薛 來

(安徽師范大學(xué) 歷史與社會學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

先秦時期錫礦的勘探與采選方法研究

薛 來

(安徽師范大學(xué) 歷史與社會學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

中國古代文獻(xiàn)典籍中，記載了先秦時期自然界的某些特殊植物、礦物可以成為尋找錫礦的重要標(biāo)志，經(jīng)過現(xiàn)代地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些記載與實際情況高度吻合。這種簡便而行之有效的方法沿用至今，不僅對當(dāng)代錫礦的勘探具有重要的參考價值，而且為探討中國古代錫礦料來源這一歷史疑案提供了可資借鑒的依據(jù)。另外，湖北銅綠山、江西銅嶺等商周古銅礦冶遺址出土了大量采礦與選礦的工具設(shè)備，這證明遠(yuǎn)在先秦時期，中國的選礦技術(shù)已處于世界領(lǐng)先地位。

先秦時期；錫礦；植物；礦物；找礦方法；重力選礦

青銅器是銅、錫二元合金，或者是銅、錫、鉛三元合金。錫是青銅器中的重要成份，沒有一定比例錫的加入，將難以鑄造成美觀實用的青銅器。錫在青銅器中的作用主要有三點：第一，可以降低紅銅的熔點。紅銅的正常熔點為1083℃，若加錫15%，紅銅熔點就會降低到960℃，若加錫25%，紅銅熔點就降低到800℃。第二，可以增加青銅器的硬度及延展性。純銅的硬度為35°(博林氏硬度計)，質(zhì)較軟，不宜單獨制器。加5～7%的錫后，青銅硬度為50～60°；加9～11%的錫后，青銅硬度為70～80°。第三，可增加熔液的流動性。銅熔料粘稠，流動性差。加入錫后，可增加熔液的流動性且少氣泡，適于鑄造鋒利的刀刃和細(xì)密的紋飾。

成書于戰(zhàn)國的《周禮·考工記》對錫在各種青銅器中的比重有詳細(xì)的記載：“金有六齊，六分其金而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊；金錫半，謂之鑒燧之齊?！盵1]后世學(xué)者對“六齊”說有不同看法，通過自然科學(xué)手段，將出土的各類青銅器的合金成分分析結(jié)果與“六齊”對照，基本符合郭寶鈞先生對“六齊”的看法，即鐘鼎之齊為銅85.71%、錫14.29%；斧斤之齊為銅83.33%、錫16.67%；戈戟之齊為銅80%、錫20%；大刃之齊為銅75%、錫25%；削殺矢之齊為銅71.43、錫28.57%；鑒燧之齊為銅66.66%、錫33.33%[2]。

目前，學(xué)術(shù)界對先秦時期錫礦的勘探與采選方法的研究還不夠深入，成果不多，僅在個別專著與論文中有所涉及。錫礦勘探方面：從先秦時期的《管子》開始，中國古代便逐步建立起較為系統(tǒng)的探礦理論，即根據(jù)礦苗和特殊植物與礦物的共生關(guān)系尋找錫礦藏。然而，古時的植物與礦物之名稱隨時代變遷而發(fā)生了很大改變，這就要求對古籍所記載的特殊植物與礦物進(jìn)行細(xì)致的考證。夏湘蓉等先生的《中國古代礦業(yè)開發(fā)史》一書對各種礦藏的勘探有較為細(xì)致的論述。但該書問世已30余年，其中對錫礦勘探的論述有進(jìn)一步完善的必要。錫礦采選方面：先秦的錫礦采選遺址雖然沒有發(fā)現(xiàn)，但大量的先秦古銅礦冶遺址的發(fā)掘，為先秦錫礦的采選方法提供了可資借鑒的依據(jù)。盧本珊、華覺明等先生據(jù)先秦時期古銅礦冶遺址出土的采選礦石工具，曾進(jìn)行選礦模擬實驗，證明古人在選礦方面已經(jīng)有了較為科學(xué)的方法。

