湖北阳新炼铅遗址群调查与初步研究
摘要：黄石地区先秦矿冶遗址调查在阳新县发现由至少14处遗址构成的炼铅遗址群，第三次全国不可移动文物普查显示其中的13处遗址年代为商周时期。本文对这些遗址的炉渣样品进行了扫描电镜初步检测，结果表明14处遗址皆使用了银山铅锌矿区的伴生有锰砷的铅锌氧化矿石进行还原冶炼，其主产品是含铜的铅及少量黄渣与冰铜，炉渣体系为性能良好的高锰渣。阳新商周时期炼铅遗址群的发现，为探讨商周时期的铅料产地提供了重要的线索。
关键词：冶金考古；炼铅遗址；商周时期；阳新
铅在先秦时期被广泛地用于青铜铸造、明器制作等，出土的各类铅质遗物在各地考古报道中多有体现。早期铜铁矿冶遗址调查与冶炼遗物的科学分析工作已在国内普遍开展，但早期炼铅遗址调查工作尚未得到充分关注。
近年在殷墟刘家庄北地贮藏坑发现了属于第四期晚段的293块、总计3404千克的含铜铅锭[1]，表明铅是作为单独的铸铜原料被使用的。目前所知的先秦炼铅遗物是在河南新郑郑韩故城铸铜遗址[2]、山东临淄齐故城铸铜遗址[3]、铜陵大墩子遗址检出有少量炼铅炉渣[4]。因此对先秦特别是商周时期的炼铅遗址的调查与分析等工作亟待开展。
2020年春节前，在黄石市工业遗产中心、黄石市博物馆和阳新县博物馆的支持下，作者对阳新县白沙镇、富池镇、城北开发区、军垦、陶港镇等地进行矿冶遗址专项调查。调查在前期对黄石地区诸遗址的年代、属性等初步认定的基础上，有意识地对商周时期遗址进行摸底、考察。本次调查发现总计14处遗址存在铅冶炼活动的证据，其中的13处属于商周时期。兹将目前遗址调查采集情况、实验室分析结果与相关研究情况进行整理公布。
一、遗址概况与遗址调查
黄石地区所处之鄂东南是长江中下游铜铁多金属矿带的重要矿集区，阳新银山即为当地重要的铅锌矿区。文献显示该地宋至清时期即设有银冶，产银规模大。例如《舆地纪胜》卷33中介绍，兴国军：银山“在永兴。四环皆山而多产银，因名。有寺曰银山院” [5]。《方舆纪要》卷76，兴国州：银山在“州北十五里。四面皆山，多产银矿。亦名大银山。元时曾采银于此” [6]。此兴国州即为今阳新县。
银山一带地面古代金属物冶炼渣分布多处，虽然有相当一部分己经遭到破坏，但仍有分布成片的炼渣，规模较大，保存也比较完整。第三次全国不可移动文物普查资料显示银山周边有相当数量的商周遗址。
本次调查在银山及其周围共计14处遗址上采集到炼铅炉渣。银山遗址炉渣遗存丰厚，属晚期冶炼遗存。其余13处遗址的前期文物普查均采集到早期陶片、鬲足等商周遗物。具体存在铅冶炼活动的早期遗址分布情况如图一所示。
各遗址具体情况见表一，典型遗址面貌（封三，1、2）及采集样品见图二至图六。
二、样品采集与检测分析
（一）样品挑选
对14处遗址的炉渣等样品进行清洗、拍照、编号，每个遗址根据取样的数量多寡随机挑选出炉渣数量不等的样品进行实验室分析。
（二）实验方法及结果
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，用不同目数（400-2000）砂纸打磨后进行抛光，表面喷碳膜。
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、夹杂物、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，具体样品基体分析结果见表二。代表性炉渣中金属颗粒形貌及分析结果见图七至图一二。为方便起见，各图中叠加了相关检测位置的分析数据。
三、相关讨论
（一）银山矿体组成与矿石主要金属矿物组成
1976年中南冶金勘探公司603地质队对阳新银山进行普查评价，该矿为铅锌氧化矿床（铁锰帽）[7]。2002年，中国冶金地质勘察工程总局603队对矿床储量进行了重算，结果表明矿床由8个矿体组成，长1100米，宽60~280米，面积约0.24平方千米。矿体由氧化铁锰铅锌矿、强氧化铅锌矿、氧化铅锌矿组成。氧化铁锰铅锌矿石占该矿体表内矿石量的13.6%，强氧化铅锌矿占59.3%，氧化铅锌矿占27.1%[8]，黄石市国土资源志（1869-2002）亦有相关记载[9]。由上述情况可知，阳新铁锰铅锌矿中的铅，特别是早期开采的浅层地表的铅矿主要以铅锌氧化矿床形式存在。
