湖北北師大銅綠山銅鐵礦床號礦體發(fā)掘簡報(bào)

湖北北師大銅綠山銅鐵礦床號礦體發(fā)掘簡報(bào)

1979年冬天，我們在湖北省大冶銅綠山礦區(qū)挖掘了東部周一的古銅礦。銅綠山礦區(qū)的古銅礦前幾年就被發(fā)現(xiàn),湖北省博物館和黃石市博物館的同志曾配合基建作過清理工作,并且發(fā)表過發(fā)掘簡報(bào)(見《考古》1974年4期;《文物》1975年2期),我們這次選擇的發(fā)掘地點(diǎn),在以前發(fā)掘地點(diǎn)的東北約一公里處,系另一礦體,生產(chǎn)單位將它編為Ⅶ號礦體。發(fā)掘面積為400平方米。這個地點(diǎn)原名大巖陰山,又稱銅鑼山。山頂部的高程為海拔91.90米。發(fā)掘點(diǎn)位于銅鑼山的北坡,原高程為海拔70米以上。這個地點(diǎn)也蘊(yùn)藏有豐富的銅鐵礦床,因而有關(guān)部門將它列為近幾年開采的對象,古礦井就是在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的。由于銅綠山礦領(lǐng)導(dǎo)的重視,發(fā)現(xiàn)后立即報(bào)告有關(guān)文物部門。國家文物局獲悉后相應(yīng)地采取了保護(hù)措施,并組織人員配合發(fā)掘。我們前往發(fā)掘時,山崗上部已被采掘機(jī)械推掉,地表高程已降至海拔53.8米。所以,在這一礦體的表面已經(jīng)露出了幾處古銅礦采掘點(diǎn)。為區(qū)別于其它幾個地點(diǎn),這里編為Ⅶ號礦體的一號點(diǎn)(圖版肆,1)。在我們發(fā)掘一號點(diǎn)的同時,河南省博物館、湖北省博物館、黃石市博物館以及昭盟文物站的同志在其它地點(diǎn)也進(jìn)行了發(fā)掘。一號點(diǎn)所在位置,處于大理巖與火成巖的接觸帶上。這里巖石破碎、容易采掘,因氧化富集作用,礦體內(nèi)含銅品位比較高,因而成為古代工匠們比較理想的開采對象。他們?yōu)榱税焉畈卦诘叵碌你~礦石采掘出來,在所挖的巷道中用木材制成一付付方形框架。框架外側(cè)布襯木棍、竹編織物等作為支護(hù),以防止圍巖塌落,保證采掘者在坑道中能安全、正常地進(jìn)行操作。用開拓坑道的方法采礦,所用的巷道有垂直巷道、水平巷道和傾斜巷道之分。豎井即是與地面有直接出口的垂直巷道。若與地面無直接出口的垂直巷道則稱為盲豎井,簡稱盲井,一般都在平巷的底部。平巷是指沿礦體走向開掘、無直通地面的水平巷道。斜井則是與地面相通的傾斜巷道。在這一季度的工作中,我們發(fā)掘清理了幾十條巷道。無論是豎井、盲井或平巷,它們的方框支護(hù)大多保存良好,因而使我們對一號點(diǎn)古代礦井的結(jié)構(gòu)及其在礦體內(nèi)采掘的情況有了進(jìn)一步的認(rèn)識。這次發(fā)掘的豎井和盲井,其形制、結(jié)構(gòu)基本一致。方形框架系由四根木料用榫卯法制成。兩根公榫木一般選用直徑6厘米左右的圓木制成(它的兩端被砍削出圓形榫頭)。兩根母榫木則多選用徑在10厘米左右的圓木對剖,然后在它們的兩頭鑿出方形榫孔。用這樣的四根木料兩兩穿接,就組成一付方形框架。不過,母榫木的兩端還砍出銳角,以使整付框架楔入豎井外側(cè)的圍巖,把框架固定在井壁之上。這種框架的內(nèi)徑,大多在60厘米左右。在豎井中(盲井也一樣),一付付框架的間距在40厘米上下?？