筆者在前輩學(xué)者的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步全面考證與錫礦共生的植物與礦物的真實面目，期望對當(dāng)代找礦提供一些有益的幫助。在研究過程中，驚喜的發(fā)現(xiàn)這些與錫礦共生的植物與礦物的來源之地，對探索中國古代錫礦料來源這一重大學(xué)術(shù)問題有重要的啟示作用。

關(guān)于錫礦的采選方法，筆者將多年的淘金經(jīng)驗與前人的研究相結(jié)合，力證中國光輝燦爛的青銅文明并非外來，而是獨立發(fā)展起來的一種本土文明。本文定有不周不當(dāng)之處，望專家學(xué)者批評指正。

一、找礦方法

中國商周時代高度發(fā)達(dá)的青銅鑄造業(yè)離不開錫礦料的勘探與采選。隨著青銅手工業(yè)的發(fā)展與興盛，古人逐步掌握了一套錫礦勘探與采選的方法。找礦與采礦是獲取錫礦石的最初階段，其中找礦又成為采礦的先決條件。

先秦時期，隨著青銅采冶業(yè)的日益繁榮，人們在獲取青銅器原料的實踐中積累了寶貴的經(jīng)驗，很早就注意到錫礦的地質(zhì)狀況。但錫不同于銅，銅有著鮮艷的顏色和光澤，古人完全可以通過銅礦礦脈露出地面部分(俗稱“礦苗”或“礦引”)的礦石顏色來尋找銅礦。而錫石不具備金屬色澤，與普通礦石很難區(qū)分。因此，自然界的某些特殊植物、礦物便成為尋找錫礦的重要標(biāo)志，這也是古人在長期的勞動實踐中總結(jié)出的一種簡便而行之有效的方法。

《管子》是中國古代重要的一部文化典籍，內(nèi)容龐雜、包羅萬象，堪稱中國文化史上的一朵奇葩。史家對《管子》所蘊含的政治、經(jīng)濟(jì)、哲學(xué)、軍事、科技等豐富內(nèi)容均有詳盡的論述，樂愛國在其著作《管子的科技思想》一書中指出：“《管子》不僅以其內(nèi)涵豐富且深刻的經(jīng)濟(jì)思想，受到中國經(jīng)濟(jì)思想史界的重視，而且，其中還有不少內(nèi)容，廣泛涉及古代科技的各個領(lǐng)域，包含著豐富的古代科技知識和科技思想?！盵3]其中，對各種礦藏知識的記載，又成為《管子》書的最大特色。

《管子·地數(shù)第七十七》載：“上有陵石者，下有鉛錫赤銅。”[4] (卷第二十三)1355陵石，歷來有多種解釋?！睹t(yī)別錄·上品》載：“陵石味甘，無毒。主益氣，耐寒，輕身，常年。生華山，其形薄澤[5](卷一)13?！薄侗静菥V目·石部》：“爐甘石，甘，溫，無毒?！盵6] (卷九)559夏湘蓉等先生據(jù)《本草綱目》的爐甘石條描述，爐甘石“甘溫?zé)o毒”與《名醫(yī)別錄》關(guān)于陵石藥性的記載吻合，因此便認(rèn)為陵石很可能就是爐甘石[7]326。另一種解釋是將“陵石”做“綠石”講。《太平御覽·地部三》引《管子》：“上有綠石者，下有鉛錫。”[8] (卷三八)郭沫若先生在《管子集?！さ財?shù)篇第七十七》中“上有陵石者”條目下做注曰：“孫星衍云：《御覽》三十八引作‘綠石’，八百十引作‘陵石’，與今本同?！盵9]可見，郭沫若等先生沒有將“陵石”改為“綠石”。然而在1976年，郭沫若在其主編的《中國史稿》中引《管子·地數(shù)篇》時卻將“陵石”改成“綠石”[10]，這一定是經(jīng)過慎重考慮的。按《管子·揆度第七十八》：“秦明山之曾青，一筴也?！盵4] (卷二十三)1382可見在《管子·輕重》篇的成書年代已經(jīng)有“曾青”一名，當(dāng)是泛指綠色的氧化銅礦物。夏湘蓉先生指出：根據(jù)中國南部一百個原生錫礦中共生礦物關(guān)系的統(tǒng)計，其中有39個黃銅礦。在這類錫礦藏的氧化帶中，綠石(孔雀石)是經(jīng)常出現(xiàn)的[11]?？梢?，“上有綠石者，下有錫”這種現(xiàn)象是存在的?！豆茏印芬粫M管成書較早，但它所包含的利用礦物分帶和元素分帶的找礦思想，為人們尋找地下錫礦藏提供了新的方法。

