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铁矿的初识与使用

铁矿石在自然界中分布广泛,但是当人类开始使用它时,只利用了赤铁矿的颜色。由于对红色的崇拜,将它作为装饰品的涂料,还把它撒在尸体的旁边,以实现某种仪式。这表明原始人已经有了新的想法,地球的物质不仅可以为生者服务,也可以服务于死人,灵魂不朽的概念应运而生。有人统计,旧石器时代,包括赤铁矿,原始人已经熟知了13种矿物和岩石。

到了新石器时代,生产技术发展最显著的就是石器与陶器。河南渑池仰韶村和西安半坡遗址发现以粘土为原料,用红色赤铁矿或铁赭石与黑色铁锰氧化物为着色剂烧制彩陶,彩陶用红色与黑色两色绘画。后来随着古人对自然铜的认识,对铜冶炼技术的逐步提高,对铁矿石的使用便开始发生了改观。

从夏商周至春秋末期,这一期间,已经开始使用孔雀石炼铜,用铅锡配置青铜或制造铅器锡器,并开始利用陨铁与磁铁矿等金属制造青铜器物。河北藁城台西村发现的铁刃青铜钺,其刃便是由铁陨石锻造而成,还出现了用高岭土烧制的硬陶、白陶和釉陶以及已经达到瓷器标准的青釉(郑州二里岗),而河南安阳殷墟的炼铜遗址中曾发现重达18.8千克的孔雀石矿石,其中便混有赤铁矿。这里还要重点强调的是,西周时期出现了釉瓦,其烧制的温度可以高达℃左右,为以后炼铁技术的形成创造了先决条件。

虽说许多学者都试图确定铁器冶炼的确切时间,但都没有一个让人满意的答案。而三代以后的春秋时期,考古发现已经有了大量铁器的存在。到了战国时期,由于大量用铁,即已进入了铁器的时代,所用的原料包括了褐铁矿、赤铁矿和磁铁矿。而当时生产的展性铸铁早于欧洲两千年。而这一时期的青铜器也向着质地轻薄的精致化方向发展。

磁铁矿除了做冶炼铁之外,对其磁性的应用更早一些。根据宋代刘恕《通鉴外纪》,皇帝战蚩尤于涿鹿时已经用指南针,时间在三代以前,到了秦始皇修阿房宫,用天然磁铁做门卫预警装置。在《山海经·北山经》中磁石(磁铁矿)条下提到:“可以巳(治)聋”,说明磁铁石在春秋战国之间已经开始用于药物,这大概是炼金术的开始时期。另外西汉时期刘安在《淮南万毕术》中提到:“白青(水胆矾)得铁则化为铜。”这一时期古人对矿物的生成理解大约开始有了化学的意味了。

由此可见,铁矿石的应用不是偶然性的,也许在古代人们开始认识铁的时候,由于其质地的原因阻碍了古人对其的开发,而只能运用其进行染色,当然随着冶炼铜的发展以及烧制陶瓷技术的提高,铁的冶炼自然水到渠成。

铁矿的地域分布与采铁记载

我国古代最早记载矿物资料的是《山海经》与《尚书·禹贡》。《尚书·禹贡》记述金属矿物6种,非金属矿物与岩石12种,合计18种。除了“球”、“琳”两类未出现于《山海经》的玉石名称以外,其他岩矿名称大都一致。其中也记载了一些关于铁矿的分布,如梁州(秦岭以南至四川、滇中)的“厥贡璆、铁、缕、砮、磐。”所以就矿物知识看,《禹贡》比不上《山海经》详细。《古今刀剑录》中:“孔甲在位三十一年,以九年岁次甲辰,采牛首山铁铸一剑,名曰‘夹’。”《职方》、《史记·货殖列传》等也都有矿物地理的内容,如《史记·货殖列传》:“南则巴蜀……地饶……丹砂……铜……铁。”这里记载了铁矿物原料的区域分布。但就矿物性状描述的详尽程度、分布的广泛性、矿物类型的丰富性等层面而论,以上历史文献对于矿物资料的记载,都无法与《五臧山经》相媲美。

