大冶石岭屋水库明代炼炉群调查与冶金遗物分析

1 研究背景

大冶的铜冶炼遗址不论从数量、规模及冶炼内涵揭示等方面都成果颇丰,此地矿冶技术遗产丰富,其数千年延续不断的冶炼活动造就了丰富的矿冶文化。该地铁矿的开采时间延续性较长,自晋代即有所记载,“鄂,有新兴马头,铁官”[1]。梁代陶弘景《古今刀剑录》记载,“吴王孙权以黄武五年采武昌铜铁做千口剑、万口刀……刀头方皆是南铜越炭”[2]。《读史方舆纪要》云:“大冶县铁山,县北四十里有铁矿,唐宋时于此置炉,烧炼金铁。”[3]南宋时设慈湖铁务[4]。明代时的兴国冶几经兴废,官铁民铁此消彼长,从洪武二十八年(公元1395年)开发民间采炼([5],卷242),洪武三十年(公元1397年)包括兴国冶在内的九冶全部罢废后([5],卷252),出现了民营冶铁业独占鳌头、蓬勃发展的格局。

2022年春,本团队受黄石文物保护中心委托,对黄石地区古矿冶遗址进行重点调查,期间对大泉沟景区石岭屋水库遗址的调查工作发现,该水库西岸春季退水处发现残存冶炼炉4座,随即对其中三座炼炉加以清理,发现其形制、周围的冶炼遗物分布等方面均与当地诸多炼铁遗址较为相似。

近年来,相关研究注意到湖北块炼铁遗址在当地盛行一时,与之相关的块炼铁炉渣主要在洪枫水库、茅城垴、李德贵、燕窝铺、仓下吴等遗址出现,碳十四测年结果为清代[6]。但经过科学发掘的遗址仅有李德贵炼炉群(化炉山)一处,2005年5—7月,湖北省考古所和黄石博物馆考古队进行发掘[7],认为该处炼炉冶炼过程中尚未加入CaO等石灰石助熔剂,并以其中炼渣排出量巨大、含铁量高等因素认为此类冶炼渣非炒钢渣;相关的科学分析工作亦排除其是炼铜渣,根据其熔融温度高的特点,且通过X射线衍射分析发现其中包含赤铁矿和磁铁矿,判定出土砂状物为炼铁的矿石原料[8];相关研究还包括对炼炉炉体保护搬迁过程中的土壤加固材料的筛选[9—10],并在考古年代及多重文献证据等方面均有所突破,由此进一步对明清湖北地区块炼铁的民间生产问题进行剖析。

上述研究工作表明在大冶地区有块炼铁遗址存在,但除李德贵炼炉群外,尚未发现同炉型的炼炉在周边区域出土,这使得该处炼炉炉型、性质等问题的判断缺乏田野遗址的互证。另外,李德贵遗址的年代判定以清代中晚期为主,但从历史文献及相关研究看,在更早时期发生的此类冶炼活动需要进一步发掘、研究。

明清时期,冶铁中心转移到南方,当时南方仍然使用竖炉木炭炼铁,北方大部分地方由于坩埚炼铁技术和产品的传播,形成了以煤为燃料,以坩埚炼铁为主的生产格局[11]。但在竖炉木炭炼铁的同时,亦存在相关民间地炉块炼铁的可能性,以山西和湖北为代表的中国北方与南方两省份,在民间生产活动方面,对燃料资源的获取利用及技术选择上均能够体现出技术的“大分流现象”。

湖北大冶地区及其周边的块炼铁遗址调查工作有待进一步推进,尤其是对该类遗址的年代存续、技术面貌等的认识尚待进一步的田野调查、实验室互证工作开展。兹将本次调查工作及冶炼遗物的初步分析与研究工作加以报道,以期丰富本地区铁冶遗址资源,总结本地民间铁冶的生产冶炼活动特点,进一步探讨该地冶炼遗址的技术选择,为黄石地区铁冶业发展脉络提供遗址调查及冶金技术分析等方面的实证工作。