蚣芡鈧?cè)四壁圍巖的表面,工匠們常用拌以草莖的青膏泥涂抹,有的還圍以竹編織物。同時,每壁還用徑在3厘米左右的圓木棍,在上下兩付框架之間別住。這樣既防止了四周圍巖的塌落,也有利于空氣的流通。整個豎井成了一個封閉式的井筒。有些豎井的框架之間,還用竹索掛住。一般是在框架的兩根母榫木上,分別吊掛兩根竹索。設(shè)置竹索的目的,是為了增強(qiáng)豎井內(nèi)框架的牢固性,使該井中的上下框架連結(jié)成一個整體。這種做法與近代采礦工藝中的吊框結(jié)構(gòu)(一稱懸吊式井框支架)十分相似,功用也應(yīng)相同。因此,如果把這一發(fā)現(xiàn)看作是近代吊框結(jié)構(gòu)的前身可能是合適的。誠然,就其實(shí)用價值而言,這一設(shè)施還有助于采掘者上下之便,因?yàn)樗軌蚱鸬脚c梯子類似的作用(圖版伍,1)。但是,在發(fā)現(xiàn)的豎井之中,也有一些差異。這主要表現(xiàn)在豎井底部的“馬頭門”結(jié)構(gòu)上:有的井底設(shè)有“馬頭門”,有的則沒有這種結(jié)構(gòu)。所謂“馬頭門”結(jié)構(gòu)是在四根立柱的上部和下部,用榫接法穿接四根橫木所組成的框架。每根立柱兩端的公榫穿接兩根橫木。在這框架的外側(cè),除了留作門的那一面(假如這個豎井同時連接兩條平巷的話,應(yīng)留出兩個門)外,都用直徑3至4厘米的圓木棍作壁板。這種壁板與上部框架不同,所有木棍都作橫向平行排列,比較緊密。馬頭門框架的高度,則與平巷的高度一致。一般豎井(或者說比較正規(guī)的豎井)的底部,如果有平巷與之相通,幾乎都有這樣的結(jié)構(gòu)(圖版肆,2中;伍,4;圖一,1)。第二種豎井井底的結(jié)構(gòu)是上面那種馬頭門結(jié)構(gòu)的簡化形式。它是將前面介紹的方形框架一直架設(shè)到井底。但在與平巷的連接處,人為地將下部一、二付框架的一根母榫木拆除,形成與平巷相通的門。當(dāng)然,這種作法會影響框架的牢固性。為此,工匠們在框架內(nèi)側(cè)四角另用四根木棍作為立柱。用竹篦或草繩將它們與框架緊緊綁住,起到與“馬頭門”結(jié)構(gòu)中四根立柱相同的作用(圖版肆,2右;圖一,2)。第三種井底結(jié)構(gòu)形式介乎上兩者之間,即井底保持一付四根橫木組成的框架,四根立柱下端的公榫與框架的榫孔穿接。但上邊仿照第二種固定形式,將立柱與框架綁住固定(圖版肆,2左;伍,2)。第四種豎井結(jié)構(gòu)是用井身的框架直接鋪設(shè)至底部,不與平巷連接,因此無上面提到的三種井底結(jié)構(gòu)。以上四種結(jié)構(gòu)形式中,第一種是正規(guī)的支護(hù)形式,比較牢固,可以向不同方向同時開拓平巷。二、三兩種結(jié)構(gòu)則顯然是第一種結(jié)構(gòu)的簡化形式。第四種則可能與采礦中遇到的情況有關(guān)。因?yàn)樵谶@種井附近,含銅品位不高。當(dāng)工匠們認(rèn)為無開拓平巷的必要而中途撤走時,也就不用架設(shè)“馬頭門”結(jié)構(gòu)了。平巷中的支護(hù)也用木材制成方形框架,穿接方法也用榫卯法,即是兩根立柱的上下兩端鑿出公榫,分別與頂梁、地梁兩端的榫孔穿接。這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上與豎井用框架的結(jié)構(gòu)是一致的。