自然界中一些植物的分布與生長是和某些特定的礦化巖層以及土壤有著密切的聯(lián)系，它們與某些礦物一起構(gòu)成了“指示”錫礦藏的重要指標(biāo)?！渡胶＝?jīng)》是先秦時期的重要古籍，主要記述古代地理、動物、植物、礦產(chǎn)、神話、巫術(shù)、宗教等，也包括古史、醫(yī)藥、民俗、民族等方面的內(nèi)容，保存了大量中國遠(yuǎn)古時期的史料，其重要的學(xué)術(shù)價值已為世界所公認(rèn)?！渡胶＝?jīng)》中有四則材料可能與錫礦藏有關(guān)?！渡胶＝?jīng)·中次八經(jīng)》記載：“又東北七十里曰龍山。上多寓木；其上多碧，其下多赤錫；”“又東南七十里曰讙山，其木多檀，多邽石，多白錫?！薄渡胶＝?jīng)·中次十一經(jīng)》記載：“又東二十里曰嬰侯之山，其上多封石，其下多赤錫?！薄坝謻|二十里曰服山，其木多苴，其上多封石，其下多赤錫?！边@四則材料中的地點分別為：龍山、讙山、嬰侯之山、服山。這些山名，雖難于考證出確切的地點，但大致方位可以確定。《山海經(jīng)·中次八經(jīng)》和《山海經(jīng)·中次十一經(jīng)》都是將荊山作為山系。蒙文通先生曾經(jīng)指出：“《中次八經(jīng)》所載各水道，都是注入江、漳、灘等水，這三條水道都是在古荊州西部?！薄啊吨写问唤?jīng)》載有湍、潕、澧、淪等水道，多是注入漢水或汝水，都在荊州地區(qū)?！盵12]古時荊州略當(dāng)今湘、鄂全部及川南、滇東、桂北、粵北之一部，由此可以推斷，此荊山可能是位于湖北省南漳縣西部的荊山。又根據(jù)以上記載中各山距荊山的距離可知，龍山、讙山、嬰侯之山、服山都在南方地區(qū)無疑。

