從科技考古角度再思考鄂東南地區古銅礦開采的年代

易德生

眾所周知，自鄂東南至皖南的長江沿岸地區，是我國著名的銅鐵礦富集地帶，也即所謂的長江中下游多金屬成礦帶。在這條銅礦帶中，發現了眾多古銅礦的開采遺跡。比如大冶銅綠山①，陽新港下②，瑞昌銅嶺③，皖南的古銅礦等。④這些古銅礦中，銅嶺古銅礦目前被認為是中國開采時代最早的，其始采年代在商代中期（二里崗上層時期，約公元前1300年左右）。⑤對于規模宏大的銅綠山古銅礦，學界主流觀點認為其開采年代可能在商末。⑥但是，近幾年，另外一些觀點也開始出現，如有學者認為銅綠山古礦的開采年代較晚，可能在東周⑦；與之截然相反，有學者認為，包括銅綠山在內的鄂東南地區的一些古礦，其初始采冶年代可能在夏代早期，甚至有可能早到新石器晚期，即“后石家河文化時期”。⑧筆者在一篇會議論文中，也討論了大冶銅綠山古礦的初始采冶年代。⑨近幾年，由于考古新發現以及科技考古新成果增多，使筆者對包括銅綠山在內的鄂東南古銅礦的采冶年代有了新的思考。

一、從鉛同位素考古角度看盤龍城與鄂東南古銅礦的關系

位于武漢黃陂的盤龍城遺址無疑是20世紀下半葉商代考古最重要的發現之一。該遺址是商代早中期最南邊的大都邑，其設立的性質和功能經常被學界討論。總體來說，正如《盤龍城發掘報告》所總結的，盤龍城的性質和作用體現在：一是商代早期商王朝南征的軍事據點；二是商王朝掠奪南方礦產資源（主要包括鄂東南如大冶、陽新和江西的銅礦資源）的中轉站；三是商王朝統治南方的政治中心。⑩其中第二條觀點實際上只是報告者的推斷，并沒有實質的證據。在他們看來，距離盤龍城不遠的鄂東南及江西九江地區銅礦豐富，且有大冶銅綠山、瑞昌銅嶺這樣規模較大的古礦遺址，因此盤龍城的建立應與青銅原料的獲取有密切關系。盤龍城遺址出土了大量銅器，然而近幾年的科技考古表明，其銅器的原料來源較為復雜，應有多個礦源。其中一部分原料無疑通過盤龍城輸送到了商都城，但是也有一些原料來自另外礦源，供盤龍城遺址自身的銅器獨自使用，盤龍城部分銅器的微量元素成分與商都城的明顯不同。?

那么，有什么較為可靠的證據來證明盤龍城一部分原料輸入到了商王朝或商都城呢？鉛同位素比值法為我們提供了證據。?

崔劍鋒、吳小紅兩位學者對二里頭及商周時期含“普通鉛”銅器的鉛同位素數據進行了較為精確的分析。?他們搜集了二里頭遺址銅器33件，盤龍城銅器12件，二里崗期早商銅器10件，賽克勒博物館館藏商代銅器80件及西周113件，山西天馬曲村32件，江西瑞昌9件，北京琉璃河西周墓地出土銅器28件，山西曲沃晉侯墓地銅器60件，一共143件青銅器，對這些青銅器的鉛同位素數據進行了矢量化填圖處理，然后根據地球化學省的原理，對數據進行了對比分析。

圖1 中原及盤龍城青銅器鉛同位素矢量圖

從圖1可以清楚看出，青銅器鉛同位素矢量值可分四個區域，即為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區，其中盤龍城銅器矢量值主要集中在Ⅰ區，需要注意的是，很明顯，有部分二里頭和早商的銅器的鉛同位素矢量值也有一部分集中在Ⅰ區。江西瑞昌的銅器集中在Ⅲ區。

由于崔劍鋒、吳小紅兩位學者的著眼點是在夏商周中原王朝青銅礦料來源與山西中條山銅礦區的關系上，所以他們對盤龍城及大冶的有關數據并沒有重點分析，其實從圖1中，我們可以看到一些更重要的信息。

