邢雅晨【特别关注】2016年全国十大考古新发现——桂阳县桐木岭遗址考古发掘-人文湘南

邢雅晨4月12日，考古界一年一度的“奥斯卡”——2016年度全国十大考古新发现揭晓。桂阳桐木岭冶炼遗址从25个候选项目中脱颖而出，成功当选。这是郴州地区自1990年以来考古项目首次入选全国十大考古新发现。

桐木岭遗址全景图
一、起因
桂阳县有一群文史工作的业余爱好者，一直默默地开展桂阳矿冶调查工作，通过多方联系，于2015年9 月促成由湖南省文物考古研究所与北京大学考古文博学院组成联合考察队，对桂阳县古代矿冶遗址进行调查，发现冶炼遗址众多、规模巨大、冶炼金属种类各异。为此，2016 年7 月至11月，湖南省文物考古研究所联合北京大学、中国科学院自然科学史研究所、郴州市文物处、桂阳县文物管理所等单位对桂阳县境内14 处大型古代炼锌遗址开展了专项调查，并有针对性地对桐木岭遗址和陡岭下遗址进行了主动性考古发掘。
二、桐木岭遗址
位于桂阳县仁义镇大坊村炉沙坪组和浩塘镇桐木岭村交界处，东距桂阳县城12.9 千米，遗址沿山脊和山坡而走，遗址面积约11 万平方米。挑选靠近山体的下方一大平台进行发掘，台面略呈三角形，东西长度约100 米，南北长度约50 米，面积约5000 余平方米，炼渣堆积的山体斜面高度达30 余米。通过调查勘探，此台面上保存多处冶炼作坊遗迹。为了解冶炼场址的布局和结构，对该台面进行了整体发掘，发现在此台面上呈“品”字形分布有三个区域，即一个矿石焙烧区和两个矿石冶炼区。
1.矿石焙烧
两方面的原因：一为脱硫，炼锌的矿石是硫化矿，如果不脱硫，会影响到后面炼锌过程；其二，矿石要变成碎颗粒，直径在一厘米左右，经过火的烤烧，使用热胀冷缩的原理，矿石会自然分解，再次经过捶打，自然就成需要的颗粒。郴州区域锌矿石属于硫化矿石，与重庆那边的矿石不同，也就在冶炼过程中多出这道工序。
焙烧区位于山体的南部，呈椭圆形，东西长55 米、南北宽20 米，面积约1100 平方米，焙烧区内共有6 条焙烧台依地形有序分布，每个焙烧台由4 或8 个圆形焙烧炉一线排开。以一号焙烧台为例，其位于遗址台地西南部边缘，呈长条形土堆状，由燃烧后的煤饼加红色黏土掺杂少量废弃的坩埚堆筑，长12米、宽3.4 米、残高0.8 米，整体保存较好。焙烧台共有8 个焙烧炉排成一排，焙烧炉都为圆柱形，大小相近，炉口部长直径约0.9 米左右，坑壁较直，底部平整，在炉室南部有一通风口。炉壁有烧结痕迹，部分炉室内部可见摆放整齐的燃烧后的煤饼堆积。上世纪六十年代，贵州土法炼锌中，对于焙烧有这样的记载：“先在炉条上铺放一层引火木材，木材着火后放烟煤，到燃烧旺盛时，开始一层矿石一层煤的装料，一直装到炉顶。”与此地焙烧方式应该有相同之处。
焙烧区设置在平台的南部边缘处，通风口多朝向边缘处，利于通风，更易于脱硫。同时在焙烧过程中，可在此区域同时间的大规模进行操作，也避免对人体伤害。焙烧后的矿料运送至冶炼区冶炼，在此山体平台上可分为两个冶炼区域，第一冶炼区位于台地的东部，与第二冶炼区之间有一长条形小山包隔断，形成两个相对独立的冶炼区域。

槽形炉
2.矿石冶炼（第一区）
第一冶炼区域大体呈圆角长方形，长55 米、宽25 米，面积约1300 平方米，在该区域中槽形炉保存最为完整。这个冶炼区以槽形炉为主体，分布着数量众多的不同形状的坑，如储料坑、搅拌坑、和泥坑等，还有精炼灶、堆料区、碎料区、环形护围、柱洞等遗迹，在其旁边有对应的房屋设施。
