一一、制盐,采矿
被称为“食肴之将”的盐(《汉书·食货志》),依其来源之不同,可分为池盐、海盐、井盐、岩盐四种,它们在汉代均已得到开发利用。岩盐又名石盐,见《史记·货殖列传》正义,即《神农本草经》所称之戎盐、胡盐。池盐主要指河东安邑盐池(今山西运城解池)所产之盐。由于这里的卤水中含硝量大,盐味苦,故又名苦盐(《周礼·盐人》)或盬盐(《说文·盐部》)。《水经注·涑水》说,河东盐池“土自成盐,即所谓盐鹾也,而味苦,号曰盐田。盐盬之名,始资是矣”。它还有一个特点,即不经煎煮,径以日光曝晒而成;而这时的海盐却是煮成的。《史记·吴王濞列传》说他“煮海水为盐”。《汉书·食货志》也说东郭咸阳是“齐之大煮盐”。煮盐的用具名牢盆。《史记·平准书》索隐引乐产曰:“牢乃盆名。”其说是①。《隶续》所收汉代铁盆铭文,一件标明“三百五十升”,另一件标明“二十五石”。四川蒲江五星镇出土的汉代大铁盆,口径131厘米、腹深57厘米、壁厚3.5厘米,铭文亦作“廿五石”②。这种大型铁盆,疑即牢盆。又河南南阳瓦房庄出土的一件汉代铁釜,直径达二米左右;山东掖县出土的汉代铁釜,口径66厘米、腹深40厘米、壁厚2.6厘米;似均是供煮盐所用者③。井盐则是从盐井中汲卤水煮成的,当时是巴蜀的特产。《华阳国志·蜀志》说:“汉孝宣帝地节三年,穿临邛蒲江盐井二十所,增置盐、铁官。”又说:“江阳郡汉安县有盐井。”同书《巴志》说:“巴西郡南充国县有盐井。”左思《蜀都赋》则说成都一带“家有盐泉之井”。虽云赋不厌侈,但其说亦应有一定的根据。因为在成都东汉墓中,多次出土盐井画像砖。画面上皆模印出一处盐井,井上建有高大的井架。架分两层,每层对立两人用辘轳曳绳汲取卤水。井架上层之一侧装卤水槽;并架设笕管,越岭穿谷,将卤水经水槽输往远处的盐灶。画面上盐井的井口可容二缶,白广美认为此井之口径“至少大于五尺”④;而且其汲绳也不太长,故应属大口浅井。《论衡·别通篇》所谓:“西州盐井,源泉深也。”殆设想之词,并非据实直录。盐井之由大口浅井改进为小口深井,要到北宋时才实现,汉代的开采技术还未发展到这一步。其煮盐之灶上并列五口大锅,从比例看,似较上述牢盆略小。灶前有一人在添柴续火,近处有二人负柴走来(图11-1)。上世纪50年代中闻宥介绍这种画像砖时,误以灶门处之柴为输送天然气的管道⑤;其说迭经引述,影响颇大。其实画面上表现的是柴灶,全无使用天然气的痕迹。四川地区之自流井背斜构造虽然蕴藏着丰富的天然气,但西汉末扬雄在其《蜀都赋》中尚一无反映,西晋初左思的《蜀都赋》中才提到火井;以后西晋·张华的《博物志》、东晋·常璩的《华阳国志》中,就都有比较明确的记载了。可见四川天然气的正式开发是在晋代。东汉末虽有可能已发现天然气露头,但尚未在煮井盐时大规模使用。
图版11
盐井
11-1
矿井遗迹
11-2
壁基式框架
11-3
分段提升示意图
11-4
四棱铁镌
11-5
戽斗
11-6
木柄铁凿
11-7
木叶铁口锄
11-8
斧形凿
11-9
铁锄
11-10
汲桶
11-11
圆铁镌
11-12
铁椎
11-13
矿用辘轳
11-14
井巷
11-15