2 石岭屋水库炼炉群基本情况

大冶石岭屋水库位于大冶市陈贵镇南山村南侧大泉沟景区石岭屋港的上游(相对位置如图1),南侧背靠当地低山丘陵,北侧为南山村,地势平缓,耕地面积较大。

图1 大冶石岭屋水库冶炼炉群所在位置

2022年春季,调查团队在陈贵镇诸遗址调研过程中发现石岭屋水库水位下降,水库西岸退水处暴露出多座冶炼炉(封二图1)。冶炼炉周围散见部分炼渣,周边区域被碎石覆盖,清理后发现炼炉位于红烧土工作面上。四处炉型结构、形制基本相同,反复使用修筑的炉壁清晰可见,炉缸部分被表土掩盖,去除浅层表土后,炉体整体形态露出(封二图2)。

图2 大冶石岭屋水库退水处炼炉L1、L2、L3面貌

该遗址为本次调查新发现遗址,尚未见诸相关报道,但由于其位于景区内,多见游客往来,加之连年水库水位下降(2022年12月,调查人员冯雷曾前往复查),炉体进一步暴露,受多重外部环境影响,该遗址易被破坏,因此围绕该遗址的保护及进一步的发掘研究工作亟待开展。

图2所示为石岭屋水库本次发现的炼炉的基本情况,清理区域T1平面图如图3所示。从左往右依次为炼炉L1、L2、L3,炉体地表出露部分较少,仅凭借地面清理已无法判别鼓风口及金门等具体位置。L4由于距离图2中的三座炼炉较远,且炼炉炉壁残存较少,仅就其炼炉炉体暴露情况作部分记录,另疑似周边有多座炼炉尚待清理。目前仅就L1、L2、L3的清理与炉体附近冶炼渣的采集与分析等情况加以报道。

图3 大冶石岭屋水库炼炉群清理区域T1平面图

左侧为L1(图4),炉壁1层,背部炉基50cm,炉壁部分土质较为致密,黄褐色黏土为主,内部夹杂较大块碎石块,接近炉壁部分周边以红烧土工作面为主。炉体整体呈“D”型,外炉缸深度为30cm,炉内遗物较少,包含炉壁、炉壁挂渣等冶金遗物,亦有少量木炭碎屑等遗物。

图4 大冶石岭屋水库L1平剖面图

中间为L2(图5),炉体最大,背部炉基长度57cm,炉壁部分土质较为致密,黄褐色黏土为主,内部夹杂较大碎石块,接近炉壁部分周边以红烧土工作面为主。其中炉体深度可达60cm,炉体整体呈“D”型,D型凸面可见多层炉壁环绕,最多可达9层,此类炉壁不见背部,均往一侧凸出。内侧炉内发现大块坨状炼渣,黑色、黑褐色为主,流动性较好,最大长度为35cm,另有炉壁等,从中提取炼渣、炉壁挂渣、木炭屑等以备科学分析工作;

图5 大冶石岭屋水库L2平剖面图

右侧为L3(图6),炉壁亦有多层,但已毁损,无法见具体层数。背部炉基35cm,炉壁部分土质较为致密,黄褐色黏土为主,接近炉壁部分周边以红烧土工作面为主。内部夹杂较大块碎石块,炉体整体呈“D”型,深度为20cm,炉内遗物较少,包含炉壁、炉壁挂渣等冶金遗物,亦有少量木炭碎屑等遗物。

图6 大冶石岭屋水库L3平剖面图

遗址中,L4距离上述三座炼炉较远,另在其南侧岸边发现房基等痕迹,亦在其周围采集到部分晚近时期陶瓷片。由于年代跨度较大,晚清时期墓葬等亦在周边发现,故时代方面的认定尚需进一步的考古调查与勘探工作。通过相关情况可推测,此地尚未修建水库时或为当时居住、生产冶炼等场所。(图7)

图7 大冶石岭屋水库各处炼炉及相关生活遗迹面貌
注:①为一、二、三号炼炉清理区域 ②为四号炼炉基本位置 ③为炼炉周边清末墓碑 ④为石质房基,年代未定

3 采集木炭样品测年情况

调查团队对大冶石岭屋水库炼炉内木炭屑进行采集,使用金属手铲连同其外部埋藏土壤整体提取并使用铝箔纸收纳,采集及提取过程严格按照相关国家标准进行[12],避免样品受到外来含炭物质污染。后经北京大学考古文博学院科技考古实验室测定,木炭屑样品的年代为明代早中期,详细数据如表1所示。

