何鸣
在北魏贾思勰的《齐民要术》与明代宋应星的《天工开物》中,都详细的记载了古代制造靛蓝染料的方法和过程。在当代,有许多学者如榕嘉1对制造靛蓝的化学原理进行了解析,在此不做赘述。但关于靛蓝染料制备的构筑物与工序的研究却不多见;同样的在考古界,关于靛蓝染料作坊遗址构造的研究也不多。广东肇庆市四会大云脚靛蓝染料坊遗址是广东发现的为数不多的一处织物染料作坊遗址,且揭露情况较好,构筑物类型丰富,是研究相关构造的重要材料。
大云脚靛蓝染料坊遗址位于肇庆市四会市地豆镇大云脚村,毗邻大坑口水库,北面为大云顶山,西面为坑口背和竹子岭,南距省 道 S260约0.8公里 , 东 距 省 道 S260约 2公里。遗址地势西高东低,东临河水。遗址占地面积约 600平方米,本次发掘揭露面积400多平方米,大云脚染料坊遗址呈三级分布,现存的主体部分包括挡墙、水沟和坑等构筑物。本次发掘共发现墙 3处 ;沟 3条(段);坑 20个 ,其全景分布如图 1。遗址年代较晚,从地层情况和出土遗物来看,大致年代为晚清时期到上世纪四十年代。
遗址中发现残墙共 3处 ,编号 Q1-Q3;墙Q1位 于遗址西部,平面呈“S ”形,现存为残墙。以石块堆砌,露出地面部分刷一层三合土,表面及西面三合土已被破坏或侵蚀,东立面还残存少量三合土层,但不及底,墙中部有两个筒瓦制成的口。墙Q 2位于遗址中部,南北向,平面保存较完好,局部残损,以石块直接在泥地上堆砌,并混以三合土砌筑。墙Q 3位于遗址东南部,平面呈弧形,保存较差,南段因基土沉降使平面略低于北段,与Q 1南段走向一致。以石块直接在泥地上堆砌,并混以三合土砌筑,原墙底部地面已被破坏。
遗址中发现水沟共 3段 ,编号 G1-G3;沟G1位 于遗址西部,与 Q1平 行。平面宽0.9-1.8米,沟西边缓东边陡,沿沟两边排列2 0根直径7-9厘 米的木桩。沟G 2位 于Q 2东 侧底部,为Q 2的附属结构,同是石头与三合土砌筑。残长3.5米,宽 0.33米 ,深 0.12米 。沟 G3位 于 Q3东侧底部,为 Q3的附属结构,同是石头与三合土砌筑。残长3 .4米 ,宽0 .28米 ,深0 .12米。
?
遗址中发现坑共 20个 ,编号K1-K20;坑分布在 Q1与Q2、Q1与Q3之间及 Q2东侧,根据大小形制和分布情况可分为三类(以下称一类坑、二类坑、三类坑)。一类坑共 12个,编号K 1 - K12,位于第二级台地,自北向南沿 Q2和Q3排列,此类坑最大,均是直壁平底,平地下挖圆形坑后用石块沿边堆砌,再以三合土包边,坑口沙灰层多被破坏,坑底部都有上下排列的两个孔道直通 Q2或Q3。二类坑共 4个 ,编号 K13-K16,同样位于第二级台地,分布在两个一类坑切点与 Q2和Q3之间。同是石头堆砌后以三合土包边筑成,此类坑较小,直壁平底,坑底有一个孔道穿过Q2或Q3。 三类坑共 4个 ,编号K17-K20,位于最下一级台地,在 Q2东侧,工作面已被破坏,坑体保存也较差。
从《齐民要术》2《天工开物》3的记载情况和现存的传统靛蓝染料制作的工艺来看,我国传统的靛蓝制造工艺基本上是按照一套稳定的工序延续下来:将新鲜割取的蓝草,浸泡数日后捞去残渣,然后将浸出液与生石灰粉(溶液)4充分搅拌混合,形成的沉淀,将上层清液除去沥干即得到靛蓝染料。关于具体工艺的一些区别主要跟蓝草种类有关,在此就不做讨论。