槽形炉位于第一冶炼区的东北部，呈长条形，长20 米、宽1.8 米，被一长2.04 米的缺口分成东西两段，其中西段炉体保存较好。槽形炉由炉床和炉室组成，炉床为黄色黏土夯筑，下宽上窄呈梯形，表面平整，在其上修筑炉室。炉室从下到上可分为通风口、炉下室（由炉栅间隔）、炉上室三个部分。通风口呈两侧对称与炉下室相接，通风口的宽度9～11 厘米、高度8～9 厘米、长度为0.45 米。炉壁保存最完整处高度为60 厘米，每个炉栅与炉壁组成的炉下室单元格长34～37 厘米、宽9～11.5厘米。炉下室两端放置的两块煤饼，中部填以散煤，在煤饼之上放有一垫饼。炉栅高28 厘米，宽4～5 厘米，炉栅平面上可见3 个放置坩埚的燃烧接触的印痕。
槽形炉西端有一方形灶，长1.2 米、宽1 米，保存高度0.83 米。灶上部为“凹”字形，中间部分有一近圆形灶孔，直径25 厘米，灶孔之下为火膛。根据灶的位置，结合相关资料，推测灶的功能是对粗炼锌加热熔解提纯，最终浇铸成锌锭。当炉火未完全熄灭的时候，打开坩埚上方的铁盖，有专用的铁勺子，舀出锌液，倒入灶台的铁锅中。此时的铁锅也正处在温度较高时，锌液再次融化，杂质会沉淀，再次用铁勺舀出锌液，倒进准备好的锌锭的模子中，冷却好取出，就成锌锭。
围绕在槽形炉周围，有一残废坩埚垒筑的护围，平面呈较为规整的椭圆形，护围东西长24 米，南北宽7 米。在槽形炉的南北两侧有柱洞遗迹，柱洞分布有序，南侧可见三排，北侧可见两排，顺槽形炉水平分布，部分柱洞内还留有木柱残骸。从这些柱洞的分布可知，槽形炉之上还搭盖有炉棚，用原木当支柱，应为两面坡屋顶。
在方灶台西端外侧有一堆黑色的原料，呈自然的坡状堆积，垂直高度1.1米，堆积半径1.6 米，里面包含直径大小不一的煤和矿料，直径约在1～4 厘米之间，经便携式光谱仪测试，含锌量较高，推测为此处应该是堆积配好的原料。
在槽形炉的南侧作坊区内，分布着各种人工修筑的坑，按大小、形状、结合坑内堆积，分为储料坑、搅拌坑、和泥坑3 种。如8号储料坑位于槽形炉西段的南侧，平面呈不规则圆形，直径约2.2 米，深度0.65米，坑壁较为规整，坑内为黑灰色沙状堆积，经检测其主要成分是碳酸铅和硫化锌，应是经洗矿后收集的精矿堆积。9 号坑与8号坑相邻，平面呈椭圆，长0.75 米、宽0.42 米、深度0.35 米，坑呈锅状，坑底部有黄泥堆积，推测为小型和泥坑。一号搅拌坑位于南侧作坊区中部，平面呈长方形，长1.4 米、宽1.2 米、垂直深度为0.3 米。坑成撮箕形，坑底呈一斜面倾斜下降，坑壁和坑底都经硬化处理，较为规整。坑内堆积为灰黑色矿物堆积，经光谱仪对坑内堆积物的检测，铁、锌含量较高，结合该坑的形制和堆积物，推测该坑为搅拌坑，其功能是将矿料、还原煤等其他添加物搅拌均匀。
在遗址中出土了一系列冶炼工具，包括坩埚、冷凝器、冷凝兜、冷凝盖、垫饼、精炼锅。数量最多的是坩埚，坩埚为直筒形，一般为口径6 厘米、腹径8.6 厘米、底径7 厘米、高度32 厘米左右。出土一件冷凝兜，呈圆饼形，边缘处有一小口，直径4.6 厘米、厚1.2 厘米。出土的一件较完整冷凝器呈漏斗形，上大下小，上口径11.3厘米、下口径5.8 厘米、长15.2 厘米，内部存留一冶炼后的粗锌块，粗锌块呈锥状，上宽下窄，为粗颗粒状凝结，颗粒粒径大小在2～7 毫米之间，整体为灰白色。冶炼时候的坩埚由四部分组成，分别是坩埚、冷凝器、冷凝兜、冷凝铁盖。坩埚和铁盖是从别处定制运输到此地。冷凝器是场地中制作的，可能分两步，第一步是利用当地红土和尾矿砂混合而成，制作成片状的有规律的薄饼；第二步，是在坩埚口部套接一个喇叭形的模子，模子上抹泥水，把薄泥饼糊在模子上，弄好后，取出模子并阴干。冷凝兜应为模子制作，同冷凝器一样的泥土，模子制作才能符合大量的需要。冷凝器和冷凝兜阴干后，就可以装原料进入坩埚内，待装后放置在炉珊上。冷凝盖盖在冷凝器上。