表1 大冶石岭屋水库炼炉内采集木炭测年结果

注:所用碳十四半衰期为5568年,碳十四年代BP为距1950年的年代。树轮校正所用曲线为IntCal20 atmospheric curve (Reimer et al 2020),所用程序为OxCal v4.4.2 Bronk Ramsey (2021)。

4 采集遗物及实验室分析情况

首先清洗样品,按不同时间段、不同地点采集品进行初步分类。按照炼渣的状态、颜色、密度、流动性、形状、气孔数量等作为分类标准进行选择,尽可能覆盖地表采集区域以获得最全面的冶炼遗物样品。(图8)

图8 出土炉壁及炉壁挂渣情况

样品制备:将炉渣、炉壁选取分析部位,使用金刚石带锯进行切割,切割后的样品使用特鲁利(TROJAN)冷镶材料环氧树脂进行固定镶嵌,做好待测样品标记,样品分析部位包埋进树脂内,并对多孔连通质地的样品进行真空镶嵌以保证结构稳定,减少加工过程中对样品本身的二次污染。随即根据样品质地,对样品进行不同目数的水砂纸打磨以及搭配不同颗粒度的抛光液进行抛光处理,表面进行真空喷碳。

样品观察:使用超景深显微镜对炉壁细部结构进行表面观察,并记录相关面貌。

成分分析:使用扫描电镜能谱联用仪(SEM-EDS)进行分析。扫描电镜型号TESCAN VEGA3 XMU配备Bruker Nano GmbH 610M 能谱仪,对镶嵌样品截面微区成分进行测定,观察记录基体、金属颗粒等物相。仪器工作条件,激发电压20kv, 工作距离15±0.1mm,采集数>2kcps,扫描时间60s。扫描时尽量避开较大的孔洞及气泡,每个样品选取两三个部位进行检测,取其平均值,并将基体成分作归一化处理。

L1、L2、L3炼炉内所出土的冶炼遗物进行全部取样,以获得全面的早期冶炼遗物信息。样品分类完成后,对样品进行编号、拍照记录,经筛选统计,共选取15枚炉壁及炉壁挂渣和10枚采集炉渣进行检测分析,由于炉壁外侧几块样品仅为烧土结构,故在表2当中的实际成分未列出,其余部分为炉壁内侧浸染部成分或炉壁挂渣成分,采集炉渣情况为炉体周边地表采集流动性较好的排出渣,能够清晰反映当时的生产情况。(图9)

表2 出土冶金遗物基体成分表(wt%)

注:炉内样品为原始采集编号,本表已剔除纯外侧炉壁样品,“DYSLWL1-2”代表炉壁的挂渣成分。

图9 地表采集冶炼渣情况

样品的基体成分如表2所示:

根据上述基体成分和扫描镜对样品金属颗粒、细节部分的分析情况,可将遗址相关的冶炼遗物大致分为两类,一类是炉壁与炉壁内附的挂渣(编号01～11),另一类为炉体外部散落的地表采集排出渣(编号12～21)。

部分采集渣炉渣的渣相及铁颗粒赋存情况如图10、图11所示;各炼炉炉壁情况如图12所示。

图10 部分炉内挂渣及炉底渣渣相情况
注:a. L1的2号挂渣,白亮色不规则相为铁颗粒,灰白相为铁的氧化物,深灰色相为炉渣基体,放大可见铁橄榄石等; b.L1的5号挂渣,大部分灰色棒状不规则相为浮氏体; c. 为L1的4号挂渣,白亮相为铁颗粒,周围为铁的氧化物及炉渣基体物相; d.L3的2号挂渣,白亮相较大区域为铁颗粒,灰白色相为铁橄榄石等炉渣基体,深灰相为炉壁受侵蚀后的形态。

图11 部分采集炉渣渣相及铁颗粒赋存情况
注:abcd分别为01、08、09、10号排出渣的渣相及金属颗粒情况,四图中白亮相皆为铁颗粒,灰白相为浮氏体,深灰相为铁橄榄石,灰黑相为高硅玻璃态成分。