《山海经》共十八卷,被分成三大部分,即大荒经、海经以及五臧山经。其成书年代存在一定差异,约在春秋末年,《山海经》便已成书,其余两部分后来才相继补成。《山海经》分别以山列、河南西部山岳为线索、中心(中山经),采用提纲式的方式,叙述了全国疆域的经济地理以及自然地理,其山脉共记座,被划分成26列。此书对山岳的距离、方位与走向;湖泊、沼泽以及河流的流向与源头;动植物的形态、性质以及医药保健功效;矿物岩石的色彩、光泽、硬度、透明度、磁性、产地以及感觉性质、敲击声音、构造;地形、气候以及神话传说等内容进行了记述。初步数据统计结果表明,《山经》中收录并记载的89种矿物涵盖了功能作用、形态特点以及矿物分布层面,保存了大量的古代矿物学的历史资料,其中蕴藏着丰富的分类和分区思想,把矿产划分为金、石、玉、土四大类,这是世界上最早的一个分类。

《五臧山经》中记述了13种金属矿物,分布在多处不同的地方。这13类金属矿物相应为:白锡、锡、青铜、铜、银、赤金、金、赤锡、铁、赤铜、美铜、白金、黄金。此类名称可用于指代已提炼出的金属或金属矿物。由于早在0多年前,古埃及便能炼金,并可制作出精美的工艺品,而在当时,我国便已出现青铜器并能初步制作铁器,因此,炼金也应不成问题。《五臧山经》之时,我国便已迈向铁器时代,铁可细分为磁铁与普通铁。《五臧山经》中,有37座出产铁矿的山岳。需要说明的是这仅是当时铁矿产分布的一部分,然而在《五臧山经》的结论中说道:“出水之山者八千里,出铁之山三千六百九十……得失之数,皆在其内,是谓国用。”

《管子·地数》中也有“出铜之山四百六十七山,出铁之山三千六百九山”一样的表达,显然《五臧山经》中所记载的矿产的地理分布情况,不过是为了反映时人对于矿产资源的利用情况,而与其自身地理分布有明显出入。产磁石之山仅见于《北山经·灌题之山》中,其曰:“灌题之山,其上多樗柘,其下多流沙,多砥。……匠韩之水出焉,而西流注于泑泽,其中多磁石。又有《越绝书·越绝外传》:“欧冶子、干将凿茨山,泄其溪,取铁英,作剑三枚。”

到了汉代,汉武帝时期开始在出铁较多的郡县设置铁官,《汉书·地理志》所载铁官共四十八处。据地理位置,铁官的分布以陕西、江苏、河南、山东、山西居多,仅有桂阳郡一处处于长江中下游南部,从中不难分析得知当时铁官在全国范围内的地理分布情况,即主要分布于我国北部,南方铁的开采较晚。

到目前为止,已发现的二十余处西汉时期的铁冶遗址,均位于长江北岸,并且分布于河南省的冶铁遗址便已接近半数了,其中,较为有名的有郑州古荥镇以及巩县铁生沟等。就当前所发现的遗址情况看来,与历史文献中对于铁官的相关记载内容,存在一定出入:譬如新疆乐浦、民丰、库车所发现的三处遗址,在《汉书》中并无相关记载,当时,数十万大军亟需铁器装备,出兵大宛,与匈奴抗争。因此,推测此三处应为如北京市清河镇、林格尔以及内蒙古两处的遗迹之类的临时作坊。因此,文献所载西汉的铁官数目、铁矿分布及数目,大概仅是持续采矿或较为重要的案例。

对于东汉时期铁矿产地,《郡国志》以及刘昭注所记载的具体情况可知,西汉时期的铁矿多数到了东汉仍有开采,但山东、江苏、河南、河北、陕西等省的变动比较大,除了西汉已经设立铁官之处以外,还有下列八处属于新增地点:桂阳郡的耒阳、巴蜀的宕渠、越嵩郡的台登、越嵩郡的会无、益州郡的滇池、永昌郡的不韦、北地郡的弋居、渔阳郡的泉州即现今的湖南省耒阳县、四川渠县东北、今四川冕宁县南泸沽、四川会理县西、云南省晋宁县东、云南保山县东北、甘肃宁县南以及河北省安次县东南,由此可反映出东汉时期西南地区的冶铁生产有了很大的发展。



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