通过对各种遗迹遗物分析，基本复原炼锌工艺流程。大致有以下几个步骤：首先将冷凝器和坩埚套接好，并制作好冷凝兜，还要把槽形炉垒砌和装好煤饼，同时将锌矿焙烧后运至槽形炉冶炼作坊，将锌矿打碎和煤混合放入坩埚；接着在坩埚口部放置一冷凝兜，放置在槽形炉的炉栅之上；再在冷凝器上盖一圆饼状冷凝盖，用黄泥将收集器和冷凝盖封好，以碎煤和制作好的煤饼填充至坩埚之间的缝隙内；点火后，锌矿受热达到沸点（908°），变成蒸汽上升至冷凝铁盖，与冷凝铁盖后成液态落在冷凝兜上，用铁勺舀至铁锅内；再次在精炼灶上熔炼提纯后，倒入模子铸成锌锭。
本次除发现以炼锌为主的遗存外，还发现冶炼铜、铅及有可能提炼银的遗迹、遗物。在第一冶炼区西北部发现有两个冶炼23号和24号坑，坑一大一小，都呈圆形，相距25 厘米，应为冶炼灶。23号坑直径0.45 米，深0.34米，坑壁不甚规整，坑口旁有较多铜绿色矿渣堆积，颗粒直径一般在1 厘米之下，经便携式光谱仪检测铜元素为26%。24号坑直径0.8 米，深度0.4 米，在其南侧部有一通风口连通，在通风口部位出土有一件风箱堵风板，呈圆形，周边磨损，中部有一圆孔。对24号坑炉壁进行检测，发现通风口部黑色部位含铅元素为39%。另外在其周边发现大量的浅灰色块状和锅底状炉渣，表面有波纹。经检测炉渣主要物相为铁橄榄石，以及少量的纤锌矿和方铅矿，判断为炼铅炉渣。
槽形炉配有对应的房址建筑，如房址F2 位于第一冶炼区西部的地势较高位置，平面呈方形，长4 米，宽3.7 米。四面墙体用坩埚和黄土混合垒筑而成，墙体可见5 层坩埚，高度0.5 米。房内中心部位有一灶，长0.88 厘米，宽0.7 米，深度0.38 米，由灶台和火膛组成，上部灶台为圆环状，由红色黏土修筑，直径为0.65 米，中间灶孔直径0.20 米，灶台高出地面9 厘米，台面平整，在灶旁出土有一带把小砂锅，推测该灶可能有提炼银的功能。
3.矿石冶炼（第二区）
位于台地的西南部，由3个槽型炉为主体的冶炼作坊组成，其中2号槽形炉与3号槽形炉呈水平关系，4号槽形炉与3号槽形炉呈垂直关系。3 条槽形炉在空间布局上有规律且有道路路面相连接，因此可以作为同时期的遗迹。每个槽形炉作坊的结构、形制、大小与第一冶炼单区槽型炉的结构基本相同，都有相应的配套遗迹如坩埚护围、储料坑、搅拌坑、和泥坑、精炼灶、房址等。在3号槽形炉的西南部可见明显坍陷，据调查或许与近现代在该山体下部采煤有关。
在房址和作坊区主要出土了一些日常生活用具，包括青花碗、青花盘、陶壶、陶罐、陶盆、陶缸等，另有少量的乾隆通宝和嘉庆通宝钱币出土。
三、意义
1.规模和时间
调查中发现各遗址点的面积都在数万平方米以上，规模庞大是一个主要特点，炼锌是主要的，还冶炼铅、银和铜，是该区域矿产性质所决定，都属于伴生矿石。此次发掘中发现以炼锌为主兼炼多金属的冶炼工艺流程，是全国首次发现。就发掘区域内出土青花瓷碗和钱币看，年代在清代中期，主要为乾隆年间。在调查中发现有不同类型的坩埚，以坩埚类型区别年代，腹部较大、矮胖的坩埚可能到明代中晚期，在明末宋应星《天工开物》中有此类矮胖坩埚的图片。规模大与史料中有对应，清代白铅就是锌，史料中多以白铅的说法。《清朝文献通考》卷三十载中清康熙认为：“有矿地方，初开时即行禁止仍可。若久经开采，贫民免办资本，争趋觅利，借为衣食之计，而忽然禁止，则已聚之民，毫无所得，恐生事端。”但不是绝对禁止，是在有条件开采。清雍正朝依然如康熙朝封禁中开采。到清乾隆时期，开采开始盛行。