图12 大冶石岭屋水库各炼炉炉壁情况
注:a为大冶石岭屋水库L2炉壁外侧的分层情况,炉壁最多可分九层;b为大冶石岭屋水库L1炉壁背散射相与超景深图片对比情况其中炉壁浸染部分,c为大冶石岭屋水库L3炉壁背散射相与超景深图片对比情况,d为大冶石岭屋水库L1炉壁背散射相与超景深图片对比情况,其中背散射相中白亮部分为高铁相,灰暗部分为炉壁或浸染层。

5 相关问题讨论

5.1 冶炼遗物的性质及冶炼技术与温度

第三部分报道的冶炼炉壁中的白亮色区域均为富铁区域,为冶炼活动浸染而产生的炉壁侵蚀现象,而且在炉壁部分未发现其他金属富集等现象。从表中数据与炉渣相图结合来看,采集部分的炉渣面貌较好,具有良好的流动性,符合排出渣的各类特点,因此能够初步通过此类排出渣内各相判断其冶炼遗物性质。在我国,生铁虽然很早登上历史舞台而大显身手,但块炼铁也并未因此销声匿迹,仍然在一定的领域里发挥着自己的作用。块炼铁的生产效率虽然很低,但生产工艺和设备却较生铁简易,便于因地制宜和因陋就简。产品具有优良的锻造性能,在炭火中渗碳即可成钢[13]。

第二类渣的成分相近,因为相关炉渣皆为炉体排出渣,所以成分较为均匀,数据没有较大波动。第一类炉渣的情况为:此类炉渣皆为炉壁挂渣或炉衬浸染部分,故成分与结构各异。图10中,a为L1的2号挂渣,b为L1的5号挂渣,c为L1的4号挂渣,图11中的炉渣皆为排出渣,01、08、09、10号为排出渣的渣相及金属颗粒情况。11号为炉内残存渣,含钙量较高是分析区在炉壁浸染部所致。

根据相关炼铁遗物性质的判断研究工作,例如对于广西地区平南六陈坡嘴遗址发现汉晋时期用于块炼铁冶炼的碗式地炉证据[14]、湖南地区块炼铁[15]以及对于冶炼遗物的综合判断研究等,表明了块炼铁冶炼在边疆地区是有可能存在的。对已报道的块炼铁炉渣主量成分、渣相进行比对发现,其FeO等在含量上基本一致,且在其玻璃态中并无磷元素存在;另外,已有报道认为,国外古代块炼铁的炉渣一般是铁硅系铁橄榄石型,且没有Cu、Pb、Zn、Ag元素及其金属颗粒存在[16]。因此,大冶石岭屋水库炼炉所生产的相关产品,采集的排出渣型均为铁硅系,基体以铁橄榄石为主,且存在较多浮氏体,且相关冶炼渣中的金属颗粒皆为铁颗粒。更进一步来说,要将冶炼遗物归于遗迹现象中讨论,块炼铁炉并不少见,而且在大冶、南方、中原等地区此类现象较多。虽然从熟铁一词的使用来看,无论炒钢还是块炼铁制品均有可应用的空间,但炒钢制品的前置状态必须是具有生铁冶炼炉存在,而这在民间小规模炼铁的情况下是难以做到的。无论是炉群规模、炉料准备还是投入的人力等各方面,民间小规模采冶的活动难以维系生铁冶炼与炒炼制钢,并且联系到遗迹现象来看,该处炉型与湖北晚期发掘的李德贵(化炉山)、湖南怀化大塘、广西地区块炼铁炼炉相一致,综合遗迹现象、遗物特征及相关历史文献论述,可认为熟铁制品的原材料来源即为当地块炼铁产品资源。

目前对于铁硅系铁橄榄石型炉渣作为块炼铁冶炼的排出渣的研究较为明确,在相关块炼铁的冶炼复原实验当中,能够从冶炼温度及冶炼状态中获得与冶炼排出渣的对应关系,相关技术流程与冶炼情况示意图如图13所示。图14展示的是另一种炉型的块炼铁冶炼情形。

