铜绿山又名“铜录山”，铜绿山遗址是一处西周至汉代时期的铜矿开采与冶炼遗址，位于中国中部湖北省的大冶县。对了解、研究早期古代铜矿的开采和冶炼具有重要意义。

遗址概况(基本情况 简 介)

详细介绍(井巷开拓和支护 采掘工具 地下采矿方法 矿井提升和排水 炼铜)

遗址概况

基本情况

地理位置：

西周至汉代铜矿开采与冶炼遗址，位于中国中部湖北省的大冶县。

年 代：

约为公元前9世纪～公元1世纪。

发掘年代：

1973～1985年。

意 义：

铜绿山矿冶遗址的发现，对了解、研究早期古代铜矿的开采和冶炼具有重要意义。它是中国古代高超矿冶技术的有力见证。

简 介

铜绿山又名“铜录山”，铜绿山遗址是一处西周至汉代时期的铜矿开采与冶炼遗址，总面积约8平方公里，位于湖北省大冶县西。南北长2公里，东西宽1公里。地表积存了约40万吨古代炼铜渣，是一处规模庞大，保存完好，埋藏丰富，延续时间长的古代矿冶基地。遗存的时代包括春秋和战国、西汉两个时期。这处古矿冶遗址的矿井由竖井和巷井（平巷）组成，古代工匠用木材制成的方形框架作为井巷的支护已能承受巷外的压力，保证竖井和平巷的畅通，使矿工能在距地表40——50米的深处采掘。井巷框架大多用榫卯法，即在四根方木或原木的两端砍凿出长榫或榫孔，相互穿接而成。框架之间用木棍、木板或竹索相接，形成一个整体，排水是通过木质水槽把地下水引导储水井，或利用专门的排水巷道，用木桶将水经竖井提出地面。通风是利用坑口的高低不同产生的气压差而形成的自然风。矿山和地下水的提取，春秋时期依靠人力，战国时已利用辘轳。遗址内已清理出各种采矿井巷数百条，生产、生活用具上千件，还有多种形式的炼铜炉，并发现有春秋时期的炼铜炉8座。已发现的采掘工具包括木铲、木耙、木槌、铜斧、铜铸、铁锄、铁錾、船形木斗和辘轳等。

详细介绍

中国已发现的规模最大、保存最完整的古代矿冶遗址。遗址在湖北省大冶县境内，南北长约2公里,东西宽约1公里，遗留的炼铜炉渣40万吨以上,占地14万平方米左右，推算累计产铜不少于8～12万吨.1973年开始发掘和研究，发掘出地下采区7处，采矿井巷近400条，古冶炼场3处,发现了一批炼铜炉。出土有用于采掘、装载、提升、排水、照明等的铜、铁、木、竹、石制的多种生产工具以及陶器、铜锭、铜兵器等遗物。遗址的年代，经14C测定，至迟始于西周末年，经春秋、战国时期延续到汉代。遗址也发现有隋唐时期的文化遗物和宋代的冶炼场。就遗迹考察,古代探矿方法,多采用浅井工程和重砂测量。重砂测量工具的形状与近代相似，为船形、元宝形等大小不一的淘砂盘（图1）。

铜绿山的古代地下开采早期，井巷掘进过程基本上就是采矿过程。到战国晚期，开拓、采掘、回采等步骤才渐趋明显。与之相应的是井筒支护、分级提升、排水、选别、充填采矿等工艺相继出现和完善。

井巷开拓和支护

由露天开采转入坑采之初，开采规模小、劳动效率低，表现在井小、巷短、井多、巷少。到春秋晚期，开采系统则已相当完整。战国至西汉时期地下开采深度已达60余米,并延伸到潜水面以下23米(图2)。

铜绿山古矿区的地下开采系统的发展大致为：地表（最大洪水位以上）或露天采场底（潜水面以上）─→立井（群井）或斜井─→盲立井或平巷与盲斜井─→平巷（或组成采场）。

立井 (包括盲立井)断面一般为正方形，少数为矩形。西周时期立井的净断面为 500×500毫米2左右。井壁为木支护，方框支架间隔排列,间距在400毫米左右。井框为榫卯套接方式，井框与围岩间楔有一层木板，用来围护井筒四壁。到战国时期完全采用经过加工的方木（或圆木）密集式垛盘支护,井口净断面最大者达1.3×1.3（米），接头为单平面亲口接榫，加工整齐,尺寸划一，架设后稳固持久，同近代的木结构井架相似。

斜井 （包括盲斜井）西周、春秋时期的斜井为普通型式的斜井，其支护结构与同期立井的支护结构一样。战国时期发展到阶梯式斜井,由净断面900×900毫米2的“马头门”和900×1000毫米2的短巷组成。支护方式有两种：一种井框支架垂直于斜井的底板，一种井框支架沿铅直方向敷设，后者较多。两种支护方式表明当时对斜井的支护已有了多方面的经验。 平巷 西周、春秋时期的平巷支护与同期立井的支护结构相同。春秋时期平巷的净断面一般为 800×1000毫米2。战国至西汉时期的平巷断面较大(净断面最大者为1600×1950毫米2),距离较长，人可以直立行走（图3）。与平巷相通的立井底部均设马头门结构。战国至西汉时期的马头门高度一般为平巷净高的一倍。