根據圖1，顯然二里頭銅器數據集中在Ⅰ區和Ⅱ區，早商也有一部分銅器明顯在Ⅰ區。而Ⅰ區和Ⅱ區是區別明顯的兩個區，說明二里頭時期銅器礦料來源是不同的，有變化的。關鍵一點是，盤龍城銅器數據和二里頭及早商中原王朝青銅器數據有一定重合，這表明盤龍城銅器的青銅礦料中，有一部分和二里頭及早商時期中原王朝的青銅礦料重合；這意味著，盤龍城遺址可能在二里頭時期就已經成為據點，南方銅料的一部分（其中一部分在本地使用）已經通過盤龍城被輸送到了中原王朝。

盤龍城做為一個聚落，其形成時代，發掘者認為是從二里頭二期或三期偏早開始。據發掘報告，盤龍城遺址可分為七期?，其中一至三期，從總體面貌來看，與河南偃師二里頭、鄭州洛達廟、南關外等地的二里頭文化有更多的類同，與駐馬店的同期文化也比較接近。具體來說，盤龍城遺址一期以南城垣之下地層第9層為代表，其時代相當于二里頭文化二期或三期偏早。盤龍城二期以王家嘴南區一號長窯和地層第8為代表。其時代相當于二里頭文化三期。盤龍城三期，以王家嘴北區三號長窯和地層第7層為代表，其時代相當于二里頭文化四期偏晚或二里崗下層偏早。可見，盤龍城遺址有二里頭時期的文化遺存。?另外，需要注意的是，在盤龍城二期和三期出現了銅鏃。?要知道，即使在中原二里頭遺址，青銅器的大量出現也是從三期開始的（從二里頭文化三期才有青銅容器出現），這說明盤龍城遺址很早就進入青銅時代，大概和中原的二里頭文化同步。發掘者認為，從盤龍城優越的位置看，其在二里頭時代可能已是一個區域中心?，只是在規模和城池建設上要比早商時期（二里崗時期）差一些而已。

既然盤龍城在二里頭時期已經形成，且在商代前期達到鼎盛，根據以上鉛同位素比值法的分析，則意味著盤龍城可能在二里頭及早商時期就已經開始向中原王朝輸送礦料了。如果是這樣的話，那我們自然會問，盤龍城輸送到中原王朝的青銅礦料是從哪里來的，或者說礦源在哪里？

首先可以肯定的是，盤龍城應該處在商王朝和礦料產地之間，也即原料產地應在盤龍城之南附近的地區。從盤龍城以南地區來看，長江中游的鄂東南、江西、湖南地區，長江下游及長江上游都有銅礦存在；但是按照一般的情理，結合古礦遺跡的分布，中原王朝應該按照距離遠近，首先在盤龍城附近勘察、尋找銅礦等資源，然后逐步再擴大到江西、湖南，甚至安徽皖南等地。由于鄂東南，尤其大冶、陽新一帶有數量巨大、高品位的氧化銅礦，并且地質條件上也較容易開采?，所以，鄂東南地區應該是中原王朝較早開發的地區。

前面只是按距離和所謂的“情理”來推測，有了鉛同位素比值法這一科技考古手段，我們可以試著用鉛同位素比值來看是否有鄂東南的銅礦料輸送到盤龍城。我們選取了大冶銅綠山古銅礦、礦渣等樣品的鉛同位素比值，然后和盤龍城銅器的鉛同位素比值進行對比，然后列表，如圖2。

圖2 盤龍城銅器鉛同位素比值和銅綠山礦石、銅錠的鉛同位素比值比較

從圖2可以看出，少部分盤龍城銅器的鉛同位素比值與大冶古銅錠、銅礦等鉛同位素比值接近。由于盤龍城銅器的鉛同位素比值實際上是銅、鉛、錫合金的綜合的鉛同位素比值，而大冶的鉛同位素比值體現的是銅礦或銅錠的，并沒有添加鉛或錫，因此大多數數據有差異，也可以理解。盡管如此，圖2表明，確實有部分的鄂東南銅礦料被輸入到了盤龍城。