图13 石岭屋块炼铁炉冶炼情况示意图
(耐火砖块可能存在,考古证据未支持。冶炼工作示意图根据Roger Smith,和维基百科相关图片改绘)

图14 与上述炉型不同的块炼铁冶炼情况
(根据Smelting experiments in the early medieval fajszi-type bloomery and the metallurgy of iron bloom改绘)

另外,通过采集部分冶炼炉渣和少量炉壁挂渣部分等样品放入相关渣系图中,通过FeO-Al2O3-SiO2渣系图可对炉渣软熔温度进行初步判断。将炉渣中的FeO、Al2O3、SiO2归一化后置于渣系图中,剔除差异太大的炉壁挂渣等数据,其炉渣软熔温度在1100℃～1200℃之间,上述地表采集冶炼渣在渣系图内的相关位置同已有报道的相关炉渣渣系图的情况基本相同。(图15)

图15 大冶石岭屋水库炉渣冶炼温度图(底图引自:Slag Atlas[M].Verlag Stahleisen GmbH,1995.)

5.2 炼炉情况及其技术选择

尽管尚未进行大规模的发掘清理,仅从目前表面清理工作可得知,该处炉址同大冶李德贵炼炉群的炼炉炉口形制、材料选择等方面基本相同,每一座炼炉的大小有所区别,整体皆以黏土为主要材料。炉缸低于炉台工作面,未见金门、鼓风口、鼓风空腔,但能够明显看出D型炉半圆方向有多次使用、修补过的痕迹,其炉壁最厚处可达9层,迹象明显(L2)。这与大冶李德贵遗址炼炉的反复使用的地炉在技术选择上基本一致。且炉壁与炉壁之间无明显炼渣侵蚀层,有可能在修补重砌时有明显整修平整的过程,将相关的渣层进行清理,因此实际炉壁的厚度应当大于每一层平均的厚度。

相关文献亦表明,块炼炉是地下或地面用石头或粘土修筑很矮的炉身,炉身侧面开小孔,插入陶质风管,用小型皮囊送风,有的甚至采用自然通风。使用富矿矿石,以木炭或木柴为燃料,在约1000℃的低温下进行固体还原,产品几乎不含碳及硅、锰等元素,结构疏松孔隙较多,因而夹杂很多氧化铁,硅酸盐与氧化铁共晶,成为熔融块状,沉降于炉底,故每一炉次必须取出产品,重新砌炉,这种铁块被称为块炼铁,由于较为柔软,古称鍒铁、熟铁或海绵铁[17]。

此前在该地区的铁冶生产中,认为化炉山D型冶炼炉没有加入CaO等石灰石助熔剂,这与欧洲早期的块炼铁炼渣相同,此时炼出来的可能是含炭较低,质地较纯的熟铁,同时渣的含铁量大大提高,达到了60～70%,因此化炉山D型炉实质上应属于冶炼块炼铁的炼炉[18]。上述情况可以在大冶石岭屋水库炼炉冶炼遗物的科学分析当中得到验证。李德贵、化炉山和大冶石岭屋水库的面貌相一致,而大冶石岭屋水库在同性质的冶炼遗址中具有更早的年代学证据。

炉壁结构方面,对于官营手工业来讲,技术的匹配度和炉壁制作技术应当具有较为趋近的技术结构与技术细节,而民营块炼铁炼炉则具有更加任意性的技术选择,即并未按照统一规格的专业化冶炼模式进行炉壁制作,工匠及生产链条远未达到专业化的生产模式。

块炼铁炉在早期的中原地区曾有出土,炉身砌筑等方面相较湖北及广西地区块炼铁炉来讲,巩县铁生沟遗址曾有三座并行的块炼铁炉遗迹,炉12、13、炉14为并排块炼铁炉,建炉前先把地面夯实,然后从夯打的地面上向下挖成长方形的坑,周壁涂一层耐火泥,在坑口周围砌有灰色耐火砖,炉腔中部用三块侧砖,纵砌于前后两壁之间,作为炉齿[19]。

但并不能因此认为此类技术可以得到大范围的普及,从汉晋至明清似乎炉体结构截然不同,巩县铁生沟遗址的炉身砌筑虽然亦作海绵铁生产,但是在耐火砖及炉腔和工作面等方面相较大冶、广西块炼铁遗址等,在炉壁及工作面的预处理等方面具有明显区别。

