从科技考古角度再思考鄂东南地区古铜矿开采的年代

易德生

众所周知，自鄂东南至皖南的长江沿岸地区，是我国著名的铜铁矿富集地带，也即所谓的长江中下游多金属成矿带。在这条铜矿带中，发现了众多古铜矿的开采遗迹。比如大冶铜绿山①，阳新港下②，瑞昌铜岭③，皖南的古铜矿等。④这些古铜矿中，铜岭古铜矿目前被认为是中国开采时代最早的，其始采年代在商代中期（二里岗上层时期，约公元前1300年左右）。⑤对于规模宏大的铜绿山古铜矿，学界主流观点认为其开采年代可能在商末。⑥但是，近几年，另外一些观点也开始出现，如有学者认为铜绿山古矿的开采年代较晚，可能在东周⑦；与之截然相反，有学者认为，包括铜绿山在内的鄂东南地区的一些古矿，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“后石家河文化时期”。⑧笔者在一篇会议论文中，也讨论了大冶铜绿山古矿的初始采冶年代。⑨近几年，由于考古新发现以及科技考古新成果增多，使笔者对包括铜绿山在内的鄂东南古铜矿的采冶年代有了新的思考。

一、从铅同位素考古角度看盘龙城与鄂东南古铜矿的关系

位于武汉黄陂的盘龙城遗址无疑是20世纪下半叶商代考古最重要的发现之一。该遗址是商代早中期最南边的大都邑，其设立的性质和功能经常被学界讨论。总体来说，正如《盘龙城发掘报告》所总结的，盘龙城的性质和作用体现在：一是商代早期商王朝南征的军事据点；二是商王朝掠夺南方矿产资源（主要包括鄂东南如大冶、阳新和江西的铜矿资源）的中转站；三是商王朝统治南方的政治中心。⑩其中第二条观点实际上只是报告者的推断，并没有实质的证据。在他们看来，距离盘龙城不远的鄂东南及江西九江地区铜矿丰富，且有大冶铜绿山、瑞昌铜岭这样规模较大的古矿遗址，因此盘龙城的建立应与青铜原料的获取有密切关系。盘龙城遗址出土了大量铜器，然而近几年的科技考古表明，其铜器的原料来源较为复杂，应有多个矿源。其中一部分原料无疑通过盘龙城输送到了商都城，但是也有一些原料来自另外矿源，供盘龙城遗址自身的铜器独自使用，盘龙城部分铜器的微量元素成分与商都城的明显不同。⑪

那么，有什么较为可靠的证据来证明盘龙城一部分原料输入到了商王朝或商都城呢？铅同位素比值法为我们提供了证据。⑫

崔剑锋、吴小红两位学者对二里头及商周时期含“普通铅”铜器的铅同位素数据进行了较为精确的分析。⑬他们搜集了二里头遗址铜器33件，盘龙城铜器12件，二里岗期早商铜器10件，赛克勒博物馆馆藏商代铜器80件及西周113件，山西天马曲村32件，江西瑞昌9件，北京琉璃河西周墓地出土铜器28件，山西曲沃晋侯墓地铜器60件，一共143件青铜器，对这些青铜器的铅同位素数据进行了矢量化填图处理，然后根据地球化学省的原理，对数据进行了对比分析。

图1 中原及盘龙城青铜器铅同位素矢量图

从图1可以清楚看出，青铜器铅同位素矢量值可分四个区域，即为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区，其中盘龙城铜器矢量值主要集中在Ⅰ区，需要注意的是，很明显，有部分二里头和早商的铜器的铅同位素矢量值也有一部分集中在Ⅰ区。江西瑞昌的铜器集中在Ⅲ区。

由于崔剑锋、吴小红两位学者的着眼点是在夏商周中原王朝青铜矿料来源与山西中条山铜矿区的关系上，所以他们对盘龙城及大冶的有关数据并没有重点分析，其实从图1中，我们可以看到一些更重要的信息。