從以上分析，我們可以大膽推斷，可能從夏代晚期，也就是從二里頭文化晚期，盤龍城就已成為中原王朝通往江南的交通樞紐，并且成為獲取長江中游銅礦（主要指包括大冶銅綠山在內的鄂東南地區的銅礦資源）及錫、鉛礦資源（長江中游如江西、湖南等錫、鉛礦很豐富）的據點。也就是說，鄂東南（包括大冶）等地的銅料以盤龍城遺址為中介而輸送到了商王朝。同時我們也可以推斷，鄂東南地區的某些銅礦被開采的時代應該較早，其時代可能在二里頭文化晚期至早商時期。?

二、從近幾年冶金考古新發現看鄂東南古銅礦的開采年代

上面從鉛同位素考古的角度推測了鄂東南地區銅礦的開采年代。近幾年來，考古人員對長江中下游地區進行了大量的古礦冶遺址調查及考古發掘。從調查和發掘的成果來看，鄂東南地區的某些古銅礦，其開采、冶煉的年代似乎也有更早的可能。?大冶蟹子地遺址和陽新大路鋪遺址的考古發掘?，就證實了上面的看法。

大冶蟹子地遺址，在銅綠山之北大約5km。該遺址中，在后石家河文化（發掘者認為即“夏代早期”）地層中出土有不規則塊狀的孔雀石1件（標本號T1831④∶10），還有石臼（石砧） 1件（標本T1830④∶2）。石臼是較為典型的碎礦工具，它一般在冶煉場所出現。這兩件遺物的發現，使發掘者認為，新石器末期，在銅礦豐富的大冶地區有關于礦冶的疑似跡象。另外，在商周地層，發現了較多的煉渣、爐壁殘塊及陶范等。我們認為，雖然新石器末期遺址已發現了孔雀石和石臼，但僅僅憑此還不能就斷定這個時期已經有了礦冶活動。盡管如此，如果考慮到該遺址商周時期眾多的冶煉、鑄造遺跡，這顯然為鄂東南地區礦冶活動出現較早提供了一定的線索。

陽新大路鋪遺址的新發掘也顯示了鄂東南地區的礦冶行為可能發生得很早。大路鋪遺址約在銅綠山之東南15km，據發掘者介紹，1984—2003年，對大路鋪遺址先后進行了4次發掘，總計發掘面積達 1682.5m2。在地層編號為03ET2407⑧，T2507⑧層及03ET2307⑦、T2506⑦、T2507⑦中發現并提取了礦石3件，爐壁1件，青銅殘片1件及煉渣5件。?例如，青銅殘片編號為03ET2307⑦∶33，經無損成分檢測，顯示是一件銅—錫—鉛三元合金物的銹蝕物，鉛錫含量皆高。1塊礦石編號為03ET2307⑦∶16，礦石呈深綠色，經檢測為銅鐵混合礦，含銅量高。?03ET2407⑧，發現煉渣 2 塊?，03ET2507⑧∶3，爐渣1塊；03ET2507⑧∶11，爐壁1塊。?

根據發掘者對遺址的分期，03ET2407⑧，T2507⑧屬于第二期第一段，03ET2307⑦、T2507⑦年代上屬于新石器時代第二期第二段，大致相當于天門肖家屋脊石家河文化遺存的晚期，年代已進入夏紀年時代，大約即公元前2000年左右。?