从大冶石岭屋水库冶炼炉炉壁结构来看,三座炼炉的炉内壁彼此之间黏土构成与大块颗粒的情况并不相同,总体上以耐火度较低的普通黏土为主,偶尔见有粗颗粒石英夹杂,耐火材料的耐火度并不高。从此观察的现象说明炼炉的炉型结构虽基本一致,但炉子的尺寸、深度、炉壁的黏土颗粒度、炉壁的厚度等多个技术细节并非完全一致,因此在炉壁中的表现也有较大区别,例如炉渣对于炉壁的冲刷浸染程度以及炉壁的支撑能力等等技术细节均有较为不一致的体现。或许在巩县铁生沟遗址进行块炼铁生产时,依然具有高度专业化的匠人队伍掌握冶炼技术,因此在炼炉技术选择上,中原冶铁核心区的冶炼活动较南方的湖北、湖南广西等地更为专业化,这在炼炉尺寸、深度、遗迹炉壁的预处理等细节方面能够加以总结。

5.3 基于大冶块炼铁生产探讨该地区矿冶业面貌

判断此批炉群性质,可通过当地民间生产与官营铁冶之间的关系加以综合分析。大冶所在的兴国铁冶几经兴废,洪武十八年因为劳民将罢废,洪武二十六年复置,洪武二十八年因为储铁过多,慢慢放开民间采炼限制,洪武三十年又因“采炼病民”罢废([5],卷257)。而此时虽然官铁罢废,民铁却依然盛行于此。

铁冶活动在考古发掘工作的证据显示,汉代或汉代以后的块炼铁制品似乎已经退出使用,但依然有学者认为这需要给出进一步的解释,“虽然比精巧的高炉生产熟铁的效率要低,但块炼铁技术对于小规模的生产是非常有用的,在许多情况下使用块炼铁技术进行冶炼可以更加经济节约,因此我们不应该期待引入高炉后它将立即消失。”[20]

从明代铁业来说,正是由于官营工业与民营手工业的交替发展,才保证了明代冶铁技术的进步与提高,这样的交替发展同样保证了湖北地区铁业的繁荣。在元代时,就已经对官营铁冶效益不高提出过对策,官营冶铁效益不高,由冶户承包经营比政府全盘经营出铁多、效益好[21],应当“将上项户计罢去当差,许从诸人自治窑冶煽炼,据官用铁货给价和买,深是官民两便”[22]。到了明代,逐渐地形成了从上到下的认识,“如果将明代铁业划分阶段的话,洪武元年至宣德九年(1368年—1434年)是其发展的第一阶段,此时正当明朝社会经济恢复时期,商品经济极其微弱,因此占主导地位的官府铁业主要是为封建政府的官工业制造部门提供原料。”[23]后来到洪武十八年(1385年)和洪武二十八年(1395年),明政府因仓库存铁过多,曾两次罢停各处官营铁冶,后一次干脆“诏罢各处铁冶,令民得自采炼,而岁输课程,每三十分取其二”。此后官营铁冶逐渐减少,民营铁冶日渐增多[24]。大冶地区的民间块炼铁生产则在此类政策背景下应运而生,且该地块炼铁生产的产品类型或许以“熟铁”为突出,而且块炼铁生产延续到清代中晚期亦有相关证据。

例如,“万历三年,丁字库黄麻、熟铁、络麻、翎毛收贮数多,将浙江、江西、湖广并南直隶十四府州题改折色,其余各料仍解本色。”[25] “鱼课:嘉靖年间华家湖(河泊所) 麻、铁等料共三千八十二斤八两九钱六分。……河泾湖(河泊所)麻、铁等料共三千三十四斤四两八钱。……张家湖(河泊所)麻、铁等料一千九百三十八斤三两八钱四分。”[26] “湖科:(万历)原额熟铁正贡银一百九十九两五钱二分五厘七毫六丝。…… (康熙)今额载熟铁正银一百七十八两一钱四分八厘。”[27] “杂饷:上中下湖黄麻、熟铁、线胶、鱼课等银九百四十二两九钱六分八厘九毫九丝。”[28] “赋税:黄州应征南北干鱼府钞及黄麻、熟铁、线胶等项正贡银八十三两六钱四分八厘。”[29] “湖课工部项下:熟铁正银三百六两四钱五分五厘四毫二丝五忽。”[30] “杂课税工部项下:熟铁正银三百六两四钱五分五厘四毫。”[31]