地质特征及矿床成因最新研究也表明，银山铅锌矿的浅部矿石类型主要为氧化矿，少量原生矿和混合矿不构成独立的矿石类型。在氧化矿石中，按各类主要元素含量可分为四个工业类型：氧化铁锰铅锌矿矿石、氧化铅锌矿矿石、氧化铅矿石、氧化锌矿石。氧化矿石中铅以硬锰矿、铅矾、白铅矿和砷铅矿形式存在，银主要以自然银形式存在。银山主要矿体中，地表体露头均为含铅锌的铁锰帽，各矿体中矿石主成分类型分别为褐铁矿矿石（Ⅱ号矿体）、氧化铁锰矿石（Ⅱ号矿体）、氧化铁锰铅锌矿石（Ⅲ号Ⅳ号Ⅴ号矿体）、氧化铅矿石（Ⅲ号Ⅳ号Ⅴ号矿体）[10]。
（二）阳新炼铅遗址冶炼技术
前述地质矿产文献显示银山矿区浅层矿石为氧化铁锰铅锌矿石。表二中炉渣基体当中的锰含量较高，平均在30%左右，正说明诸遗址冶炼所使用的矿石来自银山矿区。
表二中绝大部分炉渣属于硅铁锰系炉渣，只有两个炉渣含较高的钙。大部分炉渣在硅铁锰渣系图中（图一三）标识，都落在低熔点区，显示冶炼约在1150℃~1250℃之间，说明其技术水平较为稳定，冶炼能够在一个理想的冶炼温度区间内进行。
渣中典型的含铅金属颗粒成分检测，发现大部呈熔化状态的圆形金属颗粒主成分为铅，其中多含有砷、铜、锑等，如图七中的4分析区、图一二中2分析区都出现了铜，图一一中2分析区含有锑。前述地质矿产文献已显示银山矿石中含有铅硬锰矿[Pb(Mn4+6Mn3+2)O16]、砷铅矿[Pb5(AsO4)3Cl]。有部分形状不规则含铅颗粒应是矿物残留。如图九中的3、5分析区，应是铅硬锰矿的残留；图一〇的1、2分析区，图一一的1、3分析区应是砷铅矿的残留。炉渣中大量的这些含铅金属颗粒和矿物残留经过进一步冶炼、沉降汇集到炉底，就是冶炼的产物。根据上述现象，结合近现代冶炼含砷铅矿的实践[12]，可以判断阳新这些炼铅遗址的主要产品是含有一定铜砷的粗铅，以及少量由砷锑铅等组成的黄渣与高品位冰铜。冶炼产物从炉口放出以较快的速度凝固，依密度高低会出现分层现象。最底层是含铜的粗铅，其上是饱和了高品位冰铜的黄渣，最上层是饱和黄渣的高品位冰铜，此三者的比例可能因不同炉次入炉矿石成分波动而多寡不一。
冶炼所获粗铅可能直接作为产品输出，也可能通过精炼可除去部分铜砷再输出。黄渣及高品位冰铜可通过焙烧脱除砷和硫，再返回还原冶炼工序回收其中的铅铜。鉴于长江中下游商周遗址，包括大冶香炉山遗址等诸多遗址都发现有冶炼砷铜的现象[13]，不排除阳新炼铅遗址产出的黄渣等也可能直接作为冶炼砷铜的配料输出。
四、进一步工作展望
阳新炼铅遗址群的发现和初步研究填补了中国商周炼铅遗址研究空白。目前的发现虽具相当规模，但可能只是冰山一角。鄂东地区不仅仅只有阳新银山一处铅矿，初步检索地质矿产资料显示至少在阳新、大冶、武穴、黄梅等市县还存在多处铅矿（见表三），部分矿区如大冶鸡公山有明显的开采冶炼遗迹。在阳新银山矿区商周时期较大规模开发的背景下，表三中诸矿在同时期是否得到开发，值得进一步深究。作者等将继续开展银山矿区周边及其它县市的炼铅遗址的调查。
针对本文述及的阳新炼铅遗址群，作者等也将继续开展科学年代、同位素及微量元素测定工作，配合殷墟等铸铜遗址发现的铅锭的同类工作，为揭示其产品流向提供科学论据。
附记：本文属“考古中国”重大项目“长江中游文明进程研究（夏商周时期）”、黄石市工业遗产保护中心与北京科技大学合作项目“黄石古代工业遗产调查”成果。
（作者：李延祥、逄硕、马鹏，北京科技大学科技史与文化遗产研究院；程军，阳新县博物馆；曲毅，黄石市博物馆；崔春鹏，国家博物馆；夏鹏、胡新生，黄石市工业遗产保护中心。另此处省略注释，完整版请查《江汉考古》2021年第2期）
责编：段姝杉
审核：方 勤
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