林荣琴《清代湖南的矿业》通过对郴桂矿产的抽税得出各个时期的产量，康熙五十八年（1719）桂阳州黑白铅产量约61万斤；雍正五年（1727）郴州黑铅产量在14万至15万斤左右；雍正十一年（1733）郴桂两州黑白铅产量在25至30万斤左右；乾隆十一年（1746）桂阳州黑白铅年产量约125万斤；乾隆十四年（1749）至二十九年（1764）间铸币机构京局需要每年黑铅70.571万斤，需从湖南提供，主要是郴桂两州供应，分桂阳州每年需46.7万斤，而郴州每年需23.35万斤；嘉庆五年（1800）郴桂产量4万至5万左右。嘉庆六年产量在3.4万斤；道光元年（1821），桂阳州白铅产量5.8万斤。从中可以看出在清朝时期郴桂二州当时冶炼规模，康乾时期达到顶峰，嘉道时期开始衰落。提供如此多产量，说明郴州区域内铅锌矿床有89个，足以满足当时开采，主要分布在桂阳、苏仙、北湖、临武等县，大中型矿床有黄沙坪、宝山、香花岭、铁屎垅、东坡—玛瑙山一带的铅锌矿床，小型矿床有泡金山、香花岭、大坊等。1988年末，累计探明铅锌矿储量360万吨。在这些矿床分布地区都有清代冶炼遗址存在，因此当时在郴州区域开采铅锌矿足以供应宝南局铸钱需要。
2.就煤原则
冶炼遗址均位于有煤矿分布的区域，是将矿料运输到埋藏有煤矿的山体进行冶炼，符合“移矿就煤”的原则。明清时期，冶炼开始采用煤作为原料。明徐霞客到资兴，“程乡水西入耒江，其处煤炭大舟鳞次，以水浅尚不能发”，煤炭通过水路外运。湖南划分有9个煤田，郴州区域内有2个煤田：郴耒煤田和资宜煤田，多是无烟煤。桂阳区域煤矿属于郴耒煤田，分布在荷叶、正和、方元、浩塘、樟市等，埋藏较浅，挖掘地窖时都有可能出煤，容易提供冶炼所需的煤炭。郴州作为湖南煤炭重要区域之一，煤炭资源9.79亿吨，其中无烟煤3.96亿吨，形成清代重要的产煤区，由于冶炼需要，郴桂煤炭开采较少出现封禁。煤炭储藏多少会影响到冶炼过程，到清嘉道时期，铅锌冶炼规模较小，受当时技术限制，难以靠人工开采提供冶炼需要的煤炭。民国初期开采煤矿均为手工采掘、黑硝放炮、竹筒抽水、自然通风、油灯照明、人力拖运、匍匐爬行，清代也差不多这种开采方式，限制向深度开采，制约冶炼需要的煤炭。
3.完整的炼锌链条
发现多种的炼锌设施设备，完整揭示出炼锌技术链条，完善和补充明末宋应星的《天工开物》记载。尽管中国是世界上最早掌握炼锌技术的国家之一，但因其冶炼复杂，出现时间较晚，长期以来，由于缺乏考古发掘实物资料支撑，极大地限制了我国古代炼锌技术史的研究。上世纪80年代，冶金专家对云南和贵州的土法炼锌开展系统的调查，慢慢走进大家的视野之中，也加深对古代炼锌技术的认识。重庆市文化遗产研究院于2004年、2005年、2011年三次对丰都、石柱等地的炼锌遗址进行调查、发掘工作，才真正揭露出明清的炼锌情况，对研究该时期炼锌技术有了重要证据支撑。与重庆炼锌遗址相比较，最大不同在于焙烧，发掘的多个成排圆形焙烧炉填补了我国炼锌技术史研究的一项空白。重庆炼锌遗址中的槽形炉与桂阳桐木岭遗址中不同，特别是炉内部两壁是向内倾斜，同时槽形冶炼炉是迄今为止国内发现保存最为完整的炼锌炉，伴之出土的一系列炼锌遗迹与冶炼遗物，对于完整复原古代炼锌术将起到非常关键的作用。
4.清代币材之地