這些早期爐渣，由于沒有經過電鏡——能譜等科學手段的檢測，對于銅等金屬顆粒的存在狀態無法得知，因此對冶煉技術特性也無法得知。從出土煉渣等礦冶遺物的層位上看，筆者認為，大路鋪上述新石器時代的礦冶遺物，在第8層的礦冶遺物顯示出冶煉技術還在摸索和不成熟階段；第7層雖然有合金遺物的出現，表明冶煉技術基本成熟，但是，年代可能要晚，不在夏代早期而可能在夏代晚期。因為對于湖北不同地方新石器時代晚期（或所謂的“后石家河文化”）的年代下限，學界有一定爭論。筆者認為某些地區的“后石家河文化”，可能要晚到二里頭時期。大路鋪礦冶遺跡的發現，無疑表明了鄂東南地區的某些銅礦開采年代要早，但是似乎早不到夏代早期。

三、鄂東南古銅礦的開采方式與開采年代

以銅綠山古銅礦遺跡為例，我們現在看到的是有支護和井巷的遺跡，這實質上表明，在建造支護之前，可能銅綠山的銅礦開采已經持續很長時間了。一般來說，古銅礦是先開采完礦體地表之礦，然后再開采地表之下的銅礦。如果說某些井巷、支護是晚商時代的，則在這之前的地表銅礦開采年代還要更早。如果地表銅礦賦存量大，開采時間延續較長，則礦體的開采年代早到早商，也是有可能的。所以，談到古礦的開采年代，也往往會涉及到一個露采的問題。礦冶工程師楊永光等人的說法頗有道理，他們認為，對于銅綠山古礦山而言，首先應從露采開始，“開始挖掘礦床露頭的孔雀石、自然銅、赤銅礦等，逐步發展成為分臺階的露天開采。由于出露地表的礦體大都是鐵帽（氧化的銅礦體露頭少），限制了露天開采的規模，所以進而發展了地下開采”。“露天開采的年代應上溯到商代或更早，開采年代大致上與我國青銅文化的歷史相對應”。?

由于銅綠山等古銅礦大都經歷過不同時代多次的開采，因此，早期礦冶遺存被覆蓋、被破壞等等是可以想見的，這也往往導致無法準確判斷古礦的最初采冶年代。實際上，據參與過銅綠山古礦發掘的黃石博物館前館長龔長根介紹，由于種種原因，一些體現礦冶年代較早的遺物并沒有被編入《銅綠山古礦冶遺址》這本報告中。比如20世紀80年代初 ，著名考古學家蘇秉奇將一批7號礦體采集的陶片鑒定為商代二里崗期的文化遺存，而這些陶片沒有被寫入報告中。再如，銅綠山古銅礦遺址發掘過程中發現，在Ⅰ、Ⅱ號礦體的古代露天開采區、坑采區出土了許多石錘，石錘一般束腰、體長、呈不規則圓形或長圓形。至今黃石博物館仍保留有數十枚石錘。?石錘是夏、商代早期典型的采礦工具，這反映了大冶銅綠山初始采冶年代可能早到商代早期。

綜上所述，主要基于鉛同位素考古和冶金考古，我們認為，具有豐富銅礦賦存且銅礦品位高的鄂東南地區，其某些高品位古礦的礦冶活動應該發生得較早，其進行露采和冶煉的初始年代可能在二里頭晚期至早商時期。

注釋：

① 黃石市博物館：《銅綠山古礦冶遺址》，文物出版社1999年版。

② 港下古銅礦遺址發掘小組：《湖北陽新港下古礦井遺址發掘簡報》，《考古》1988年第1期。

③ 江西省文物考古研究所等主編：《銅嶺古銅礦遺址發現與研究》，江西科學技術出版社1997年版。

④ 楊立新：《皖南古代銅礦初步考察與研究》，《文物研究》1988年第3期；楊立新：《皖南古代銅礦的發現及其歷史價值》，《東南文化》1991年第2期；安徽省文物考古研究所：《安徽銅陵市古代銅礦遺址調查》,《考古》1993年第6期。

⑤ 江西省文物考古研究所等：《銅嶺古銅礦遺址發現與研究》，江西科學技術出版社1997年版；劉詩中、盧本珊：《江西銅嶺銅礦遺址的發掘與研究》，《考古學報》1998年第4期。