根据上述工艺,传统工艺制造靛蓝染料需要的原材料是水和生石灰,在生产过程中需要大量的水并且会产生大量的废液5。从大云脚染料坊现存的遗存构造来看,基本可以确定的有以下信息:沟 G1系整个染料作坊的供水渠,沟边残存的细木桩应是护沟边防止坍塌之用, Q1中部筒瓦制成的口应为进水口。 G1与 外部水系连接,通过墙 Q1中部的进水口将水引入使用。一类坑直径在2.63-2.78米 之间,平均深度约 0.85米,容量较大,应是做浸泡蓝草使用,可称为浸泡坑,坑底孔道应为排水作用。二类坑比一类坑小很多,从坑中内壁残留的石灰来看,这些石灰应是生产过程中接触石灰所致,其具体功用还待进一步弄清。三类坑位于最低处的台地,且坑的深度普遍较浅,作为收集和归拢成品的可能性较大。而 Q1和Q2、Q3分别位于三级与二级台地、二级与一级台地之间,可以确定是三处墙体系各级台地之间的挡土墙。位于 Q2和Q3底 部的 G2和G3,为各个浸泡坑共用,应有排水的功能。
除了上述根据遗存现状能直接明确的信息之外,还存在几构造问题有待进一步弄清楚。第一个问题是同一浸泡坑中为何有两个竖向排水孔?第二个问题是二类坑和三类坑的具体功能是什么,在整个工艺流程中起什么作用?第三个问题是沟 G2和G3是否只是做排水使用?为了弄清楚以上问题,笔者对已揭露的遗存进行测绘,利用全站仪采集了大量的数据,现根据采集数据和测绘图纸进行分析和论述。
为了弄清楚为何每个浸泡坑的底部都有两个竖向并列的排水孔,现以保存较好的K2为 例,取剖面 2-2 ,如图 3所示。
根据实测的数据, K2 坑口直径 2.64米,残深0 .81-0.95米。从剖面来看,坑底西高东低,有一定的坡度,实际测算出坡度约为5%;两个并列排水口排水坡度大于坑底坡度,约为 25%,这样可以使得排水更加顺畅,此外两排水口同时打开亦能提高排水效率;两排水口竖向距离为 7厘米。根据造靛的流程,当蓝草浸出液与生石灰反应形成靛蓝沉淀时,为了分离得到靛蓝需要将上层的清液取走。如果通过人力从上部将上层清液取走,无疑是一道耗时耗力的工序。或许双排水口的构造形式是用于解决这个问题?假设同时打开两个排水口,那么坑底的靛蓝悬浊液将排走,这种操作不成立。假设只打开其中一个排水孔,打开上部排水口,那么可以将上部排水口以上的液体先排走;打开下部的排水口,先排除出去的是坑底的靛蓝悬浊液。因此,不难推断出比较合理的工序是当靛蓝悬浊也形成后,将坑底上部的排水口打开,排走上层清液,使得靛蓝悬浊也留在坑底,待上层清液排完水位降低到较高处的排水口以下时,打开较低处的排水口,便可以将靛蓝的悬浊液排到下一个工序之中了。由此可知,浸泡坑底的双排水口设置应是作为分离装置而使用。
关于二类坑和三类坑的作用,从保存情况来看,二类坑的保存情况好于三类坑,二类坑有保存完整的如 K13,而三类坑的保存情况则比较不理想,其基本形态也不清楚。根据这种情况,判断三类坑的具体功用不能单独进行,较合理的思路是按照其在整个工艺环节里面综合来确定。
二类坑体量较浸泡坑小很多,以保存较好的 K13为 例,取剖面 1-1,如下图。坑口直径 0.45米 ,最深处 0.47米 ,最浅处 0.42米,坑底最深处有一个排水孔,直径 0.04米,其内壁残留有大量石灰痕迹。二类坑坑壁残留的大量石灰说明长期接触石灰而留下,而在造靛的一般工艺流程中,碱性的石灰是很重要的原料,在蓝草浸出液中添加碱性的石灰细粉或蛎粉6或石灰水。二类坑应该是在生产过程中用来存放碱性的石灰粉或石灰水的,结合坑底的有排水孔这一因素,可以进一步确定二类坑是用于放置石灰水的。现将坑底的排水口在 Q2上堵住,然后加入水和石灰粉配置一定浓度的石灰水,然后加入浸泡坑中,而在使用后,坑底的排水口将极大的便利清洗石灰水坑。因此可以认为,二类坑是作为配置石灰水溶液来使用的。
