湖北北師大銅綠山銅鐵礦床號(hào)礦體發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)

湖北北師大銅綠山銅鐵礦床號(hào)礦體發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)

1979年冬天，我們?cè)诤笔〈笠便~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(guò)清理工作,并且發(fā)表過(guò)發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)(見(jiàn)《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(hào)礦體。發(fā)掘面積為400平方米。這個(gè)地點(diǎn)原名大巖陰山,又稱(chēng)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(gè)地點(diǎn)也蘊(yùn)藏有豐富的銅鐵礦床,因而有關(guān)部門(mén)將它列為近幾年開(kāi)采的對(duì)象,古礦井就是在生產(chǎn)過(guò)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(mén)。國(guó)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(shí),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(gè)地點(diǎn),這里編為Ⅶ號(hào)礦體的一號(hào)點(diǎn)(圖版肆,1)。在我們發(fā)掘一號(hào)點(diǎn)的同時(shí),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(hào)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(kāi)采對(duì)象。他們?yōu)榱税焉畈卦诘叵碌你~礦石采掘出來(lái),在所挖的巷道中用木材制成一付付方形框架?？蚣芡鈧?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(kāi)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(wú)直接出口的垂直巷道則稱(chēng)為盲豎井,簡(jiǎn)稱(chēng)盲井,一般都在平巷的底部。平巷是指沿礦體走向開(kāi)掘、無(wú)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(wú)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(duì)一號(hào)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(shí)。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(duì)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(guò),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。框架外側(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(shí),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?chē)鷰r的塌落,也有利于空氣的流通。整個(gè)豎井成了一個(gè)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(gè)整體。這種做法與近代采礦工藝中的吊框結(jié)構(gòu)(一稱(chēng)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(chéng)然,就其實(shí)用價(jià)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(lèi)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(mén)”結(jié)構(gòu)上:有的井底設(shè)有“馬頭門(mén)”,有的則沒(méi)有這種結(jié)構(gòu)。所謂“馬頭門(mén)”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(mén)的那一面(假如這個(gè)豎井同時(shí)連接兩條平巷的話(huà),應(yīng)留出兩個(gè)門(mén))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(mén)框架的高度,則與平巷的高度一致。一般豎井(或者說(shuō)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(mén)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)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(mén)。當(dāng)然,這種作法會(huì)影響框架的牢固性。為此,工匠們?cè)诳蚣軆?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(mén)”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(wú)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(shí)開(kāi)拓平巷。二、三兩種結(jié)構(gòu)則顯然是第一種結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)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(wú)開(kāi)拓平巷的必要而中途撤走時(shí),也就不用架設(shè)“馬頭門(mén)”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(zhǎng)度略長(zhǎng)于兩付框架的間距,每段頂板的交接處,圓木棍多作交錯(cuò)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(gè)豎井的下部都有平巷與之相通。不過(guò),每條平巷必有一個(gè)或一個(gè)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(cuò),層層疊壓,說(shuō)明一號(hào)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(guò)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(shí)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(shuō):古代工匠們?cè)诰蜻M(jìn)過(guò)程中,通過(guò)幾個(gè)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(gè)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(kāi)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(gè)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(guò)程中發(fā)現(xiàn),巷道中大多塞滿(mǎn)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(shí)一次充填所致,而是有先有后的。有的原來(lái)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(lái)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(duì)探討當(dāng)時(shí)在巷道內(nèi)進(jìn)行采掘的工藝及其過(guò)程,是很有意義的。當(dāng)然,充填與封堵的現(xiàn)象,與當(dāng)時(shí)坑下的通風(fēng)情況也有關(guān)系。當(dāng)時(shí)沒(méi)有機(jī)械通風(fēng),僅靠自然風(fēng)來(lái)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(shí)候,為使作業(yè)面上不出現(xiàn)缺氧的情況,及早充填無(wú)用巷道并把它們封堵起來(lái),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(kāi)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(shù)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(guò)一個(gè)豎井時(shí),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(shí),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(shí),為了固定其位置,不使移動(dòng),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(zhuān)門(mén)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(méi)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(méi)有發(fā)現(xiàn)木質(zhì)轆轤。以前在別的礦體的巷道中出過(guò)木質(zhì)轆轤,但那些巷道的時(shí)代比一號(hào)點(diǎn)的礦井要晚一些。不過(guò)這里沒(méi)有發(fā)現(xiàn)是否意味著這一時(shí)期還沒(méi)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(cè)古代工匠們也曾用作重力選礦,借此測(cè)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(guò)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?cè)诳酉伦鳂I(yè)時(shí)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(hào)礦體一號(hào)點(diǎn)古代礦井的時(shí)代,因在古巷道內(nèi)迄未發(fā)現(xiàn)可以斷代的器皿而帶來(lái)困難。我們?cè)闪怂膫€(gè)標(biāo)本送我所實(shí)驗(yàn)室作碳十四測(cè)定年代,測(cè)定的結(jié)果為:ZK一876(井2)為2705±80年,樹(shù)輪校正年代為2795±130年;ZK-877(巷19)為2720±80年,樹(shù)輪校正年代為2810±130年;ZK-878(巷28)為2575±80年,樹(shù)輪校正年代為2635±130年;ZK-879(巷32)為2475±80年,樹(shù)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(gè)數(shù)據(jù)中,876號(hào)標(biāo)本的數(shù)值高于879號(hào)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(hào)數(shù)據(jù)有誤差。其它幾個(gè)數(shù)據(jù)如果沒(méi)有誤差的話(huà),那么一號(hào)點(diǎn)古礦遺址主要應(yīng)屬春秋時(shí)代的遺存,上限則可能到西周。對(duì)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(guò)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(duì)古代采掘工藝有了新的認(rèn)識(shí)。對(duì)于采掘?qū)ο蟮倪x擇,無(wú)疑應(yīng)考慮到這樣兩個(gè)因素:(一)儲(chǔ)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(chǎng)所是極為理想的。在這里,因氧化富集(或稱(chēng)