与较浅的盐井不同,采矿的矿井这时已相当深。湖北大冶铜绿山发现的矿冶遗址中,其战国一西汉时期的立井,深度有达80-98米的(图11-2)。这里的立井每开挖到一定深度便向两边掘出平巷,在平巷的中部或一端下掘盲井直达采矿场。立井采用精细加工的方木或圆木构成“密集式垛盘”支护,其四角用榫头搭扣,加工整齐,尺寸划一,架设起来稳固持久,可同现代木构井架媲美。立井井底有3米深的水窝,类似现代的井底水仓。遗址中的斜井多呈阶梯式向下延伸,既用于探矿和采矿,还可作为平巷间的联络通道。立井、平巷和斜井组成了比较完整的地下开采系统(图11-15)。斜井的支架为了防止滑移、错动,采用了壁基式框架结构(图11-3)。破碎带和围岩蚀变带内的巷道,则采用封闭式支架(完全棚子)。证明这时对井巷掘进中出现的地压现象已有相当认识。
由于铜绿山之汉代井筒一般的深度均不下50米,开采的矿石已不能用手直接提拉出井。据出土物推定,这时是用配有木钩和绳索的木辘轳提升矿石。辘轳轴长250厘米,在轴外应装有辐条式的木棍和车辋式的一圈木条(图11-14)。初出时,曾以为这种辘轳上带有制动装置,进一步的研究否定了这种看法⑥。并且由于这时已出现分阶段开采,一段提升遂改变为分段提升(图11-4)。随着开采范围的扩大、井巷数量的增加,又出现了一段提升和分段提升相结合的联合提升,形成了较为复杂的矿井提升系统。
矿井的通风方法主要是依靠自然通风。有的井底遗留有20-30厘米厚的竹材灰烬。据推测这是一种通风的办法:通过加热井内空气造成负压,以引导新鲜空气来补充。矿井中的排水设施除水仓外还有排水木槽,将地下水引入排水井。出土的戽斗、木桶等物⑦(图11-6、11),可将积水由井下提升至地面。
在铜绿山之战国—西汉时的立井和平巷中,发现了各种采矿工具,有铁制的椎、四棱镌、凿和锄等(图11-5、7~10)。铁椎重六公斤。一件铁凿在空銎中直装木柄,柄端缠四道篾箍,显然是为了防止开裂而设。也有的木柄上因受冲击力而使木质纤维外翻,反映出这时下井采矿是一种高强度的繁重劳动。但值得注意的是,在如此巨大的矿场之众多的井巷中,始终未发现过人体遗骸,可见开采中未发生过落顶等重大事故。这从另一个侧面说明了当时已经有一定的技术水平,劳动组织也是比较严密的⑧。
铜绿山铜矿区之孔雀石矿脉最厚处可达10米。孔雀石(CuCO3·Cu〔OH〕2)是一种氧化铜矿石,它在较低的温度下就能炼出铜来。另一种较常见的铜矿石是黄铜矿(CuFeS2),它的冶炼比前者困难。因为须先将黄铜矿石粉碎并加以焙烧,以除去其中大部分的硫,并使硫化物中的铁变为可以在下一步熔炼中造渣的氧化物形态,手续较复杂。安徽贵池徽家冲东周铜器窑藏中出土的薄铜板,经检验其含硫量达0.12%,被认为是用硫化铜矿石炼成的⑨。但其矿石的来源不详。在山西运城洞沟发现的一处铜矿遗址,矿洞之间的崖壁上有光和二年(179年)、中平二年(185年)及甘露年间(256—260年)的题名,证明其开采的时代为东汉至三国⑩。这里的矿脉是黄铜矿。矿洞按矿脉的走向开凿、形状不规则,深度一般不超过20米,未发现支护设施。矿洞中出土的铁镌、铁椎(图11-12、13)等,形制与铜绿山所出者相似,唯数量较少;其整个采矿场的规模应远逊铜绿山。但在矿洞附近的台地上发现红烧土凹槽,应是焙烧矿石所用。说明东汉时已经基本掌握了开发利用黄铜矿的技术,这是矿冶水平提高的一项标志。
至于铁矿,据文献记载,汉代已在49处产铁的地区设铁官,河南巩县铁生沟和江苏徐州利国驿发现的汉代铁矿遗址均有相当规模⑪。两地均发现方形和圆形的竖井。铁生沟的竖井通到矿床的中央和旁侧,再在井下开挖巷道。这里的斜井则用以开采缓倾斜的矿床,并依矿脉的走向掘进。其开采方法也是比较合理的。