平巷的框架之間,在立柱的外側(cè)也有背板,一般是用橫向平行的三至五根圓木棍。但也有在圍巖表面涂抹拌有草莖的青膏泥的。在頂梁的上部,則普遍選用徑約5至6厘米的圓木棍作平巷的頂板。頂板的排列,大多比較整齊緊密,方向與平巷的走向一致。頂板的長度略長于兩付框架的間距,每段頂板的交接處,圓木棍多作交錯排列。平巷的寬度多在0.8米左右,高則在1米上下。發(fā)掘的情況表明:并非每一個豎井的下部都有平巷與之相通。不過,每條平巷必有一個或一個以上豎井與之相連。所有豎井都是垂直的,但平巷在礦體內(nèi)的走向則是多種多樣:有的“一”字形;有的“丁”字形;更多的是彎彎曲曲,很不規(guī)則。平巷的底部,往往還有盲井。在發(fā)掘區(qū)內(nèi),井巷縱橫交錯,層層疊壓,說明一號點(diǎn)目前所在的海拔高程,已經(jīng)到了古銅礦的采掘面了。通過豎井和平巷達(dá)于礦體,從礦體中掘取礦石,大概是古今采礦業(yè)中運(yùn)用坑采時所采用的共同的方法。但使發(fā)掘者特別感興趣的是,看到了若干條平巷圍繞豎井而成組出現(xiàn)的情況(圖版伍,5;圖二)。更確切地說:古代工匠們在掘進(jìn)過程中,通過幾個豎井在礦體中拓展平巷(從附圖中看到的是七條平巷圍繞三個豎井作扇面形拓展),從中有效地采掘礦石。不僅如此,平巷的底部又開掘盲井,繼續(xù)向下采掘。這次揭露的一組井巷中,在不足六十平方米的范圍內(nèi),巷內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了七個盲井。這些盲井的結(jié)構(gòu)與上述第四種豎井的結(jié)構(gòu)一致。盲井之間的距離多在2米左右,有的幾乎是緊挨在一起,相當(dāng)密集。清理過程中發(fā)現(xiàn),巷道中大多塞滿充填物,充填的多為紅色粘土、廢石、鐵礦石以及廢棄的支護(hù)木等等。由許多跡象判斷,這些充填物并非在巷道廢棄時一次充填所致,而是有先有后的。有的原來相通的兩條巷道,卻發(fā)現(xiàn)有用木棍和青膏泥等封堵的;甚至原來就是一條巷道,也有這種封堵的遺跡。這種遺跡應(yīng)是這一組井巷廢棄之前人為地造成的。事實(shí)上,在廢巷中充填廢石廢料,也是進(jìn)一步掘進(jìn)的需要。它可以減輕工作面(掌子面)采空區(qū)的壓力,增強(qiáng)采掘工作的安全系數(shù)。因此,這種情況的發(fā)現(xiàn),對探討當(dāng)時在巷道內(nèi)進(jìn)行采掘的工藝及其過程,是很有意義的。當(dāng)然,充填與封堵的現(xiàn)象,與當(dāng)時坑下的通風(fēng)情況也有關(guān)系。當(dāng)時沒有機(jī)械通風(fēng),僅靠自然風(fēng)來調(diào)節(jié)巷道中的空氣。當(dāng)平巷與盲井距地表已有相當(dāng)距離的時候,為使作業(yè)面上不出現(xiàn)缺氧的情況,及早充填無用巷道并把它們封堵起來,將有助于新鮮空氣順利地流向深處的作業(yè)面,使采掘者免受窒息之苦。在這一期發(fā)掘中,我們還發(fā)現(xiàn)了比較完整的排水系統(tǒng)。水道有兩種:一種是廢棄的巷道或開掘較窄的巷道;另一種為鋪設(shè)的木制水槽。這種水槽,大多用較粗的樹干挖空后制成。水槽放置的位置:有的放在平巷的外側(cè),有的則置于廢棄的平巷之中,順著巷的一側(cè)而通往排水井(圖版伍,3)。