⑥ 黃石市博物館：《銅綠山古礦冶遺址》，文物出版社1999年版，第183—184頁。

⑦ 殷瑋璋、周百靈：《銅綠山古銅礦采礦技術的思考》，《江漢考古》2012第4期。

⑧ 陳樹祥：《大冶銅綠山古銅礦始采年代及相關問題研究》，《湖北理工學院學報》 （人文社會科學版）2014年第2期。

⑨ 易德生：《關于大冶地區銅礦開采的年代推測》，載王建鳴主編：《礦野文化視野錄》，湖北人民出版社2011年版。

⑩??湖北省文物考古研究所：《盤龍城——1963—1994年考古發掘報告》 （上），文物出版社2001年版，第502—503、441—443、88，96頁。

? 劉睿良等：《共性、差異與解讀：運用牛津研究體系探究早商鄭州與盤龍城之間的金屬流通》，《江漢考古》2017年第3期。

? 從原理上看，用鉛同位素比值法來示蹤礦料產地并不復雜。對于地球上的含鉛礦料，無論是鉛礦、銅礦或錫鉛多金屬礦等礦料，其所含的鉛，一般是由4種穩定同位素204Pb、206Pb、207Pb和208Pb組成的。一般來說，不同礦料所含鉛的4種穩定同位素的含量比率是不同的，也就是說，含鉛礦料的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的比值不同，這樣，根據不同的鉛同位素比值，就可以分辨不同含鉛礦料的產地。

? 中國學者所謂的普通鉛，一般是指其鉛同位素比值0.8<207Pb/206Pb<0.9。

? 武漢博物館等單位于1997—1998年對盤龍城的發掘，也發現了二里頭文化時期的遺物和遺跡。見武漢博物館等：《1997—1998年盤龍城發掘簡報》，《江漢考古》1998年第3期。

? 王勁、陳賢一：《論商代盤龍城早期城市的形態與特征》，湖北省考古學會編：《湖北省考古學會論文選集》 （一），武漢大學出版社1987年版。

? 楊永光等人指出，大冶地區的銅礦次生富集環境優越，而且礦體儲量大、品位高，有的礦體其含銅平均品位在6%以上，大量的自然銅、赤銅礦、孔雀石和藍銅礦等礦物出露地表且富集厚度大，而且成礦前后的構造帶和破碎帶，也為古人采礦奠定了極有利的條件。見楊永光等：《銅綠山古銅礦開采方法研究》，《有色金屬》1980年第4期。

? 銅綠山古礦冶遺址出土遺物中，有20個做了14C年代測定，并有相應的樹輪校正年代。其中，有6個數據的年代落在商代的早晚范圍之內。其中J4支護木的樹輪校正年代為1530—1325；坑木的樹輪校正年代為1521—1317，顯示出礦冶活動有可能早到早商。見黃石博物館：《銅綠山古礦冶遺址》，“附表”，文物出版社1999年版，第192頁。

? 鄂東南銅礦賦存豐富，尤其是大冶、陽新等地，有很多與礦冶有關的古遺址，這些遺址往往含有礦渣、坩堝、紅燒土等礦冶遺跡。例如對于大冶的某些礦冶遺址，調查者說：“這批文化遺存中還有一個顯著特點，就是都含有煉渣和冶煉遺物……從調查的情況分析，其從事采冶的歷史可能上溯到商代早期”。黃石市博物館：《大冶古文化遺址考古調查》，《江漢考古》1984年第4期。

? 關于蟹子地遺址和大路鋪遺址的發掘情況分別見湖北省文物考古研究所等：《湖北大冶蟹子地遺址2009年發掘報告》，《江漢考古》2010年第4期；馮少龍等主編：《陽新大路鋪》，文物出版社2013年版。

????? 馮少龍： 《陽新大路鋪》 （上），文物出版社2013年版，第35、118、126、148—149、184—196頁。

? 楊永光等：《銅綠山古銅礦開采方法研究》，《有色金屬》1980年第4期。

? 龔長根：《銅綠山古銅礦始采時間研究》，《湖北理工學院學報》 （人文社會科學版）2013年第4期。