采掘工具

有石、木和金属工具。西周至春秋时期的金属工具为铜制，战国以后为铁制。出土的工具有石锤，木制的铲（锹）、槌、耙，铜制的凿、镢，铁制的凿、锤、锄、斧、耙等（图4）。

地下采矿方法

同近代的支柱和支柱充填法基本相似。有五种具体方案:群井开采,后演变为方框支柱开采(分为单框竖分条开采──下向式,单层小方框开采──进路式），再演变为水平分层棚子支柱充填开采──上向式，此外还有横撑支柱开采。

群井开采 用垂直井筒直接进行回采。井筒打入矿体，下掘井筒就是回采过程。掘进终了即开采完毕。在西周时期的发掘点内，有由48个立井组成的井群。

单框竖分条开采 由地表下掘一个或数个井筒，边掘边采边支护，视矿体赋存情况，立井掘到一定深度后开挖平巷。为了追踪富矿再下掘盲井。

单层小方框开采 在井底掘进平巷或斜巷，追踪富矿，边掘边采边支护，为独头巷道式开采，一般是进路式的开采方法。

水平分层棚子支柱充填开采 采区分成若干水平分层,自下而上开采,分层随回采的推进而用密集棚子来支撑。支柱与充填配合使用，采空区用手选出的废石（夹石等）和低品位的铜矿石局部或全部充填。上下层支护的关系是下层棚子的顶梁即上层棚子的底梁，下层棚子的底梁敷设在底板的沟槽中。战国至西汉的支护中，下层棚子的断面比上层棚子的断面宽，增加了稳固性。

横撑支柱开采 由地表下掘立井进入富矿带，再由井底向四周扩大，作上向梯段式回采。最大采幅约 5米。采空区由水平撑木和撑木间的垂直顶木支撑,呈多个П型。借助П型结构，造成人工平台,落矿、出矿、提升均在平台上进行。

矿井提升和排水

矿井提升 出土的提升工具有木钩、绳索、平衡石、辘轳轴等。战国至西汉时期的木辘轳轴（图5）长2500毫米、直径 260毫米，可以横架在井口。轴木的两端砍成轴头，以便安放在井口两侧的支架上。出土的装载工具为竹筐、竹篓和藤篓（图6）。

矿井排水 春秋时期的地下矿井就已经有比较完整的排水系统。水道有两种：一种是利用废弃的巷道或专设泄水巷道；另一种是贴平巷一侧的背板铺成排水木槽，彼此连接，置于地梁上。泄水巷道和木槽以一定的高差通向水仓或排水井，水由那里提升到地面。用充填巷道的方法可以堵水和防水，减少汇水面积。

炼铜

从发掘的炼铜遗址看，铜绿山早在2700多年前已经采用鼓风竖炉炼铜（图7）。

炼铜竖炉 春秋早期的炼铜竖炉由炉基、炉缸、炉身三部分组成，各个炉子结构相近，尺寸大体相同。经过研究复原,竖炉的外形为竖立的腰鼓形（图8），高2.7米，最大直径1.6米。为了适应高温熔炼，竖炉的不同部位，配制不同的耐火材料，夯筑而成。主要材料为红色粘土、高岭土、石英砂、火成岩碎屑、铁矿粉、铁矿粒、木炭粉等。

铜绿山矿冶遗址

冶炼辅助设施 竖炉两侧垒土墩作工作台。竖炉周围有碎料台、筛分场和泥池、渣坑等辅助设施。碎料台中部留有石砧和石球（图9）。石砧形状一般近椭圆形；有的石砧周围筑有高岭土台面。石砧的大小不等，小的长45厘米，大的长70厘米。砧面经长期使用，均呈凹形。石球大小相近,直径8厘米左右。石砧、石球是碎矿或碾磨筑炉料的工具，质地坚硬（为花岗闪长岩）。可知古代已经将大块矿石破碎、筛分出粒度均匀（一般为2～3厘米）的矿石，入炉冶炼。

冶炼技术水平 ①原料和燃料。铜矿石主要采用品位较高的氧化矿，如孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿等。燃料为木炭。②造渣和配料。炉渣均呈黑色的薄片状，表面光滑，经化学检验,渣的酸度合适，大多在1.0～1.3之间，成分稳定,渣中含铜大部分小于0.7%，熔点大多在1100～1200℃之间,比重为3.5～4.0,1280℃的粘度为0.2帕斯卡·秒,流动性良好。铜绿山古矿井中的铜矿石可分三类:即碱性矿石（含铜、二氧化硅低,含铁高）；酸性矿石（含铜、二氧化硅高,含铁低）;富铜矿石（主要是孔雀石）。然而，用其中任何一种矿石单独冶炼都不能得到古代炼渣的成分，说明当时已掌握了配料技术，用不同种类的矿石相互搭配。③铜锭成分。古代遗留的铜锭和粗铜一般含铜量94%左右，含铁量小于5.4%。(见彩图)