當(dāng)水槽不可避免地通過一個豎井時,為了不影響該豎井在提升礦石、支護(hù)用器材等方面的工作,于是將這一段水槽的上部整齊地鋪墊了一層木板,使它成為一條暗槽(圖版伍,6)。所有水槽在架設(shè)時,為了不使其滲水或漏水,在兩節(jié)水槽的接頭處和它們的底部,都涂抹和鋪墊了一層青膏泥,同時,為了固定其位置,不使移動,在水槽的兩側(cè)還插立若干小木棍。甚至在敞口的木槽上部,也間隔一定距離放置一段小圓木棍。這種做法,可能為防止其它東西掉進(jìn)槽內(nèi),影響流通的緣故。在上面提到的那一組中,兩條水槽都按一定高差向北邊的一口豎井匯合。這口豎井底部還有一層淤土、木桶、竹籃等遺物,從而表明這是一口排水井。反之,另兩口豎井則是專門提升礦石、器材和人員上下之用。這次出土的遺物以竹木器居多,沒有發(fā)現(xiàn)陶器與金屬工具。在出土物中與裝載或提升礦石有關(guān)的工具,有木鏟、草繩、竹筐、竹簍等等(圖三,1—3、5)。這次沒有發(fā)現(xiàn)木質(zhì)轆轤。以前在別的礦體的巷道中出過木質(zhì)轆轤,但那些巷道的時代比一號點(diǎn)的礦井要晚一些。不過這里沒有發(fā)現(xiàn)是否意味著這一時期還沒有使用轆轤,還有待今后的工作進(jìn)一步證實(shí)。所出的木桶、木質(zhì)水槽以及木瓢,則與排水有關(guān)。此外,還發(fā)現(xiàn)了兩件船形木斗(圖三,4)。這種用具的確切用途尚不明確。目前有些地方的礦工用這種木斗進(jìn)行重力選礦,或可推測古代工匠們也曾用作重力選礦,借此測定礦石中銅品位的高低以決定坑下采掘的方向。在充填物中還曾出過不少竹簽,一般都很短,一端有火燒的遺跡。這些竹簽是燃燒后的殘余,但是否屬古代工匠們在坑下作業(yè)時用于照明的物質(zhì)遺存,也還有待今后進(jìn)一步工作加以證實(shí)。關(guān)于VII號礦體一號點(diǎn)古代礦井的時代,因在古巷道內(nèi)迄未發(fā)現(xiàn)可以斷代的器皿而帶來困難。我們曾采了四個標(biāo)本送我所實(shí)驗(yàn)室作碳十四測定年代,測定的結(jié)果為:ZK一876(井2)為2705±80年,樹輪校正年代為2795±130年;ZK-877(巷19)為2720±80年,樹輪校正年代為2810±130年;ZK-878(巷28)為2575±80年,樹輪校正年代為2635±130年;ZK-879(巷32)為2475±80年,樹輪校正年代為2515±90年(以上都是距今年代,碳-14半衰期均為5730)。這四個數(shù)據(jù)中,876號標(biāo)本的數(shù)值高于879號標(biāo)本的數(shù)值,這與兩者的打破關(guān)系不合,應(yīng)認(rèn)為876號數(shù)據(jù)有誤差。其它幾個數(shù)據(jù)如果沒有誤差的話,那么一號點(diǎn)古礦遺址主要應(yīng)屬春秋時代的遺存,上限則可能到西周。對湖北銅綠山古銅礦的發(fā)掘工作,湖北省和黃石市的考古工作者們作過很多工作,積累了不少資料。我們這一季度的工作,為這一課題的研究增添了一些資料,也使發(fā)掘者對古代采掘工藝有了新的認(rèn)識。對于采掘?qū)ο蟮倪x擇,無疑應(yīng)考慮到這樣兩個因素:(一)儲藏豐富,(二)采掘容易。古代工匠們選擇大理巖與火成巖間的接觸帶作采掘銅礦石的場所是極為理想的。在這里,因氧化富集(或稱