根据图1，显然二里头铜器数据集中在Ⅰ区和Ⅱ区，早商也有一部分铜器明显在Ⅰ区。而Ⅰ区和Ⅱ区是区别明显的两个区，说明二里头时期铜器矿料来源是不同的，有变化的。关键一点是，盘龙城铜器数据和二里头及早商中原王朝青铜器数据有一定重合，这表明盘龙城铜器的青铜矿料中，有一部分和二里头及早商时期中原王朝的青铜矿料重合；这意味着，盘龙城遗址可能在二里头时期就已经成为据点，南方铜料的一部分（其中一部分在本地使用）已经通过盘龙城被输送到了中原王朝。

盘龙城做为一个聚落，其形成时代，发掘者认为是从二里头二期或三期偏早开始。据发掘报告，盘龙城遗址可分为七期⑭，其中一至三期，从总体面貌来看，与河南偃师二里头、郑州洛达庙、南关外等地的二里头文化有更多的类同，与驻马店的同期文化也比较接近。具体来说，盘龙城遗址一期以南城垣之下地层第9层为代表，其时代相当于二里头文化二期或三期偏早。盘龙城二期以王家嘴南区一号长窑和地层第8为代表。其时代相当于二里头文化三期。盘龙城三期，以王家嘴北区三号长窑和地层第7层为代表，其时代相当于二里头文化四期偏晚或二里岗下层偏早。可见，盘龙城遗址有二里头时期的文化遗存。⑮另外，需要注意的是，在盘龙城二期和三期出现了铜镞。⑯要知道，即使在中原二里头遗址，青铜器的大量出现也是从三期开始的（从二里头文化三期才有青铜容器出现），这说明盘龙城遗址很早就进入青铜时代，大概和中原的二里头文化同步。发掘者认为，从盘龙城优越的位置看，其在二里头时代可能已是一个区域中心⑰，只是在规模和城池建设上要比早商时期（二里岗时期）差一些而已。

既然盘龙城在二里头时期已经形成，且在商代前期达到鼎盛，根据以上铅同位素比值法的分析，则意味着盘龙城可能在二里头及早商时期就已经开始向中原王朝输送矿料了。如果是这样的话，那我们自然会问，盘龙城输送到中原王朝的青铜矿料是从哪里来的，或者说矿源在哪里？

首先可以肯定的是，盘龙城应该处在商王朝和矿料产地之间，也即原料产地应在盘龙城之南附近的地区。从盘龙城以南地区来看，长江中游的鄂东南、江西、湖南地区，长江下游及长江上游都有铜矿存在；但是按照一般的情理，结合古矿遗迹的分布，中原王朝应该按照距离远近，首先在盘龙城附近勘察、寻找铜矿等资源，然后逐步再扩大到江西、湖南，甚至安徽皖南等地。由于鄂东南，尤其大冶、阳新一带有数量巨大、高品位的氧化铜矿，并且地质条件上也较容易开采⑱，所以，鄂东南地区应该是中原王朝较早开发的地区。

前面只是按距离和所谓的“情理”来推测，有了铅同位素比值法这一科技考古手段，我们可以试着用铅同位素比值来看是否有鄂东南的铜矿料输送到盘龙城。我们选取了大冶铜绿山古铜矿、矿渣等样品的铅同位素比值，然后和盘龙城铜器的铅同位素比值进行对比，然后列表，如图2。

图2 盘龙城铜器铅同位素比值和铜绿山矿石、铜锭的铅同位素比值比较

从图2可以看出，少部分盘龙城铜器的铅同位素比值与大冶古铜锭、铜矿等铅同位素比值接近。由于盘龙城铜器的铅同位素比值实际上是铜、铅、锡合金的综合的铅同位素比值，而大冶的铅同位素比值体现的是铜矿或铜锭的，并没有添加铅或锡，因此大多数数据有差异，也可以理解。尽管如此，图2表明，确实有部分的鄂东南铜矿料被输入到了盘龙城。