本次调查、发掘桂阳炼锌遗址数量较多，规模庞大，推测当时的冶炼场址都带有一定的官方管理、私人冶炼抽税的性质。这样的管理方式，更利于大规模冶炼活动的开展，从而才冶炼出更多的锌原料，供官府铸造钱币。郴州矿产资源作为铸币材料，从唐代就开始。唐代的桂阳成为桂阳监铸币的来源地，元和三年（808）朝廷在郴州置两炉铸钱，每年铸钱7000贯，明确矿源来自平阳和高亭两县交接地方，有古铜坑280多井，在《旧唐书·食货志上》对此记载较为详细：“元和三年五月，盐铁使李巽上言：‘得湖南院申，郴州平阳、高亭两县界，有平阳冶及马迹、曲木等古铜坑，约二百八十余井，差官检覆，实有铜锡。今请于郴州旧桂阳监置炉两所，采铜铸钱，每日约二十贯，计一年铸成七千贯，有益于人。’”宋代桂阳监成为最大银业场所，冶炼、开采在《太平寰宇记》《元丰九域志》等书中皆有记载。大约在景祐（1034—1038）前后，桂阳监的银矿业达极盛。元丰年间桂阳监银年产量的原额为20732两，元丰元年仅收875两，不及原额的十分之一，可见元丰年间（1078—1085），桂阳监银矿年产量急剧下降，接近衰竭。终明一代，明政府采取消极的矿业政策。明末的“矿税之祸”，摧残了湖南各地的矿业开发，负面影响到清代，南部郴州、桂阳州一带的银矿业所受其害尤为严重。明清时期，由于长期开采，郴州一带某些矿产资源已经枯竭，导致矿坑大量废弃。由于从明中期开始，改变数千年铸造青铜钱的做法，变成黄铜钱，铸造时需要加入锌才能完成这个历史性的变革。明中期以后炼锌术盛行，到康乾时期达到最高潮。清康熙在湖南长沙设置铸币机构宝南局，到乾隆二十三年（1758）共有钱炉20座，每年可铸钱币9.6万串钱，再到二十四年（1759），加铸钱币，在上一年基础上又多得8.479万串钱，需材料中铜78.48万斤、白铅（锌）60.1384万斤、黑铅10.224万斤、锡3.1392万斤。白铅、黑铅、锡都有郴桂两州提供，但郴桂当时产量并没有完全达到要求，还需要输入贵州铅和广西白铅。目前，发现的桂阳大规模的炼锌遗址就是为了满足当时政府铸币的需求应运而生的。
郴州地处湘粤交通重要节点上，是海上丝绸之路的延伸地之一。1877年，德国地质地理学家李希霍芬在其《中国》一书中，提出“丝绸之路”的概念，此人到过郴州，并且对矿产进行过考察。郴桂产的矿产不仅供应宝南局（长沙）和京局（北京）铸钱，还提供给福建，乾隆十年（1745）福建巡抚周学健差员来湖南采买白铅供铸。郴州借助广州这个“海上丝绸之路”的重要口岸，直接或间接与国际市场体系接轨，运到日本，吴震方《岭南杂记》载：“白铅出楚中，贩者由乐昌入楚，每担二两，至粤中市于海船，每担六两，海舶至日本。”矿冶的发展，为当地的商业贸易开辟了更大的市场，也使得郴州融入“海上丝绸之路”。该遗址作为具有代表性的郴州矿冶遗址，目前处在回填保护之中，但就开发和利用还需要一段很长的路线。为了更好的发挥郴州矿冶遗址的研究和利用作用，带动本地文化迈入新的征程，对于本地甚至湖南来说，矿冶研究都是刚刚起步，需要做的事情很多，才能完成专家学者期待的结果。在《桂阳矿冶遗址考古发掘专家座谈会会议纪要》（2016年11月8日在桂阳举办矿冶遗址发掘专家座谈会）中，中国社科院考古研究所原副所长白云翔先生在会上中肯的说了三点意见：
第一，田野考古工作要进一步的深化。如桐木岭遗址中不同遗迹单元间的相互关系、多金属冶炼的先后关系、焙烧炉的焙烧过程和性质问题等，都需要深入探讨。
第二，做好规划，扎实推进。采矿、冶炼、产品使用是一个产业链，需要在产业集群的视野下进行观察和思考，要在搞清楚发掘点的基础上进一步扩展，做好长期的规划，进一步开展多方面的调查研究，以取得进一步的突破。
第三，文物保护问题，是当前面临的一个紧迫任务。建议采取修建保护棚的方式进行临时性的保护，尽快启动相应的遗址保护、利用、展示规划的编制工作和遗址保护级别的提升工作。功成不必在我，但要只争朝夕，当地政府要重视，各部门要协调并积极落实相应的责任，共同把考古研究和文化遗产保护工作做好。
（图片来源：网络供图）