對于這四則材料，眾學(xué)者只看到礦物對于錫礦藏的指示作用，未免有失偏頗。事實上，這些材料中的植物也與特定的礦化巖層有著密切的聯(lián)系。《山海經(jīng)·中次八經(jīng)》曰：“龍山 ，上多寓木；其上多碧，其下多赤錫，其草多桃枝鉤端。”[13]68寓木，郭璞注：“寄生也，一名宛童；見《爾雅》?！盵13]68《爾雅·釋木》注：“寓木宛童，寄生樹，一名蔦?！盵14] (卷九)107《爾雅義疏·釋木》解釋的較為詳細(xì)：“寓猶寄也。寄寓木上，故謂之蔦。蔦猶鳥也，其狀宛宛童童，故曰宛童?！对姟罚骸\與女蘿’。傳蔦寄生也……陸機(jī)疏云：‘蔦，一名寄生。葉似當(dāng)廬，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]蔦是落葉小喬木，莖攀緣樹上，葉掌狀分裂，略作心臟形，花淡綠微紅，果實球形，味酸。由此可知，蔦是一種能攀緣別的樹木的寄生小灌木。關(guān)于“碧”，《說文解字·玉部》：“碧，石之青美者?！盵16]13中國地質(zhì)事業(yè)開拓者章鴻釗先生曾說：“碧即石青，方書一稱扁青，今通稱藍(lán)銅礦”[17]274，它常與孔雀石一起產(chǎn)于銅錫礦床的氧化帶中?！疤抑Α?，《爾雅·釋草》曰：“桃枝，四寸有節(jié)”，郭璞注曰：“今桃枝節(jié)間相去多四寸”[14] (卷八)101，袁珂校注：“桃枝，竹名。”[18] (西山經(jīng))28晉人戴凱之《竹譜》云：“桃枝竹，皮赤，編之滑勁可以為,《顧命篇》所謂篾席者也……余之所見桃枝竹節(jié)，短者不兼寸，長著或踰尺，豫章徧有之?！盵19] (卷一)175宋代范成大在《桂海虞衡志》中曰：“桃枝竹多生石上，葉如小棕櫚，人以大者為杖?！盵20] (志草木)《本草綱目·木部》《竹》條云：“(桃枝竹)其葉或細(xì)或大，……其性或柔或勁，或滑或澀，澀者可以錯甲，謂之箆簩，滑著可以為席，謂之桃枝?！盵6] (第三十七卷)2164“鉤端”，郭璞注：“鉤端，桃枝屬?！盵13]20即鉤端是桃枝竹的一種。實際上，桃枝鉤端實是兩種竹子。元李衎《竹譜》：“釣絲竹……但節(jié)間橫枝細(xì)弱柔和，垂下數(shù)尺，飄然搖曳，宛如釣絲，故名。又名搖枝竹，又名搖絲?！渡胶＝?jīng)》所謂囂水之北多鉤端竹者疑即此種?！盵21] (卷五)戴凱之《續(xù)竹譜》曰：“蜀土有竹，狀若垂釣，俗名釣絲竹也?！盵22] (卷一)可見，桃枝鉤端應(yīng)是兩種竹子的名稱，即桃枝竹與鉤端竹。這則材料的重點是寓木、綠石、桃枝竹、鉤端竹四者生于相同的自然環(huán)境中，它們與錫礦藏有著共生關(guān)系，故應(yīng)將它們作為一個尋找錫礦藏的“整體指示物”看待，而不能僅僅依靠“綠石”，因為《山海經(jīng)》中載有許多“碧”，而唯有與寓木、桃枝竹、鉤端竹共生時，才有“其下多赤錫”的現(xiàn)象。

《山海經(jīng)·中次八經(jīng)》：“讙山，其木多檀，多邽石，多白錫。”[13]68-69檀即檀木，產(chǎn)在熱帶及亞熱帶，木質(zhì)堅硬，有香氣，可制器物及香料，又可入藥。“邽石”，袁珂注“應(yīng)作封石?！盵18]155《山海經(jīng)·中次十一經(jīng)》載：“嬰候之山，其上多封石，其下多赤錫”[13]74；“服山，其木多苴，其上多封石，其下多赤錫?！盵13]76苴，《爾雅·釋草》：“作草履。”[14] (卷八)97即用草做成的鞋墊。一般還做“苴麻”(大麻的雌株，開花后能結(jié)果實，也指結(jié)子的麻)或“枯草”講。然而依據(jù)文義，此“苴”應(yīng)為木本植物或樹木的果實，而非草本植物。故郝懿行云：“經(jīng)內(nèi)皆云其木多苴，疑苴即柤之假借字也。柤之借為苴，亦如杞之借為芑矣?！盵23] (中山經(jīng))《禮記正義·內(nèi)則十二》曰：“柤，梨之不臧者?！编嵭⒃唬骸皷?，是梨屬，其味不善。故云‘不臧’也。”[24] (卷二十七)袁珂按：“柤音楂”[18]153，并將其譯作“柤梨樹”[25]?！伴钡漠愺w字作“樝”，《說文解字·木部》載：“樝，果似梨而酢?！盵16]114至于封石，章鴻釗曾說：“封石，其義于昔未詳……畢沅《山海經(jīng)校正》……亦未詳封石之果為何物也。又《說文》：玤(同封)，石之次玉者，以為璧系?！盵17]275據(jù)《名醫(yī)別錄·下品》載：“封石味甘，無毒。主治消渴，熱中，女子疽蝕。生常山及少室，采無時?！盵5] (卷三)218又“白石英味辛，無毒。主治肺痿，下氣，利小便，補五臟，通日月光。久服耐寒熱。生華陰及太山。”[5] (卷一)10可見封石與白石英的藥性頗為類似。又《山海經(jīng)·中次七經(jīng)》載：“少室之山，……其上多玉”[13]65，前述封石生少室山，可見“封石”或?qū)儆耦?。綜合上引史料，可以大致推測“封石”是白色塊狀石英，即所謂“石之次玉者”，上部石英多，下部錫石多，正是原生錫石石英礦脈的礦物分帶性。赤錫并非金屬錫，而是指紅色的錫石。這些材料表明檀或柤與封石有著共生關(guān)系，檀與封石或者柤與封石共同構(gòu)成了指示錫礦藏的指標(biāo)。