从以上分析，我们可以大胆推断，可能从夏代晚期，也就是从二里头文化晚期，盘龙城就已成为中原王朝通往江南的交通枢纽，并且成为获取长江中游铜矿（主要指包括大冶铜绿山在内的鄂东南地区的铜矿资源）及锡、铅矿资源（长江中游如江西、湖南等锡、铅矿很丰富）的据点。也就是说，鄂东南（包括大冶）等地的铜料以盘龙城遗址为中介而输送到了商王朝。同时我们也可以推断，鄂东南地区的某些铜矿被开采的时代应该较早，其时代可能在二里头文化晚期至早商时期。⑲

二、从近几年冶金考古新发现看鄂东南古铜矿的开采年代

上面从铅同位素考古的角度推测了鄂东南地区铜矿的开采年代。近几年来，考古人员对长江中下游地区进行了大量的古矿冶遗址调查及考古发掘。从调查和发掘的成果来看，鄂东南地区的某些古铜矿，其开采、冶炼的年代似乎也有更早的可能。⑳大冶蟹子地遗址和阳新大路铺遗址的考古发掘㉑，就证实了上面的看法。

大冶蟹子地遗址，在铜绿山之北大约5km。该遗址中，在后石家河文化（发掘者认为即“夏代早期”）地层中出土有不规则块状的孔雀石1件（标本号T1831④∶10），还有石臼（石砧） 1件（标本T1830④∶2）。石臼是较为典型的碎矿工具，它一般在冶炼场所出现。这两件遗物的发现，使发掘者认为，新石器末期，在铜矿丰富的大冶地区有关于矿冶的疑似迹象。另外，在商周地层，发现了较多的炼渣、炉壁残块及陶范等。我们认为，虽然新石器末期遗址已发现了孔雀石和石臼，但仅仅凭此还不能就断定这个时期已经有了矿冶活动。尽管如此，如果考虑到该遗址商周时期众多的冶炼、铸造遗迹，这显然为鄂东南地区矿冶活动出现较早提供了一定的线索。

阳新大路铺遗址的新发掘也显示了鄂东南地区的矿冶行为可能发生得很早。大路铺遗址约在铜绿山之东南15km，据发掘者介绍，1984—2003年，对大路铺遗址先后进行了4次发掘，总计发掘面积达 1682.5m2。在地层编号为03ET2407⑧，T2507⑧层及03ET2307⑦、T2506⑦、T2507⑦中发现并提取了矿石3件，炉壁1件，青铜残片1件及炼渣5件。㉒例如，青铜残片编号为03ET2307⑦∶33，经无损成分检测，显示是一件铜—锡—铅三元合金物的锈蚀物，铅锡含量皆高。1块矿石编号为03ET2307⑦∶16，矿石呈深绿色，经检测为铜铁混合矿，含铜量高。㉓03ET2407⑧，发现炼渣 2 块㉔，03ET2507⑧∶3，炉渣1块；03ET2507⑧∶11，炉壁1块。㉕

根据发掘者对遗址的分期，03ET2407⑧，T2507⑧属于第二期第一段，03ET2307⑦、T2507⑦年代上属于新石器时代第二期第二段，大致相当于天门肖家屋脊石家河文化遗存的晚期，年代已进入夏纪年时代，大约即公元前2000年左右。㉖

这些早期炉渣，由于没有经过电镜——能谱等科学手段的检测，对于铜等金属颗粒的存在状态无法得知，因此对冶炼技术特性也无法得知。从出土炼渣等矿冶遗物的层位上看，笔者认为，大路铺上述新石器时代的矿冶遗物，在第8层的矿冶遗物显示出冶炼技术还在摸索和不成熟阶段；第7层虽然有合金遗物的出现，表明冶炼技术基本成熟，但是，年代可能要晚，不在夏代早期而可能在夏代晚期。因为对于湖北不同地方新石器时代晚期（或所谓的“后石家河文化”）的年代下限，学界有一定争论。笔者认为某些地区的“后石家河文化”，可能要晚到二里头时期。大路铺矿冶遗迹的发现，无疑表明了鄂东南地区的某些铜矿开采年代要早，但是似乎早不到夏代早期。

