中國古代朱砂開采技術探析

胡安徽

(貴州師范大學 馬克思主義學院，貴陽 550001)

朱砂(Cinnabaris)又名丹砂、辰砂，是一種用途廣泛的特殊礦物和商品:從制作器物的顏料到女性的化妝品和繪畫所用朱色，從制作防腐劑到充當隨葬品，從氏族崇拜到宗教民俗，從煉丹到藥材，從市場交易品到貨幣替代物和官員俸祿，以及各種汞化合物的合成，乃至成為地位和身份的象征，尤其是朱砂被作為煉制“不死藥”的必需品后，不僅被以道家為代表的煉丹家所青睞，更為不少達官顯貴、帝王將相當作靈物和圣物。正因為此，朱砂在中國古代被較早地認識、開發和利用，先秦古籍《尚書》《管子》《山海經》、現存最古漢醫方書《五十二病方》以及最早藥物學著作《神農本草經》等對其均有記載。無論是自然科學領域還是社會科學領域，朱砂都是學者們關注的主要對象，因此，學界有關朱砂的研究成果相當豐富，但對古代朱砂開采技術的關注相對較少，目前僅有《中國古代礦業開發史》[1]《礦冶史話》[2]《中國科學技術史·礦冶卷》[3]《中國古代的尋礦理論和開采技術》[4]《歷史時期武陵山區丹砂產地分布及其變遷》[5]《貴州萬山汞礦遺址調查報告》[6]《中國古代金屬礦和煤礦開采工程技術史》[7]等論著涉及此項研究。朱砂開采技術主要分為勘探和采掘兩個方面。綜觀上述成果關于朱砂開采技術的研究，多偏重于朱砂的冶煉、產地的分布和開采的產量等內容，對勘探和采掘技術著墨不多，即便有零星內容涉及此問題，然由于所用材料不充分，致使研究既不全面也不完整。基于此，本文對中國古代朱砂的勘探和采掘技術進一步總結，以幫助讀者系統了解中國古代朱砂的開采技術并由此豐富礦業開發史的研究內容。

一、勘探技術

(一)唐代之前的勘探技術

采掘朱砂首先要明確其蘊藏的具體位置，即朱砂產地，這就需要一定的勘探技術。先秦典籍《管子》記載：“上有丹砂者，下有黃金。”[8]此語說明朱砂與黃金伴生，產黃金之地即應為產朱砂之域。這是先秦時期人們探尋朱砂產地的經驗總結。雖然《管子》未說明“上有丹砂者，下有黃金”的理論依據，但后代的實踐表明先秦時期古人對尋找朱砂產地已有較高的認識水平，因為學者們通過對古代文獻的考證以及對近現代朱砂礦伴生物的檢驗，認為此結論確切地反映了朱砂礦蘊藏的實際情況[1]。東晉葛洪《抱樸子》卷16《黃白》云：“山中有丹砂，其下多有金。”[9]這與《管子》所載內容基本相同，說明晉代對朱砂產地的勘探技術依然沿用了前代，進展不大。

(二)唐至清代的勘探技術

唐代，“采之(朱砂)者，尋石脈而求”[10]，說明沿石脈可找到朱砂。宋代，“穴地數十尺，始見其苗，乃白石耳”[11]，這表明在找到石脈后，仍要在地下開挖洞穴才能找到朱砂礦苗。明代對朱砂的勘探技術有了新的認識，“水井有砂者，其水盡赤，每有煙霞浴蒸之氣”[12]。此語說明人們可以從井水的顏色及水氣判斷朱砂產地。較之于前代，明代對朱砂的勘探技術無疑又前進了一步。清代對朱砂的探尋有了更豐富的理論：“溫泉生石隙中，下必有丹砂雄黃之屬。”[13]這里明確了溫泉與朱砂產地的關系，即有溫泉的地方多有朱砂產地。“穴巖察脈丹止一線又多兼白石，所謂白帶也。”[14]由此可知，朱砂礦脈多為線型且多與白石即石英石相伴。到了近代，朱砂勘探技術有了進一步提高，所謂“萬山與黃道鄉交界處地壘帶之景象，出產水銀朱砂”[15]，以及“跟蹤石英細脈之夾有硃砂痕跡者追尋”，“礦床石脈既多沿石層面而生，故其富集之處可量其厚薄”[16]488即是明證。

綜上可知，隨著時代的發展和人們認識水平的提高，朱砂的勘探技術在實踐中不斷進步，為朱砂的采掘提供了有利條件。還要指出的是，盡管古代醫藥學著作尤其是本草著作對朱砂有不少記載，但主要是關于朱砂物理性狀、產狀和藥用價值、用藥方法的論述，很少述及朱砂的勘探技術，頗有點遺憾。

