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在沒有金屬探測器的古代,要怎么找礦?

   2022-10-21 11470
導讀

在中國上下五千年的悠長歷史中,聰明勤勞的中國人于自然中汲取了許許多多的資源用以繁衍生息。中國對于礦產的開發很早,經過石器時代后,中國就進入了青銅器時代,開啟了中國金屬礦產的開發利用歷史。這些金屬的利用

在中國上下五千年的悠長歷史中,聰明勤勞的中國人于自然中汲取了許許多多的資源用以繁衍生息。中國對于礦產的開發很早,經過石器時代后,中國就進入了青銅器時代,開啟了中國金屬礦產的開發利用歷史。這些金屬的利用,不僅大大提升了中國人民的生產力,改善無數人民的生活,更是為后人留下了無數精美的文化瑰寶。像四羊方尊、司(后)母戊鼎等令世人驚嘆的青銅器,還有千百年后依舊劍鋒凜冽的越王勾踐劍、保家衛國的鋼鐵火銃,都是中國人對金屬礦產的開發利用成果。

中國對于金屬礦產的開發自夏代晚期開始,彼時的中國進入了青銅器時代。商代對于青銅器的利用規模更是達到鼎盛,青銅手工業也因此得到了極大的發展。進入春秋時期,中國已經擁有了相當發達的采礦技術和冶鑄工藝。除了銅礦的開采外,鉛和鋅作為組成青銅合金的重要金屬也得到了開采和發展。戰國時代后,中國從青銅時代邁向了鐵器時代,這時候鐵礦開采的規模越來越大,生鐵所鑄的鐵器逐漸融入到千家萬戶的生活中。另外,對于一些貴金屬如金、銀等,人們對這些金屬的開發利用也從很早就開始了。當然,如此多種金屬的開發利用,離不開古人的找礦探礦經驗。

在各種探礦理論中,最為著名的是戰國時期的《管子·地數篇》,其中對于鐵、銅、鋅、鉛、金、銀、汞七種金屬礦產的勘探有了系統性的總結。書中提到“山,上有赭者,其下有鐵;上有鉛者,其下有銀;上有丹砂者,其下有金;上有慈石者,其下有銅金。此山之見榮者也”以及“上有陵石者,下有鉛、錫、赤銅”。隨著我國對礦產研究日益深入,夏湘蓉等老一輩礦產地質學家將《管子·地數篇》的找礦經驗總結為六條口訣,稱為“管子六藝”,分別是“上有赭者下有鐵;上有慈石,下有銅金;上有鉛者下有銀;上有丹砂下有金;上有陵石下有鉛、錫、赤銅;上有銀者下有鉛”。在漫長的探礦過程中,這六條探礦口訣為我國的礦產勘探提供了諸多指導。

上有赭者下有鐵

這里的赭石指的是赤鐵礦(FeO),古人發現當某地上方出現紅褐色的赤鐵礦,下面就會出現大型鐵礦。這里的鐵礦通常是指矽卡巖型鐵礦,我國著名的大冶鐵礦就是這一類型的鐵礦。在成礦時,熾熱而富含鐵元素的礦漿侵入碳酸鹽巖中而生成鐵礦石。在主要成礦期可以出現大量磁鐵礦礦石,而在后期過程中形成黃鐵礦和菱鐵礦等礦石。當然,這里的赭石也就是赤鐵礦可能是在成礦期伴生的,但更有可能是各種鐵礦石由于后期的風化作用而形成赤紅色鐵礦石。在大型的鐵礦中,高品位的鐵礦石暴露于地表后被風化形成赤鐵礦,而古人在找礦時就根據這些出露的赭石尋找下面富集的鐵礦石。

上有慈石下有銅金

慈石也就是我們現在所說的磁鐵礦,由于古人發現磁鐵礦可以吸引許多鐵磁性礦物,因此認為它有母性之仁慈,所以叫它慈石。這一口訣往往指斑巖型銅礦。斑巖型銅礦的發育與氧逸度密切相關,在成礦早期,氧逸度適合銅、金兩種金屬的成礦。而在晚期,氧逸度已經不適合成礦時,就會有磁鐵礦的出現。因此,當廣泛出現磁鐵礦時,其下部很可能有銅、金等礦物的出現。

上有鉛者下有銀

這里的鉛主要是指方鉛礦,而銀則是自然銀或輝銀礦。這里提到的自然銀雖然是次生的,但也往往與輝銀礦伴生,賦存于鉛銀礦床的氧化帶中。而原生的輝銀礦則是中、低溫熱液礦床中的常見礦物,這種礦床同時也發育方鉛礦的礦石。方鉛礦與輝銅礦在成礦過程中緊密聯系,經常見到二者連生。古人對于這點的認識也尤為深刻,“鉛乃銀之母,銀乃鉛之精也”,雖然二者的形成可能并不能相互促進,但是不難看出這兩種礦石緊密的共生關系。

上有丹砂下有金

這則找礦口訣就不太適合現在的探礦了,丹砂和自然金兩種礦物通常分別存在于各自的原生礦脈中,極少數可能有共生關系。然而,古人對于汞和金的成礦研究并不成熟,當時的汞礦和金礦都以砂礦為主,因此會出現汞和金共生的砂礦床,所以在當時根據這條口訣在當時找礦還是比較準確的。當然,從目前的研究來看,卡林型金礦也有自然金與辰砂伴生的現象,但是考慮到這種礦床主要產出微粒自然金,以古人的技術應該還不足以開采這種類型的礦床。

上有陵石下有鉛、錫、赤

這里的陵石對我們來說是一個比較陌生的名字,而在《太平御覽·地部三》將陵石引為綠石,經過后期學者考證為孔雀石。這條口訣不僅僅適用于以鉛為主的鉛鋅銅多金屬礦床,也適用于與銅、鉛、鋅共生的錫礦床和赤銅礦礦床。這些礦床因為富含硫化物、氯化物和銅離子,所以在表生風化過程中,會形成一些孔雀石。當然“上有陵石下有錫”和“上有陵石下有赤銅”這兩種情況也是古人根據實際探礦現象總結出的經驗。

上有銀者下有鉛

這一條口訣看起來是和第三條完全相反的結論,但其實在古代采礦中的應用也十分廣泛。這種上面含銀而下面為鉛的關系,實際上并非指一個礦體中兩種金屬礦產的垂直分布關系,而是這兩種礦產分別賦存于兩個不同時代的地層中空間的上下關系。

“管子六藝”為中國古代找礦探礦提供了扎實的理論基礎,當然,除了《管子·地數篇》,我國歷史上還有非常豐富的找礦探礦經驗。在不少史料的記載中,當時的人們已經對巖層與礦床的關系有了比較明確的認知,通過頁巖尋找煤礦等經驗運用尤為廣泛。

當然除了找礦外,中國古代也有著同樣發達的采礦技術。這些領跑于當時世界的技術是中國古代勞動人民智慧的結晶。從古至今礦產資源都是一個國家的寶貴財富,如何開發利用好這些自然瑰寶,需要一代又一代地質人的不懈努力。


 
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