三、鄂东南古铜矿的开采方式与开采年代

以铜绿山古铜矿遗迹为例，我们现在看到的是有支护和井巷的遗迹，这实质上表明，在建造支护之前，可能铜绿山的铜矿开采已经持续很长时间了。一般来说，古铜矿是先开采完矿体地表之矿，然后再开采地表之下的铜矿。如果说某些井巷、支护是晚商时代的，则在这之前的地表铜矿开采年代还要更早。如果地表铜矿赋存量大，开采时间延续较长，则矿体的开采年代早到早商，也是有可能的。所以，谈到古矿的开采年代，也往往会涉及到一个露采的问题。矿冶工程师杨永光等人的说法颇有道理，他们认为，对于铜绿山古矿山而言，首先应从露采开始，“开始挖掘矿床露头的孔雀石、自然铜、赤铜矿等，逐步发展成为分台阶的露天开采。由于出露地表的矿体大都是铁帽（氧化的铜矿体露头少），限制了露天开采的规模，所以进而发展了地下开采”。“露天开采的年代应上溯到商代或更早，开采年代大致上与我国青铜文化的历史相对应”。㉗

由于铜绿山等古铜矿大都经历过不同时代多次的开采，因此，早期矿冶遗存被覆盖、被破坏等等是可以想见的，这也往往导致无法准确判断古矿的最初采冶年代。实际上，据参与过铜绿山古矿发掘的黄石博物馆前馆长龚长根介绍，由于种种原因，一些体现矿冶年代较早的遗物并没有被编入《铜绿山古矿冶遗址》这本报告中。比如20世纪80年代初 ，著名考古学家苏秉奇将一批7号矿体采集的陶片鉴定为商代二里岗期的文化遗存，而这些陶片没有被写入报告中。再如，铜绿山古铜矿遗址发掘过程中发现，在Ⅰ、Ⅱ号矿体的古代露天开采区、坑采区出土了许多石锤，石锤一般束腰、体长、呈不规则圆形或长圆形。至今黄石博物馆仍保留有数十枚石锤。㉘石锤是夏、商代早期典型的采矿工具，这反映了大冶铜绿山初始采冶年代可能早到商代早期。

综上所述，主要基于铅同位素考古和冶金考古，我们认为，具有丰富铜矿赋存且铜矿品位高的鄂东南地区，其某些高品位古矿的矿冶活动应该发生得较早，其进行露采和冶炼的初始年代可能在二里头晚期至早商时期。

注释：

① 黄石市博物馆：《铜绿山古矿冶遗址》，文物出版社1999年版。

② 港下古铜矿遗址发掘小组：《湖北阳新港下古矿井遗址发掘简报》，《考古》1988年第1期。

③ 江西省文物考古研究所等主编：《铜岭古铜矿遗址发现与研究》，江西科学技术出版社1997年版。

④ 杨立新：《皖南古代铜矿初步考察与研究》，《文物研究》1988年第3期；杨立新：《皖南古代铜矿的发现及其历史价值》，《东南文化》1991年第2期；安徽省文物考古研究所：《安徽铜陵市古代铜矿遗址调查》,《考古》1993年第6期。

⑤ 江西省文物考古研究所等：《铜岭古铜矿遗址发现与研究》，江西科学技术出版社1997年版；刘诗中、卢本珊：《江西铜岭铜矿遗址的发掘与研究》，《考古学报》1998年第4期。