在古代的方劑學(xué)著作中，砒(砷)為錫苗的記載屢見不鮮，李時珍也認(rèn)為：“此(砒)乃錫之苗，故新錫器盛酒日久能殺人者，為有砒毒也?！盵6] (木部·第十卷)607夏湘蓉等先生將史料記載與我國各種類型原生錫礦床的主要礦物成分相結(jié)合，認(rèn)為砒霜(又名砒石)即砷華，并進(jìn)一步指出，在伴生有毒砂的錫礦床中，氧化帶內(nèi)出現(xiàn)“砒為錫苗”的現(xiàn)象是符合現(xiàn)代地質(zhì)調(diào)查情況的[7]328。由此看來，這些記載并非“妄言”，而是有著極其重要的實際價值。

這種利用植物或礦物找礦的簡便易行之方法也被后世廣泛采用，如唐代段成式的《酉陽雜俎·廣動植之一》載：“山上有姜，下有銅錫?！盵26] (卷十六)姜，應(yīng)指一種野生的姜，或似姜的野生植物，原產(chǎn)于熱帶多雨的森林地區(qū)，要求陰濕而溫暖的環(huán)境?！般~錫”當(dāng)指銅錫共生礦藏，這類礦藏主要分布于我國南嶺地區(qū)。

植物為什么能夠傳遞地下礦藏的信息呢？這是因為植物的根系深扎在土壤中，土壤中包含氮、磷、鉀等多種微量元素，這些特殊植物吸收土壤中的微量元素作為養(yǎng)分，而不同的植物對各種微量元素的偏愛和承受力是不同的。土壤中某種元素含量高，常與地下蘊藏著這類礦產(chǎn)有關(guān)。因為有的土壤本身就是礦石直接風(fēng)化而成的，有的則是由于地下水的運動，使溶解在水中的金屬成分滲透到土壤中。因此利用植物對某種金屬的偏愛，便可以順利地找到地下的礦藏。

二、采選方法

中國錫礦藏有多種類型，其中砂錫礦具有易采易選的特點，因此，一般認(rèn)為中國古代開采的錫礦大多數(shù)是砂錫礦。在古代采選活動中，特別是早期的開采，由于技術(shù)等方面的原因，必定由易于開采的地表礦層開始，然后逐步向下部開展?！对浇^書》中“赤堇之山破而出錫”的描述可能就是指一露天砂錫礦點。然而，由于歷史久遠(yuǎn)，這種開采遺跡很難保存下來。因此，對這一時期錫礦采選方法的研究，便只能借助于別的金屬礦藏的采選方法，以期得出具有普遍意義的結(jié)論。

史籍中關(guān)于選礦工藝的記載較為缺乏，有論及者僅見較晚文獻(xiàn)，如宋《萍洲可談》，明《天工開物》、《菽園雜記》等，從中很難窺探中國古代早期選礦技術(shù)的概貌。

考古學(xué)家曾在江西瑞昌銅嶺，湖北大冶銅綠山、紅衛(wèi)，安徽南陵，內(nèi)蒙古林西大井，新疆尼勒克、努拉塞等商周銅礦遺址中發(fā)現(xiàn)許多選礦的遺物和遺跡。主要是一些用于重力選礦法的工具和設(shè)備[27]，這對先秦選礦技術(shù)的研究提供了寶貴的依據(jù)。

