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考古重庆⑪ | 矿石与烈火之歌——重庆古代炼锌漫谈
发布人:  2024-12-30
考古重庆⑪ | 矿石与烈火之歌——重庆古代炼锌漫谈
新重庆-重庆日报原创
 

众所周知,重庆是一座工业发达、工业底蕴深厚的大都市。近现代历史上,重庆工业的腾飞主要有三次高潮:一是源于19世纪末开埠时期,轻工业得到了发展,二是抗战及解放战争前,抓住战时内迁时机,钢铁、兵工等重工业得到进一步发展;三是“三线建设时期”,重庆被确定为重点建设城市,实现了现代工业大发展。

其实,重庆历史上工业发展的辉煌还可以追溯至更早的明清时期,那个时候的重庆长江、乌江上不但有往来的货船,更有炉火熊熊、烟气不断的大生产场景,就连丰都、石柱交界处的七曜山上都遍布冶炼遗址,茂密的山林也曾因当作燃料而被过度砍伐,成了光秃秃的山。

▲丰都九道拐遗址局部。重庆市文物考古研究院供图

如此规模的冶炼活动自然不会是私人和少数商贾的个人行为,是明清封建王朝秩序下的国家资源生产链的重要一环,这种资源就是当时铸造货币的重要原料之一——锌。锌是一种有色金属,能与多种有色金属制成合金,其中最主要的是与铜、锡、铅等组成的黄铜。明清时期黄铜是铸造钱币的主要原材料,可以说明清时期商品经济的蓬勃发展离不开黄铜和锌。

重庆地区古代炼锌并非偶然。早在1958年,为配合长江三峡水库建设工程,由四川省博物馆、重庆市博物馆和四川大学历史系等单位组成的一支62人的文物调查队,在丰都县兴义镇张家坪村(今杨柳寺村)的长江边上,发现了大量内壁附着有矿渣的陶罐以及燃烧过的煤炭、土块等遗物。这些陶罐曾被当地百姓误认为是中医煎药的陶罐。1984年冬季的一天,当地村名张学民在建房开挖房基时,在泥土中的一块石板上(疑似为特质的土龛)发现了十余块金属块,其中三块为长方形,形体较大,其余金属块较小,底面较平,上端为弧形。遗憾的是,这些金属块仅有一块由于上交至文化馆(现存三峡博物馆)而得以保存,其余均已下落不明。这块金属块,后来经过专家分析检测,是含锌量高达99%的锌锭。

▲丰都庙背后遗址出土明代锌锭。重庆市文物考古研究院供图

此后,考古工作者对这一地区的炼锌遗址进行了多次考古调查、发掘,最终确认在丰都县镇江镇至忠县洋渡镇约30公里区域内,长江两岸海拔在155~170米之间的台地上,分布有二十余处炼锌遗址,其面积由于江水的反复消长侵蚀,在1000~15000平方米不等。此外,在长江支流的乌江两岸和丰都和石柱交界的七曜山山区(石柱三星乡、龙潭乡、丰都武平镇)也发现有十余处炼锌遗址。经过考古工作者的进一步工作,这些遗址时代在明代中晚期至清代早中期之间,不但构成了中国最大规模的炼锌遗址群,更是提供了比明末宋应星《天工开物》中用泥罐“开炼倭铅”还要早一百多年的中国最早单质锌冶炼实物证据。

▲《天工开物•五金》中“升炼倭铅“图。重庆市文物考古研究院供图

青铜冶炼是人类最早掌握的冶金技术,甘肃马家窑遗址出土了距今5000年左右的青铜刀,而夏商周璀璨的青铜文明更是闻名世界。冶铁技术方面,甘肃临潭磨沟齐家文化墓地出土了距今3400年左右的人工冶铁制品,秦汉时期,生铁冶炼和生铁制钢技术进一步成熟,为秦汉帝国的诞生孕育了土壤。相比之下,锌作为常见有色金属之一,是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等7种有色金属中被人工提炼最晚的一种,在中国,直到明代才被古人成功提炼。这是由于氧化锌的还原温度(904℃)与其沸点(906℃)十分接近,当时由于煤炭和锌矿一起加热时,温度很快高达1000℃以上,这时锌很快成为蒸气状态,随烟散失。只有当人们掌握了冷凝气体的方法后,锌锭才有可能被获得,所以气态锌的捕获是炼锌工艺的难点。

然而,上述难题被重庆古代工匠创造性地解决了。他们首先将氧化锌矿料、煤炭按一定比例盛入陶质冶炼罐内,罐口放置陶质冷凝兜,从罐肩部上接冷凝室,再加盖密封。之后,冶炼罐外侧用泥加固,再将罐子放于冶炼炉中,在四周放置煤饼,最后在炉内放入柴火、煤炭进行烧炼。当炉内温度到达的时候,罐内的锌矿与煤发生氧化还原反应,还原出气态锌,锌蒸气通过冷凝窝的小孔上升至冷凝区冷却,形成液态锌再滴入冷凝窝中,最终得到了冶炼好的锌。

▲忠县临江二队遗址航拍。重庆市文物考古研究院供图

随着明清经济的发展和货币需求的不断增大,锌产量也在逐步增加。据文献记载,清代前期,全国锌年产量可达839万斤,重庆最高峰曾达150万斤。清代,中国出产的锌锭还出口至日本、欧洲等地。20世纪初,1872年,对一艘由广州开往欧洲的沉船打捞后,发现了“万历十三年”字样的金属块,经检测其为含锌98.99%的锌锭,据称这批锌锭为1745年由中国广州出口交付瑞典,后沉没于瑞典西南海港附近。有文献指出,炼锌技术约在1737年首先从中国传到英国,并于1743年在布里斯托尔建立了一个炼锌工厂。有学者认为,单质锌及其生产技术为后来的派克斯炼银方法乃至第一次工业革命都具有一定影响。

​历史上,重庆地区的能工巧匠在技术上不断创新,逐渐形成了具有特色、领先全国的炼锌工艺。如今,虽然传统的炼锌业已被现代化生产代替,但其历史价值和背后蕴含的工匠精神仍值得被人们珍视。重庆地区的古代炼锌作为中国金属冶炼史上的重要篇章,充分展现了中华民族的高超智慧和无比创造力。

(重庆市文物考古研究院 肖碧瑞)

 

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