⑥ 黄石市博物馆：《铜绿山古矿冶遗址》，文物出版社1999年版，第183—184页。

⑦ 殷玮璋、周百灵：《铜绿山古铜矿采矿技术的思考》，《江汉考古》2012第4期。

⑧ 陈树祥：《大冶铜绿山古铜矿始采年代及相关问题研究》，《湖北理工学院学报》 （人文社会科学版）2014年第2期。

⑨ 易德生：《关于大冶地区铜矿开采的年代推测》，载王建鸣主编：《矿野文化视野录》，湖北人民出版社2011年版。

⑩⑭⑯湖北省文物考古研究所：《盘龙城——1963—1994年考古发掘报告》 （上），文物出版社2001年版，第502—503、441—443、88，96页。

⑪ 刘睿良等：《共性、差异与解读：运用牛津研究体系探究早商郑州与盘龙城之间的金属流通》，《江汉考古》2017年第3期。

⑫ 从原理上看，用铅同位素比值法来示踪矿料产地并不复杂。对于地球上的含铅矿料，无论是铅矿、铜矿或锡铅多金属矿等矿料，其所含的铅，一般是由4种稳定同位素204Pb、206Pb、207Pb和208Pb组成的。一般来说，不同矿料所含铅的4种稳定同位素的含量比率是不同的，也就是说，含铅矿料的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的比值不同，这样，根据不同的铅同位素比值，就可以分辨不同含铅矿料的产地。

⑬ 中国学者所谓的普通铅，一般是指其铅同位素比值0.8<207Pb/206Pb<0.9。

⑮ 武汉博物馆等单位于1997—1998年对盘龙城的发掘，也发现了二里头文化时期的遗物和遗迹。见武汉博物馆等：《1997—1998年盘龙城发掘简报》，《江汉考古》1998年第3期。

⑰ 王劲、陈贤一：《论商代盘龙城早期城市的形态与特征》，湖北省考古学会编：《湖北省考古学会论文选集》 （一），武汉大学出版社1987年版。

⑱ 杨永光等人指出，大冶地区的铜矿次生富集环境优越，而且矿体储量大、品位高，有的矿体其含铜平均品位在6%以上，大量的自然铜、赤铜矿、孔雀石和蓝铜矿等矿物出露地表且富集厚度大，而且成矿前后的构造带和破碎带，也为古人采矿奠定了极有利的条件。见杨永光等：《铜绿山古铜矿开采方法研究》，《有色金属》1980年第4期。

⑲ 铜绿山古矿冶遗址出土遗物中，有20个做了14C年代测定，并有相应的树轮校正年代。其中，有6个数据的年代落在商代的早晚范围之内。其中J4支护木的树轮校正年代为1530—1325；坑木的树轮校正年代为1521—1317，显示出矿冶活动有可能早到早商。见黄石博物馆：《铜绿山古矿冶遗址》，“附表”，文物出版社1999年版，第192页。

⑳ 鄂东南铜矿赋存丰富，尤其是大冶、阳新等地，有很多与矿冶有关的古遗址，这些遗址往往含有矿渣、坩埚、红烧土等矿冶遗迹。例如对于大冶的某些矿冶遗址，调查者说：“这批文化遗存中还有一个显著特点，就是都含有炼渣和冶炼遗物……从调查的情况分析，其从事采冶的历史可能上溯到商代早期”。黄石市博物馆：《大冶古文化遗址考古调查》，《江汉考古》1984年第4期。

㉑ 关于蟹子地遗址和大路铺遗址的发掘情况分别见湖北省文物考古研究所等：《湖北大冶蟹子地遗址2009年发掘报告》，《江汉考古》2010年第4期；冯少龙等主编：《阳新大路铺》，文物出版社2013年版。

㉒㉓㉔㉕㉖ 冯少龙： 《阳新大路铺》 （上），文物出版社2013年版，第35、118、126、148—149、184—196页。

㉗ 杨永光等：《铜绿山古铜矿开采方法研究》，《有色金属》1980年第4期。

㉘ 龚长根：《铜绿山古铜矿始采时间研究》，《湖北理工学院学报》 （人文社会科学版）2013年第4期。