中國古代最重要的選礦手段主要有手選礦與重力選礦兩種，手選是針對一些有特殊色澤、氣味、形狀、粒度等礦石的選擇，這種方法不適用于錫礦石的選擇，因為錫礦石無色無味，與普通礦石很難區(qū)分。由于“錫很少以單體游離狀態(tài)存在，常與花崗巖伴生。主要礦石是花崗石上層的錫石(SnO2)，比重大(7.0)，常積聚于河沙中，和金一樣較易采集?！盵28]因此錫礦石傳統(tǒng)的選礦工藝為重力選礦。事實上，幾乎所有的礦石都可以運用此法。

重力選礦是利用被分選礦物顆粒間相對密度、粒度、形狀的差異及其在介質(zhì)(水、空氣或其他相對密度較大的液體)中運動速率和方向的不同，使之彼此分離的選礦方法。現(xiàn)代重力選礦通常有跳汰選礦、溜槽選礦、搖床選礦、重介質(zhì)選礦(淘洗選礦)等多種方法，而中國先秦時期的重力選礦法主要是溜槽選礦和淘洗選礦。商周遺址中迄今已出土有淘洗選礦法工具和溜槽選礦法設(shè)備，但論者大多將其用在探究銅礦石選礦方面[29]。實際上，這種方法以及所出土的選礦器具在選礦方面有著普遍意義。

鄒友寬、盧本珊等先生對中國古代的溜槽選礦和淘洗選礦進(jìn)行了模擬實驗研究，證明了先秦時期重力選礦技術(shù)成熟并已達(dá)到較高的水平。然而他們所進(jìn)行的模擬實驗對礦料粒度、給水量、沖程、溜槽角度等環(huán)節(jié)都有極精確的要求[30]。這與古代的選礦技術(shù)并不符合，如給水量與沖程必須在機(jī)械的配合下才能如此精確，古人在用水沖洗礦料時，給水量難免忽大忽小，根本無法做到這樣的選礦要求。事實上，古代的選礦流程十分簡單?！遁膱@雜記》卷十四對淘洗選礦法的工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)的描述：“礦石不拘多少，采入碓坊，舂碓極細(xì)，是謂礦末。次以大桶盛水，投礦末于中，攪數(shù)百次，謂之?dāng)囌场７餐爸兄撤秩?，浮于面者謂之細(xì)粘，桶中者謂之梅沙，沈于底者謂之粗礦肉。若細(xì)粘與梅沙，用尖底淘盆，浮于淘池中，且淘且汰，泛揚去粗，留取其精英者。其粗礦肉，則用一木盆如小舟然，淘汰亦如前法。大率欲淘去石末，存其真礦，以桶盛貯，璀璨星星可觀，是謂礦肉?！盵31]筆者幼時曾隨父母于河槽中淘洗砂金多年，深諳重力選礦法。根據(jù)筆者多年淘金的經(jīng)驗，只有將溜槽選礦和淘洗選礦相結(jié)合，才能既節(jié)省原料，又能得到更加純凈的精礦料。

先秦時期選礦需要的設(shè)備有木槌、木桶、溜槽(內(nèi)有擋板與閘門)、木扒、木锨、淘洗盤等，出土于銅嶺合連山西坡的一處西周地面選礦場的溜槽(原發(fā)掘簡報認(rèn)為是排水設(shè)施)是用大樹的樹干刳成，槽斷面為弧形槽面， 槽頭設(shè)有一擋板，為精礦截取板，槽尾部設(shè)有一門，為啟閉槽口的閘門?，F(xiàn)代的溜槽大多是鐵質(zhì)，槽內(nèi)安裝溜槽齒以代替擋板。溜槽齒的與溜槽底部的角度大致在60-75°之間，角度過小，攔截的精礦量就過少，角度過大，精礦就會隨水流走。古代的淘洗盤無把手，有形狀如谷倉者，有形狀如船形者，因此也有人稱之為船形漏斗?，F(xiàn)代淘洗盤為淘洗方便，盤身兩側(cè)裝有把手，且容量增大，可以更加方便快捷的淘洗礦料。淘洗盤的后擋板與盤底的角度大致在105-120°之間。這樣可以更好的緩沖進(jìn)入盤內(nèi)的流水。淘洗盤前部敞口，后部收縮，有利于盤中廢料的舍棄與精礦的回攏。盤底部刻有若干條齒狀木槽，也是為了攔截精礦料的流失。淘洗盤俗稱搖盤，顧名思義，是憑借雙手的腕力來回?fù)u動盤中的礦料已達(dá)到選礦的目的。通過將商周時期與現(xiàn)代的重力選礦法的工具和設(shè)備比較，能夠看到明顯的繼承關(guān)系。