在前面论述了关于浸泡坑分离和排水的机制,浸泡坑中需要排走的水经过排水孔排向G 2或G3, 从G 2和 G 3的坡度和走向来看,两条沟集中向中间汇水,将多余的水排走。然而,在G 2上的一个整齐的缺口(图3 )似乎表明G 2和 G 3不仅具备排水功能,很大可能还承担着其他功能。
从前面论述的情况来看, G2和G3还承担着什么新功能可以与三类坑的功能一起论述。目前已知的是浸泡坑的设计是考虑到了分离靛蓝悬浊液和上层清液的作用,靛蓝悬浊液其实是一种水分充足的靛蓝染料,由于水的占很大,所以很大可能是一种流体。另一方面充分蒸发水分后形成的靛蓝是无法顺畅的从排水口流出,但靛蓝的悬浊液体则能通过浸泡坑的排水口排出,那这些悬浊液排向哪里呢,如果直接排在 G2和G3将会和多余的水一样被排走。因此G 2上的缺口似乎有特殊的作用。不难发现,G 2上的缺口正好是在三类坑的上方,假设在G 2缺口处的下游进行封堵,从浸泡坑中排出的液体将会从缺口处进入三类坑,将靛蓝悬浊液通过缺口排向三类坑,三类坑起到了作为收集存储靛蓝悬浊液的容器的作用,靛蓝悬浊液在三类坑中进一步自然蒸发水分便得到了靛蓝染料。这样一来,关于 G2和 G 3以及三类坑存在的问题便清晰了。
通过上述论述,大云脚染料作坊遗址与造靛工艺的关系逐渐明晰起来。遗址的地上遗存分布在三级台地上,各级台地之间由两组挡墙(Q 1和Q2、Q 3)进行分隔,分别起到不同的作用。
第三级台地最高,主要构成是供水沟,沟边残存有均匀分布的细木桩用于加固沟边防止坍塌之用。其主要功能是通过两片筒瓦组成的陶制水管将沟中水引入第二级台地,提供造靛所需的水。
第二级台地主要构成是浸泡反应坑和石灰水坑,浸泡反应坑数量最多,容积最大,坑底有双排水口的分离装置。石灰水坑为配置一定浓度的石灰水使用,坑底有一个排水口,一般为两个浸泡坑共用一个石灰坑。具体工序是将新鲜割取的蓝草放入浸泡坑中后注水入坑,浸泡数日后捞去未腐化的残渣,同时在石灰坑中配制石灰水,然后将石灰水加入浸泡坑中与浸出液充分反应,静置形成靛蓝悬浊液,随后通过双排水口将悬浊液分离出来进入下一道工序。
第一级台地主要构成是 G2、G3和存储坑,且 G2有 连接口与存储坑相连, G3因为残损严重,现状中未见到连接口,但很大可能与 G2一 样有与存储坑联系的连接口。 G2和G3为浸泡坑和石灰水坑所共用,既可以排走废水,还能将初级产品靛蓝悬浊液归集到存储坑中进一步蒸发存储。
至此,大云脚靛蓝燃料坊遗址构造形式背后的工艺流程基本清晰,从遗址构造所揭示的整个工艺流程来看,过去的人们有很多科学的方法来节约人力和提高效率。将整个制造装置布置在三级台地上,从而有效的利用了水力,节约了人力;且在整个生产过程中为了充分利用水力,将蒸发水分的工序安排在靠后的部分;此外,巧妙的双排水口设置做到了最简单的构造来实现科学的分离,简洁而有效。
大云脚靛蓝燃料坊遗址是一处较先进的靛蓝染料制造构筑物,是反映过去本地区人们制造靛蓝染料的生产水平的重要实物,对于我们研究一定时期的手工业技术水平有重要的参考价值和实证意义。
注释:
1 榕嘉.古代靛蓝染色工艺原理分析[J].丝绸,1991(1):45-48.
2 (北魏)贾思勰.齐民要术·种蓝[M] .北京,中华书局,1956.
3 (明)宋应星.天工开物·蓝靛[M] .崇祯十年涂绍煃刊本.1637.
4 张华玲.靛蓝染料制备方法及染色工艺的发展[J].宁德师专学报(自然科学版),2010(4):364-367;占达东.黎族传统染料靛蓝[J].琼州学院学报,2013(2):11-18.
5 刘昆.布依族植物靛蓝传统染色工艺[J] .针织工业,2018(3):56-58.
6 刘 剑.传统靛青染料的生产工艺[J] .丝 绸,2009(11):42-43.