湖南桂阳桐木岭遗址: 中国矿冶考古新突破

2018-03-05 10:51:30来源:中国文化报
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中国矿冶考古新突破

出土的瓷器

复原冶炼场址的功能结构布局

桂阳冶炼历史悠久。据史料记载,桂阳西汉设置金官,东汉设置铁官,唐宋以来成为中国重要的金属矿产和铸币基地。2015年9月,湖南省文物考古研究所与北京大学考古文博学院对桂阳的古代矿冶遗址进行了调查和初步研究,认为桂阳县矿冶遗址数量多、规模大,对于研究中国古代冶金技术、资源与社会发展关系具有重要的价值。2016年7月至12月,湖南省文物考古研究所、北京大学考古文博学院、中国科学院自然科学史研究所等单位对其境内的14处大型炼锌遗址开展了专项调查,并选择明清时期的桐木岭遗址进行了主动性考古发掘。

发掘显示,桐木岭遗址面积约11万平方米,其中心有一个炼渣堆积形成的山体平台,该台面呈“品”字形分布着一个焙烧单元和两个冶炼单元。“各单元的主要遗迹开口于地表第一层下,相互之间有道路连接,因此推断它们之间具有同时性。根据有关遗存分析,推测当时先将矿料和煤从山下运输至焙烧区,进行焙烧加工,再将加工后的矿料配送至冶炼单元,经过冶炼及提纯后铸成锌锭成品。”桐木岭矿冶遗址项目负责人、湖南省文物考古研究所副研究员莫林恒表示。

随着发掘的进一步展开,焙烧单元和冶炼单元显露真容。焙烧单元位于山体平台前方,呈椭圆形分布,面积约1100平方米,焙烧区内共有6个焙烧台依地形有序分布,每个焙烧台由4个或8个焙烧炉一线排开。焙烧炉都为圆柱形,大小相近,炉壁有烧结的痕迹,部分炉室内可以看见摆放整齐的燃烧后的煤饼堆积。每个冶炼单元有1个至3个冶炼作坊,冶炼作坊皆以槽形炉为主体,分布着储料坑、和泥坑、搅拌坑、原料堆、精炼灶、柱洞、环形护围、碎料区等遗迹,在其旁边有配套的房屋设施,其中槽形炉呈长条形,由炉床和炉室组成。炉床为黄色黏土夯筑,在其上修筑的炉室从下到上分为通风口、炉下室、炉上室3个部分。

“如此,该遗址冶炼场址的功能结构布局就被完整地复原出来,这对于认识古代手工业场址的功能分区、工艺流程、生产规模、工人的生活以及生产力状况都有重要的参考价值。”莫林恒说。

中国矿冶考古新突破

出土的陶壶

还原古代炼锌工艺流程

“遗址出土了各种与炼锌有关的遗迹和遗物,据此分析,大致推断这是一处以炼锌为主的冶炼遗址。”莫林恒表示。

遗址中出土了一系列冶炼工具,包括坩埚、冷凝器、冷凝兜、冷凝盖、垫饼、精炼锅,其中一件冷凝兜内存留有一块冶炼后的粗锌块;在第一冶炼单元保存最为完整的槽形炉1号冶炼作坊西端发掘出一处长1.2米、宽1米的灶,根据灶的位置,结合相关资料,推测其对粗炼锌进行加热熔解提纯;在槽形炉西端外侧有一堆黑色的原料,经测试含锌量较高,推测为混合后待加入坩埚内冶炼的原料;在槽形炉南侧作坊区内一处储料坑内有黑灰色沙状堆积,经检测其主要成分是碳酸铅和硫化锌,应是经洗矿后收集的精矿堆积……

“通过研究这些遗迹和遗物,可以基本复原炼锌工艺流程。”莫林恒介绍,首先将锌矿焙烧后运至槽形炉冶炼作坊,将锌矿拌以还原煤放入坩埚中,在坩埚上部套接冷凝器,坩埚口部放置冷凝兜,放置在槽形炉的炉栅之上,再在冷凝器上盖一个圆饼状铁质冷凝盖,并用黄泥封好,然后以煤作燃料,在槽形炉中冶炼。

中国是最早掌握炼锌技术的国家之一,本次发现的炼锌遗存代表当时最先进的炼锌技术。不仅如此,发掘出土的关于冶锌的多种遗迹和遗物,取得中国矿冶考古的多项突破——多个成排圆形焙烧炉填补了我国炼锌技术史研究的空白,槽形冶炼炉是迄今为止国内发现保存最为完整的清代炼锌炉,它们与出土的其他炼锌遗迹与遗物,与《天工开物》等文献资料记载多有吻合,对于复原古代炼锌技术以及研究我国古代炼锌技术的起源、发展和传播具有重要意义。

莫林恒还认为,桂阳炼锌遗址数量较多,规模庞大,推测当时的冶炼场址都带有一定的官方管理性质。“炼锌术的产生是以大量黄铜用于铸钱为基础,桂阳大规模的炼锌遗址就是为了满足当时政府铸币的需求,这次发掘成果对于研究中国矿冶史、铸币史、赋税史乃至政治社会史,都是不可多得的资料。”他说。

中国矿冶考古新突破

桐木岭遗址俯瞰

发现兼炼铅、铜和银的多金属冶炼遗址

该遗址除发现以炼锌为主的遗存外,还发现冶炼铜、铅以及有可能提炼银的遗迹和遗物。在第一冶炼单元西北部发现两个冶炼坑,坑一大一小,都呈圆形,一个冶炼坑坑口旁有较多铜绿色矿渣堆积,颗粒直径一般在1厘米以下,经检测铜元素为26%。对另外一个冶炼坑炉壁进行检测发现,其通风口部黑色部位含铅元素为39%。在其周边发现大量的浅灰色块状和锅底状炉渣,经检测主要为铁橄榄石以及少量的纤锌矿和方铅矿,判断为炼铅炉渣。在发掘的房址建筑中,其中一座房址内中心部位有一处灶,由灶台和火膛组成,在灶旁出土一只带把小砂锅,推测该灶可能有提炼银的功能。

莫林恒表示,通过现场和实验室检测分析,可以大致推断这是一处炼锌为主、兼炼铅、可能炼铜和银的多金属冶炼遗址。而锌、铅、银、铜等多种金属一体冶炼是中国矿冶考古的首次发现,说明对矿石的利用程度进一步深化,凸显了中国古代科学技术的成就。(记者 李佳霖)

责编:陈亚楠

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