銅嶺出土的西周溜槽(據(jù)盧本珊圖改繪)

湖北銅綠山出土的淘洗盤

現(xiàn)代溜槽齒

現(xiàn)代溜槽

現(xiàn)代搖盤

通過對多處重力選礦現(xiàn)場(非機(jī)械化設(shè)備)的考察發(fā)現(xiàn)，溜槽的傾斜坡度大多在16-20°之間。盧本珊認(rèn)為：“古人在實踐中確定了6°的溜槽傾斜坡度，不僅符合現(xiàn)代選礦學(xué)要求的3-4°最大不超過16°這一指數(shù)，而且也被實驗證實了它的合理性?！盵29]筆者不熟悉現(xiàn)代選礦學(xué)，但據(jù)多年淘金的經(jīng)驗，溜槽傾斜坡度為6°時，槽內(nèi)的礦料極難流動，只能憑借強(qiáng)勁的水流沖刷，但水流不宜過猛，否則槽內(nèi)的礦料就會出現(xiàn)急流和拉溝現(xiàn)象。如果溜槽傾斜角度過大，又會導(dǎo)致礦料的流失?？傊?，溜槽坡度對選礦效果有較大的影響。

下面就筆者所熟悉的重力選礦流程作一簡單論述：

首先將所采錫礦料裝入溜槽頂部，遇有大塊錫礦石需用木錘破碎，然后用木桶盛水并勻速沖洗礦料，在沖洗過程要用木扒來回松動礦料，使得靠近槽邊緣的泥漿和比重較小的廢巖料隨著水流從槽內(nèi)排入尾砂池。但如果給水量過大，礦料流動過程中會出現(xiàn)急流和拉溝現(xiàn)象，一部分精礦也會以較慢的速度被水流攜帶出槽外，因此給水量的掌握至關(guān)重要。當(dāng)槽內(nèi)的礦料粒度比較均勻時，便可用木锨將溜槽內(nèi)的礦料放入淘洗盤進(jìn)行淘洗。淘洗時要用手腕力操縱盤身，使盤順著一個方向旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)的過程中，礦粒受本身重力和離心力的作用，使得輕重礦物自然分層。此時，輕輕地將盤向前推送，比重較輕的礦物就會隨著盤中的水一起被送出。當(dāng)盤中的礦料粒度較小時，便輕輕地上下顛簸淘洗盤，使被精礦夾裹的粗礦料顯現(xiàn)并向前推送出去。如此反復(fù)，直到盤底出現(xiàn)精礦料。

溜槽選礦屬濕式選分，所選出的礦料往往含有水分，在冶煉前，必須先將礦料中的水分脫去，古代礦料脫水方式簡便易行，首先將溜槽內(nèi)所選分的精礦裝筐過濾，使水分自然脫去，然后將脫水后的精礦攤放于竹席上，經(jīng)過風(fēng)吹日曬使之變得干燥。

對于三四千年前商周時代的中國人來說，這種現(xiàn)代的溜槽選礦及淘洗盤選礦記述本身并不能說明任何東西。但是，對現(xiàn)代溜槽及淘洗盤在重力選礦中的作用所做的觀察卻證明，古代先人告訴我們的，以及我們依據(jù)考古和文字資料重建起來的，確是人類社會中實際運作的系統(tǒng)。

