铜冶金
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铜冶金——中国古代矿冶技术
铜冶金(一)
今天要讲的是中国古代矿冶技术。中国古代曾经冶炼和使用的金属有八种,铜、金、锡、铅、铁、银、汞、锌,也许还有锑。因为中国的湖南兴化是世界上著名的锑的产地,储量很大。根据文献记载在明朝就在这开采过,当然开采的是锑。但是当时的人不认识锑,以为是锡,所以就取了个名字叫锡矿山。现在在湖南兴化还有锡矿山,有水口山的矿务局。当时应该是已经冶炼过锑,但是有没有用,开采的规模怎么样,都不是太清楚。所以现在我们还是讲,中国古代冶炼和使用的金属有八种。
东汉许慎的《说文解字》说:“凡金,皆金之属也”。这是“金属”这个名词的由来。这八种金属当中,铜和铁是最重要的。
我写过一本书,名字叫《中国古代金属技术》,副标题是“铜和铁造就的文明”。也就是说铜和铁这两种金属在中国文明史上所起的作用是最重要的。青铜彝器铸作和两千年的铁水长流,在世界上只有中国才有。就是说铜和铁,青的铜和黑的铁各领风骚两千年,创建了世所公认的灿烂的商周青铜文明以及长期位居世界前列的中国辉煌的钢铁文明。
那么我们所要讨论的一些主要问题就是在古代中国,铜
是怎么炼成的?钢铁是怎样炼成的?铜和铁怎样造就又造就了怎样的文明?它们在世界文明史上占有怎样的地位?这样的文明现在是不是还存在于我们的生活之中?回顾这一段历史对我们有什么意义?我想就是这是我们想要探讨的一些主要问题。
下面讲第一个大问题,中国矿冶史的分期。
中国矿冶史的分期大概是分成四个时期,它的跨度长达四五千年。第一个时期就是金属技术的萌生期。
我们现在已经知道中国最早的的金属遗物是陕西临潼姜寨遗址出土的黄铜片和黄铜管,是属于仰韶时期的。这个左边的图,就是一个残破的黄铜片,经过检测,属于铸造成型的。右边的是一个管状遗物,它是用铜片把它卷起来形成的。这个遗址大概是在公元前3000年到3500年左右,也就是距离现在5000年至5500年左右。经过检测,这两件东西是含锌的原始黄铜。含锌量还相当大,大概25%左右。
除了这两件东西以外,还有比它稍微晚一点的,有山西榆次出土的一个坩埚的残片。在坩埚残片上有铜渣,那么也是冶炼生成的。在陕西渭南,也出了一个原始的黄铜。所以根据现有的资料我们得到一个什么印象呢?就是从仰韶文化晚期到龙山文化早期,就是说离开现在大概4500年到5000年甚至于更早的时期。在这个时期,中原和边缘地区的金属遗物是旋生旋灭,时断时续,看来都是一种偶然得到的
东西。这就是说反映了金属技术萌生时期的一种特点。创业维艰,当时的人对这种技术还缺乏规律性的掌握,有时候炼出原始的黄铜来了,有时候又失传了。同时这也是冶金技术必经的这样一个阶段。
第二个时期是铜石并用时代。在新石器时代晚期,我们日常所说的龙山文化以及齐家文化这一段时期,大概离现在4500年到5000年。这一段时期这个金属,出土的金属遗物就比较多了。比如说河南、河北、山东、甘肃、青海、辽宁、内蒙这些地区都有出土。那么出土的是些什么东西呢?比如钻,钻头、凿子、小刀、小斧子,这样一些小型的工具。也有耳环,发髻这样一类装饰用品。那所用的金属是既有红铜又有原始的青铜和原始的黄铜,是多种材质并用。而加工工艺也是锻造跟铸造并用的。
第三个时期是青铜时代。我们现在认为是夏代到春秋时期是属于中国的青铜时代。那么古籍上讲,“国之大事,唯祀与戍(戎)”,也就是说当时的上层统治者是把祭祀跟武备作为一个国家最重要的事情。在这样的观念指导下,青铜时代是以礼、乐、兵、车这些器物为主的。也就是以礼器、乐器、兵器、车马器的制作作为重点。当然还有一些生活用具,比如青铜的盘、匜等等。那么实际上青铜工具的作用是更具有基础性的意义的。但是先前一般的人对它并不是很重视,这我在下面还要讲到。
那么第四个时期,就是铁器时代。从战国一直到清代都属于铁器时代。那么李约瑟英国著名的学者李约瑟讲:在公元15世纪之前,只有中国才拥有如此丰足的钢铁。他的说法是很对的。那么我们看到这个沧州铁狮子是五代铸造的,也就是北周广顺三年,公元953年铸造的。这是中国特大型铸铁件的代表作,也是当时世界上唯一的能够做铸铁件的一个代表作。这个铁狮子长5.3米,高5.4米,宽3米,重大概是40吨左右,是用四百多块泥范铸成的,这是铁器时代的代表作。
那么这个四个时期简单做一个交待。下面我们讲第二个大问题铜冶金。
铜冶金首先要讲一个问题就是采铜冶铜。那么谈到采铜冶铜首先要提到的就是商周时期铜料的来源。那么大家知道,从夏代到战国,中国的青铜时代历时17个世纪。这用铜的数量是非常巨大的。比如说湖北随县出土的一套曾侯乙编钟,就用了五、六吨铜。你想,1700年,礼、乐、兵、车、生活用具,工具要有多少铜。而值得注意的是,当时的铸铜的中心,比如河南安阳殷墟、周原、洛阳,它这个周围地区都没有大的铜矿。所以从上个世纪30代开始,李济、石璋如等学者就提出了商周时期铜料来源的问题。用那么多铜,这个铜哪来的?这个问题在很长时期成为一个悬案,学术界都很关注这个问题。
那么经过我们多年的探索,在上个世纪80年代我们得出这样的看法。像这样的悬案,应该通过综合性的多学科的学术研究来解决。从哪几个方面解决呢?应该是三个方面。
第一就是古文献所记载的铜矿产地。那么《尚书·禹贡》说“淮海惟扬州,厥贡惟金三品”,又说“荆及衡阳惟荆州,厥贡惟金三品”。这讲的是长江中游地区的荆州跟长江下游的扬州地区,当时贡的有几种金属,金,这个金是铜,就是贡献了三种不同颜色的铜。上面讲得很清楚,“吴越之金锡”,就是当时的铜跟锡主要他认为是来自吴越地区的,它突出这一点。《越记》书上也讲“江南金锡”,这讲的“金”都是铜,古代称铜为金。那么当然还有《史记·孝武本纪》讲:“黄帝采首山铜,铸鼎于荆山下。”这首山是在什么地方?首山就是首阳山,就是在今天的山西的永济那个地方。所以这里面荆州和扬州是古籍里面提得最多的产铜的地方。这是值得我们重视的。
第二个方面,我们要从现代地质勘探得到的铜矿资源来考虑这个问题。因为从50年代起,我们在全国普遍开展地质勘探,包括铜矿在内,我们掌握很多的资料。那譬如说著名的古代著名的产铜的地方,大冶铜绿山,铜陵铜官山这些。在现代勘探的时候,都发现了老窿,所谓老窿就是古代的矿井。也就是说,凡是现代我们开采的铜矿,特别是大的铜矿,几乎古代都已经开采过。这一点给我们很大的启发。