二、采掘技術

采掘是開采朱砂的關鍵技術。就筆者目之所及，未見文獻關于先秦秦漢時期朱砂采掘技術的記載，故而無從考究。南朝陶弘景《本草經集注》云：“采砂皆鑿坎入數十丈許。”[17]“鑿坎”離不開斧、錘、鑿、鉆、鏟等常見工具，這說明當時主要用上述傳統器械挖洞以采掘朱砂。宋代《本草衍義》曰：“先聚薪于井，滿則縱火焚之。其青石壁迸裂處，即有小龕，龕中自有白石床，其石如玉，床上乃生丹砂。”[18]《方輿勝覽》載：“遇歲寒，獠以薪竹燔火爆石以取之(辰砂)。”[19]《溪蠻叢笑》稱：“砂出萬山之崖為最，仡佬以火攻取。”[20]上述所謂“縱火”“燔火”“以火攻取”均是用火燒，此種開采方法被稱為火爆法(亦稱“燒火窿”)，它一方面是利用巖石高溫受熱后巖石硬度發生變化以提高開石鑿壁效率，另一方面則是利用熱脹冷縮的原理，在剛剛燒過的礦石上潑冷水，使冷水滲入巖石縫內產生蒸汽，從而增加巖石破裂的膨脹力[6]。這種方法自然比用斧錘開鑿的效率要高許多，說明采砂技術有所提高。明末之前基本沿襲了宋代的方法：“土人欲覓(朱砂)，多聚干柴。縱火滿井焚之，致壁迸裂，始見有石床如玉潔白。”[21]直到明末清初，今貴州銅仁一帶始有人將火藥爆破技術用于開采朱砂[22]，這無疑會大大提高開采效率，銅仁“府南大萬山，產硃砂，月可得萬斤”[23]即是明證。道光末年，歸化廳(今貴州紫云縣)開采朱砂，“由山腰鑿入，頗中礦穴得礦砂”，且“用鐵鏟攫取或用石炮轟開，然后用火燒煉”[24]。由山腰開鑿，需要的技術自然要比在平地的高，同時綜合運用了鑿取、炮轟、火燒等開采技術。火藥爆破和開采技術的綜合運用反映了當時采砂技術的提高。不過，從文獻記載情況看，用火藥爆破的方法并不是每個朱砂礦井都能使用，地質結構比較復雜和礦井較深的礦區依然采用斧鑿鏟攫的傳統方法。

采掘朱砂往往要形成礦井，不同的礦井需要不同的開采技術，因此，礦井類型的多樣化即是開采技術提高的另一標志。清代有多種類型的朱砂礦井，“掘地而下曰井，平行而入曰墏，直而高者曰天平，墜而斜者曰牛吸水”[25]。如此多的礦井類型標志著采砂技術的進步。

隨著砂井深度的增加，照明技術成為必需。宋代辰州沅陵縣(今湖南沅陵縣)，“有砂井，土人采取，入井火把行二里，燒石取之”[26]。這種火把照明主要是運用固定式燈龕法，在井巷中鑿壁為龕，放置陶燈盞照明[6]。明代務川縣，“有板場、木悠、巖前等，坑砂產其中，坑深約十五六里，居人以皮為帽，懸燈于額，入而采之，經宿乃出”[26]。所謂“懸燈于額”是指在礦坑中把燈懸掛在頭上面的巖石上，這種燈稱作“亮子”(“以鐵為之，如燈盞碟而大，可盛油半斤。其柄長五六寸，柄有鉤，另有鐵棍長一尺，末為眼以受盞，鉤上仍有鉤，可掛于套頭上”[7])。很明顯，“亮子”的使用比火把的效果要好，這表明照明技術有所提高。不過這種技術不可高估，務川縣板場附近，“因其(朱砂)洞已深至十余丈，燈入無光，故棄之也。”[27]清末民初，貴州某些地方的采砂開始使用手電照明[16]493，這與火把和“懸燈于額”相比，顯然是照明技術的又一進步。

排水技術也很關鍵。如果礦井內的積水不及時排出，礦工就無法入內采挖，最終導致礦坑廢棄。“詹前溝產硃砂，惟礦洞水深，竭澤匪易，道光末，湘人某以水車修之，水涸礦見，控獲硃砂數百斤，而水復至，知其終不可采，乃棄之。”[26]顯然，由于排水技術不高，該處朱砂開采受到了影響。

通風技術亦不容忽視。貴州銅仁萬山冷風洞朱砂礦，“因支道急轉，廢石堆塞，空氣急(極)不流通，燈火已不能燃，礦工利用手電工作，因呼吸窒塞，短時間內即須退出總道休息”。某些礦井因通風不暢，礦道內呼吸困難，礦工僅能從事四個小時左右的開采[16]488。由此可見，通風技術落后造成了采砂者呼吸窒塞，無法使其連續工作，這無疑給采挖帶了嚴重的負面影響。