三、余論

從以上這些植物與礦物的特征出發(fā)，也從另外一個側(cè)面反映了中國古代錫料的來源。這些植物與礦物大多盛產(chǎn)于中國南方地區(qū)，古代中原地區(qū)從未有過這類植物與礦物。如晉戴凱之《竹譜》曰：“《廣志·層木篇》云桃枝出朱提郡?！盵19] (卷一)175朱提郡，東漢建安十九年(公元214)改犍為屬國為朱提郡。治朱提縣(云南昭通市)，領(lǐng)朱提、漢陽(四川高縣慶符鎮(zhèn)南)、南廣(云南鎮(zhèn)雄縣)、堂瑯(云南巧家縣老店鎮(zhèn)一帶)、南昌(云南威信、鎮(zhèn)雄一帶)五縣，屬益州。上世紀(jì)80年代以后，我國地質(zhì)工作者收集了全國250處礦山的534個鉛同位素比值數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)鉛同位素比值很低的異常鉛僅存在于中國西南部的云南(永善、巧家、昭通、新平、元謀)和四川地區(qū)[32]。1984年，中國科技大學(xué)的金正耀先生首次在國內(nèi)采用鉛同位素質(zhì)譜技術(shù)對河南殷墟出土的青銅器進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)婦好墓中有5件青銅器測試的數(shù)據(jù)與湖北銅綠山的數(shù)據(jù)相近，證明其原料很可能來自銅綠山；4件為鉛同位素比值非常低的異常鉛，與云南東北部礦山(永善金沙)所產(chǎn)異常鉛同位素特征一致[33]。并進(jìn)一步指出：“晚商中原青銅制品中用鉛量雖然也很大，但鉛是一種賤金屬，分布很廣?！郎平鹕澄惶幍釚|，緊鄰四川宜賓地區(qū)。因此，我們認(rèn)為，婦好墓青銅器中的云南鉛只能是隨著大批其它云南物產(chǎn)——其中應(yīng)該也包括錫——一起進(jìn)入中原內(nèi)地的?！盵34]據(jù)古籍文獻(xiàn)以及現(xiàn)代地質(zhì)調(diào)查資料，我國北方地區(qū)有大量的鉛礦資源，而中原王朝所鑄銅器中的鉛礦料卻來自于南方地區(qū)，那么對于稀缺的錫原料更是需要從南方地區(qū)輸入。由此可見，這些特殊的植物與礦物也為學(xué)界探討中國古代錫礦料來源這一重大疑案提供了可資借鑒的依據(jù)。

商周時期，為了將多金屬礦石與夾廢石的礦石選成單質(zhì)精礦，設(shè)法提高礦石中錫金屬的含量，降低其有害雜質(zhì)的含量，選出在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上適合于冶煉要求的產(chǎn)品，古人成功地采用了淘洗選礦法和溜槽選礦法。這證明遠(yuǎn)在先秦時期，中國的選礦技術(shù)已處于世界領(lǐng)先地位，它也進(jìn)一步證明中國光輝燦爛的青銅文明并不是外來的，是獨立發(fā)展起來的一種本土文明。

由于錫是極其重要的戰(zhàn)略物資，古人對錫產(chǎn)地諱莫如深，加之現(xiàn)代考古沒有發(fā)現(xiàn)先秦時期的錫礦采冶遺址，這給后人的研究設(shè)置了重重障礙。因此，一方面地礦部門要與考古單位密切合作，繼續(xù)探尋文獻(xiàn)記載的錫礦產(chǎn)地，爭取發(fā)現(xiàn)一批與采錫、煉錫有關(guān)的遺跡。另一方面需要將錫礦的成礦特點和有效的自然科學(xué)手段相結(jié)合。筆者相信，在不久的將來，隨著科技考古學(xué)的發(fā)展及其與自然科學(xué)手段進(jìn)一步的結(jié)合，錫礦勘探一定會產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

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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

薛來(1984-)，男，安徽師范大學(xué)歷史與社會學(xué)院碩士研究生。