铜绿山遗址：世界领先的冶铜技术

铜绿山古铜矿遗址位于湖北省大冶市城西南3 km处的铜绿山矿区。铜绿山矿床由12个矿体（Ⅰ-Ⅻ号）组成，南北长2 100 m、东西宽600 m，面积约1.2 km2。铜绿山遗址发现于1973年，经1974～1985年连续多次发掘，及2011年以来新一轮考古工作，发现了大量采矿、冶炼和墓葬等遗存，其年代主要从商代晚期延续到西汉。它是我国规模最大、技术内涵最为丰富的一处古铜矿采冶遗址。

铜绿山的采矿方法分露天开采和地下井巷开采两类，并以地下井巷开采为主，形成了一套完整的自成体系的地下开采系统，其采用竖井、平巷、斜井、盲井联合开拓法进行深井开采，具有以下技术特征。

① 开采技术。铜绿山古铜矿西周时期采用“露天采场—群井—盲井—平巷”的开采方式，大量开挖竖井；春秋时期使用竖井、斜井、平巷联合开拓法；战国至西汉时期开采系统已经相当完整，先开挖竖井到一定深度，再向两侧掘进中段平巷，在中段巷道的中部或一端，下掘盲井直达采矿场，以Ⅰ号矿体第24勘探线的古矿井（图1-1）为代表。

② 井巷支护技术。铜绿山古铜矿战国时期以前竖井和平巷均采用榫卯结构木支护技术；战国至西汉时期竖井主要采用垛盘结构，平巷采用鸭嘴结构木支护技术。

图1-1　Ⅰ号矿体24号线战国矿井开拓系统复原图

③ 采掘技术。铜绿山古铜矿战国时期以前主要使用铜斧、铜镢、铜锛等青铜工具来开拓巷道，多数为中小型青铜工具，可双手或单手握执；也出现了重达16.3 kg的大型铜斧，可悬吊式操作；战国至西汉时期使用铁斧、铁锤、铁钻、铁锄等铁质工具，井巷截面增大，开采深度也逐渐加深。

④矿井提升、排水、通风和照明技术。铜绿山古铜矿战国时期以前使用人工提升，战国至西汉时期使用轱辘提升；使用木水槽引水至集水井，用水桶和提升工具排水；利用井口高低气压差形成的自然风通风；以竹签为照明用材。(www.xing528.com)

铜绿山采用先进的人工鼓风竖炉冶铜技术，主要表现在以下三方面。

① 铜绿山炼铜炉炉型结构合理。以XI号矿体春秋时期炼铜炉（图1-2）为代表，它们由炉基、炉缸和炉身组成：炉基部分设置“十”“T”或“一”字形风沟，起到防潮和保温作用；炉缸截面近似椭圆形，长轴两端各设一鼓风口，前壁设一拱形金门，用于排放炉渣和铜液；炉身部分炉壁往上逐渐向内收缩，利于保持炉温和炉料的反应；筑炉用料讲究，古人已能识别和使用适应高温熔炼的不同耐火材料，并对炼炉进行多次修补和使用。

图1-2　Ⅺ号矿体冶炼遗址春秋炼铜竖炉复原图

② 铜绿山具备了较高的冶炼工艺水平。铜绿山古铜矿的冶炼工艺主要是使用“氧化矿—铜”工艺，将氧化铜矿直接还原冶炼，以木炭为燃料，并加入助熔剂。炉体两侧鼓风，具备连续加料、冶炼，间断排放渣液和铜液的功能。至迟在春秋时期，铜绿山已使用“硫化矿—冰铜—铜”工艺，对含黄铁矿的硫化铜矿进行多次焙烧和冰铜熔炼，最后还原成铜。

③ 铜绿山冶铜技术处于当时世界前列。铜绿山多处遗址炉渣平均含铜量为0.7%，四方塘遗址炉渣平均含铜量甚至为0.585%，低于国内外同一时期多数遗址炉渣的含铜量。