上述關于朱砂采掘過程中排水和通風技術存在問題的記載主要見于清末民國文獻。采砂技術較前代進步的清末民國既然存在著上述問題，古代則更不用說。這些問題在清末民國已被采砂者重視并在努力解決，如前述萬山冷風洞朱砂礦總坑道“沿裂縫掘進，頂上空隙頗多，故空氣流暢無阻”[16]493，這說明近代人們已經在努力采取措施解決砂井通風等技術難題。

總之，盡管中國古代朱砂采掘技術隨時代發展而不斷進步，然因多種條件制約，開采技術仍存在不少缺陷，如民國年間的貴州萬山朱砂的采挖，“近年采礦之法仍極幼稚，無非沿巖石內之含礦脈帶，跟蹤鑿取礦石而已。礦脈既成不規則之網狀，故所掘之坑道大小不一，高下無定，時因坑道狹小出入為艱，又不知注重通風，凡曲邃之處，往往空氣窒塞，呼吸困難，故采掘工作時間多僅以四小時為率，且坑內廢石多不運出，隨采隨塞，愈進愈難，無法進展，一旦遇水或其他困難，則多相率放棄。”有些礦坑甚至只能用竹筒汲水，排水效率極為低下，嚴重影響朱砂的采挖[16]488-489。采礦技術直接影響生產效率進而影響產量，由于采礦技術較差，故而產量不高，某些朱砂礦每月產量僅有兩百斤左右[16]492，每人每天僅能錘兩斗[16]489。某些礦廠因開采技術的缺陷，朱砂的采挖相當艱難，如銅仁萬山的箭頭砂，“此砂獨產于石夾縫中，取之最難”[28]。即便存在著諸多缺陷的采掘技術，然由于朱砂功能的不斷開發和市場對朱砂的需求不斷增加，刺激著人們對朱砂日復一日年復一年地開采，再由于朱砂不可再生，故而導致其儲量銳減、資源枯竭，不少產地最終廢棄，如貴州婺川縣板廠朱砂礦“衰竭已久，并請封閉”。普安縣濫木廠朱砂廠“自康熙六十一年開采至今，硐老山空，砂巖干淡，兼之堅口水淹傾頹，委系調劑無術”，不得不在雍正十年(1732)“嚴行封閉”[29]。由此而言，即便開采技術相對落后，但如果長時間開采，依然能導致資源枯竭，這說明在古代朱砂資源枯竭與否與開采技術高低關系不大，而與開采時間的長短更為密切。不僅朱砂如此，其他礦物資源亦如此。

與開采技術密切相關的還有洗砂技術：“方其負荷而出，投諸水，淘之汰之，搖以床，漂以箕。既凈，囊而漉之；不即干，口以吹之。其水或潴之池，或引之竿。”[25]從投、淘、汰、搖、漂、漉、吹、潴、引等一系列程序看，清代的洗砂技術已較為系統和完善。還要提及的是，中國古代傳統的洗砂技術對產地的周邊環境產生了相當的負面影響。清代詩人吳中蕃《壬寅冬過光斗河》在描寫周邊是朱砂產地的光斗河時特意加了副標題：“河盡淘沙，終歲作赤黃色”，詩云“涇水一石泥數斗，此溪竟欲兩黃河。問君何為濁乃爾，云是上流采砂之余波。”[30]曾任貴州巡撫的田雯也說，洗淘朱砂時“波濤為之盡赤”[25]。顯然，洗淘朱砂不僅使河水變為赤色或赤黃色，一片渾濁，而且也容易導致泥沙淤積河流，這無疑會對河流及其周邊生態環境帶來一定程度的破壞。

三、結語

縱觀古代朱砂開采，就勘探技術而言，先秦時期主要依據朱砂與黃金伴生的理論；唐宋時則采用沿石脈并在地下開挖洞穴以尋找朱砂之法；明代把井水的顏色及水氣作為根據；清代則創新了朱砂產地多與溫泉伴生、朱砂礦脈多為線型且與石英石相伴的理論。就采掘技術而言，南北朝時期主要采用傳統工具采挖；宋代創造了用火燒使礦石碎裂的技術；明末清初開始采用火藥爆破技術。采掘過程中所用的照明工具由火把到“亮子”再到手電，亦表明開采技術的進步。毋庸諱言，通風和排水技術相對滯后，盡管也在不斷改進，但仍在某種程度上制約了朱砂的開采。

綜上所述，中國古代朱砂的開采技術在總體上是一個隨時代發展而不斷進步的過程。朱砂是眾多礦物的一種，盡管其勘探技術與其他礦物不完全相同，然其采挖技術如火爆法、通風排水法、照明等則與其他礦物極為相似，既有對前代的繼承又有不同時期的創新發展，尤其是火爆法，上溯至新石器時代的采石場，下可延續到近代多種礦物的開采中[6]。因此，就采挖技術而言，朱砂的采掘是中國古代礦物開采技術的縮影，一定程度上反映了中國古代采礦技術的發展水平和變化過程。

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