由于市场及劳动力需求,地坑式炼炉依然会在技术发展到地面竖炉阶段在某些地区存在,例如大冶地区。该地周边紧邻铁冶所,或许当时周边的徭役形态亦以进入铁冶所工作为主,在当地若能以炼铁代劳役或为较为合理的选择,同时掌握冶炼铁矿石技术的这一群人,利用其少量的闲暇时间进行此类成本较低的冶炼活动,获得生活所需的铁料,抑或缴纳实物代税“物产:山麓小河杂有铁沙,农家为木槽置水淘取之,售于商麻间,各炉房炼成铁块可制器用,销售颇广。惟沙有时而尽,每发山洪一次复冲积河身可见。河之铁沙自山洗下,则山有铁矿可知。”[32]小规模的块炼铁炼炉生产则无法长期纳入到官方监管体系之内,因为所需产量及规模、生产选址等方面并不需要过多投入,导致地方生产与生活区域重叠程度较大,例如在生活居住遗址周围进行开炉冶炼的情况亦不罕见。

6 结语

对大冶石岭屋水库炼炉群调查与冶炼遗物的科学分析工作表明,该地明代早中期至清代社会依然存在较为广泛的块炼铁生产活动,其工艺类型为地炉内还原冶炼工艺,炉壁未经深度加工,仅为黏土砌筑,未发现耐火砖等材料。其冶炼渣为铁硅系渣,冶炼状态较好,具有较好的流动性,产品炼成后,破碎炉体进行取样,间断操作,从下部或上口将铁块取出,然后重新修砌炉身进行进一步冶炼活动。

明代作为中国古代钢铁技术发展的集大成阶段,技术的繁荣、发展、衰落等于当时的政治制度有何关系,尚待厘清,很多关于技术与经济的讨论多限于“技术进步”的观点来探讨明代钢铁手工业经济的发展,关于明代官营钢铁技术与民营钢铁技术的比较研究,两者与明代钢铁手工业经济的相互关系的研究也尚未开始[33]。但尽管如此,此类民间块炼铁遗址群的发现,能够让我们从中原——湖北——湖南——广西等从北向南的证据中认识到,我国炼铁技术的演变并不完全受市场及政府政策的影响,反而能够侧面推测出,当时的官铁流向并未完全覆盖乡村基层及边疆地区,政府对于矿禁工作的推行尚未有强力的保障,有所松动。

上述湖北地区块炼铁的实证与冶金技术分析工作的报道,丰富了当地块炼铁的证据及其相关工作。由此可见,矿冶遗址调查方法的利用和相关遗址信息的多重发现,是保障矿冶遗址科学认知的行之有效的方法。

参 考 文 献

1 (唐)房玄龄. 晋书[M]. 卷十五. 武英殿校刻本. 清乾隆四年(1739年).

2 (梁)陶弘景. 古今刀剑录[M]. 武进陶氏景宋咸淳百川学海本. 民国十六年至十九年(1928—1931年). 7.

3 (清)顾祖禹. 读史方舆纪要[M]. 卷七十六. 湖广二. 清嘉庆十七年(1812年)刻本.

4 (清)徐松辑, (民国)缪荃孙重订. 宋会要辑稿·食货三十三[M]. 国立北平图书馆影印本. 民国二十五年(1937年).

5 (明)姚广孝纂修. 太祖高皇帝实录[M]. 抄本.

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10 国家文物局. 中国考古60年(1949—2009)[M]. 北京: 文物出版社, 2009. 364.

11 刘培峰, 李延祥, 潜伟. 技术格局与“大分流”[J]. 自然辩证法研究, 2016, 32(10): 29—33.

12 中华人民共和国文物保护行业标准. 碳十四年代测定考古样品采集规范[S]. WW/T 0042—2012.

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