先秦时期主要依据朱砂与黄金伴生的理论；唐宋时则采用沿石脉并在地下开挖洞穴以寻找朱砂之法；明代把井水的颜色及水气作为根据；清代则创新了朱砂产地多与温泉伴生、朱砂矿脉多为线型且与石英石相伴的理论。就采掘技术而言，南北朝时期主要采用传统工具采挖；宋代创造了用火烧使矿石碎裂的技术；明末清初开始采用火药爆破技术。采掘过程中所用的照明工具由火把到“亮子”再到手电，亦表明开采技术的进步。毋庸讳言，通风和排水技术相对滞后，尽管也在不断改进，但仍在某种程度上制约了朱砂的开采。

综上所述，中国古代朱砂的开采技术在总体上是一个随时代发展而不断进步的过程。朱砂是众多矿物的一种，尽管其勘探技术与其他矿物不完全相同，然其采挖技术如火爆法、通风排水法、照明等则与其他矿物极为相似，既有对前代的继承又有不同时期的创新发展，尤其是火爆法，上溯至新石器时代的采石场，下可延续到近代多种矿物的开采中[6]。因此，就采挖技术而言，朱砂的采掘是中国古代矿物开采技术的缩影，一定程度上反映了中国古代采矿技术的发展水平和变化过程。

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