本文作者為郭立新、邱詩螢、潘莉莉,載于《銅綠山古銅礦遺址與中國青銅文明研究》,長江出版社2022年。
一、長江中遊冶金技術起源與發展的背景 從世界經驗來看,冶銅技術起源需具備三項必要的條件:
掌握高溫燒制的陶窯技術;活動區域内有裸露于地表且易于被人發現的高品位銅礦存在;
所在地區或周邊地區存在已足夠發達和複雜的社會,該社會在知識或精神上足以激勵工匠們的探索活動,且在專業化冶煉生産出現以後,足以供養專業工匠并形成對金屬器的需求。
這三項條件是互相關聯且密不可分的。長江中遊地區在這方面具備得天獨厚的條件:
就制陶技術發展來說,長江中遊彭頭山文化的制陶技術就獲得了重大突破。距今8000多年前(彭頭山文化晚期和皂市下層文化)已用赤鐵礦(Fe2O3)制造紅衣陶,用白膏泥制造白陶和白衣陶;距今7000年前(湯家崗文化)在原始陶窯内開始搭配氧化及還原的氣氛制造醬黑陶、外紅内黑陶等;到了大溪時期,他們還發明了胎質密度特高的泥質黑陶,以及泥質紅陶和彩陶,并快速地從手制、慢輪修整發展到快輪制陶。[1]大溪二期(約公元前4200年前)已可見成熟的陶窯技術,[2]配合不同的目的,能夠穩定控制并維持需要的溫度。
例如,洞庭平原澧縣城頭山遺址所發現的屬于大溪二、三期的窯場,規模大,長期使用,而且分别使用不同的陶窯燒制不同的器物;除陶窯外,相關配套設施也齊全,包含和泥坑、水坑、工棚、裝燒操作平台等,[3]這些均表明,此時燒窯技術已趨于高度專業化。當時創造了很多新穎且獨特的器形,如鼎、豆等幾種器形後來廣泛傳播到中國其他區域。為制造優美的彩陶器,陶工們到周圍的山區尋找礦物顔料,将其施于陶胎上進行高溫燒造。這樣的過程無疑為其在偶然中發現孔雀石可以煉銅奠定了基礎。[4]
就礦源來說,圍繞長江中遊平原的山脈蘊含豐富礦物,包括赤鐵礦、孔雀石銅礦、綠松石、石英、長石等等,在鄂湘贛三省交界的幕阜山地區也有鉛礦和錫礦。這些礦床多有裸露于地表者,易被人發現和利用,采集及開采條件都不難,當人們有尋找和取得礦物的需求時,很自然地就會成為人們利用的首選。
以社會條件而言,長江中遊文明是中國最早的原生文明。長江中遊地區的洞庭平原是稻作農業的發祥地,與稻作農業相配套的農耕生活方式與社會系統,自全新世初期以來,從零起步,逐漸成長并得到連續不斷的發展。[5]大約在公元前第五千紀的湯家崗文化時期,已基本達至農耕聚落社會與文化的系統化,也初步形成了相對成熟的稻田生産系統。[6]而且,與這一生産系統相配套的、有着穩定的定居形态和内部組織的農耕聚落系統,以及配合新興農耕生業的時空觀念、自我認知與精神信仰等也得到較為系統地發展。[7]
到了公元前4400年以降的大溪文化,原先呈散居形态的稻作農耕社會開始進入區域性的網絡化發展階段,城市作為區域性分工、交換、貿易網絡以及組織管理機構(主廟的神權)的中心而逐漸興起,成為這些社會文化網絡中最重要的樞紐和節點。這些城先是在大溪文化和油子嶺文化時期,零星地出現于古雲夢澤周邊地區。進入屈家嶺-石家河文化後,大小城不斷湧現,星羅棋布。這是迄今所知世界上出現時間最早、持續使用時間最長、區域規模最大、管理體系發達、社會文明化程度最高且完全由社會内生成長而來的原生文明體系;而中國其他地方的先商城址,普遍出現時間晚、使用時間短,主要在外因刺激或内外因共同起作用的背景下出現,曾或多或少、或直接或間接地受到過長江中遊的影響。[8]
從上可見,長江中遊地區自湯家崗文化和大溪文化以來,已全面具備發現金屬材料及發明冶煉技術的條件。并且該地區社會、文化與技術自舊石器末期以來,長期一脈相承地發展(除了長江中遊以外,目前資料隻有在古埃及才顯示類似自舊石器末期以來一脈相承不中斷的發展情況)。
所以,筆者團隊提出,長江中遊地區全面具備冶銅技術獨立起源的所有條件,而且通過檢索迄今所有考古證據,也可以證明,中國青銅技術并非接受外傳,而是本土自行發展,其源頭就在長江中遊地區。
盡管目前學界普遍将長江中遊大溪文化、屈家嶺文化、石家河文化乃至後石家河文化都歸類為“新石器時代”,因此發掘時并不留意與青銅技術相關的遺迹遺物,留下的資料稀少零散。但是,通過仔細梳理考古資料,我們發現長江中遊地區公元前第四千紀和公元前第三千紀的諸多遺址,如青山、大溪、龍嘴、屈家嶺、一百三十畝地、石家河、殷戴家灣、金雞嶺、七星墩,以及幕阜山區的諸多遺址等,其實均已經發現銅塊、青銅工具、紅銅及青銅煉渣、冶煉工具和設施、相關廢品等直接證據,并先後出現過普通圓型爐、豎穴式圓型爐、長型橫穴式爐、長條型龍窯式熔銅爐,以及用煉缸進行冶煉和熔銅的坑式冶鑄工作坊,并且其冶煉活動深入其精神文化中,影響整個社會。這說明,長江中遊經曆了漫長的認識銅料并探索冶煉的過程;此時,周圍地區并沒有别的掌握青銅技術的文明,因此長江中遊冶煉技術無疑是本土起源的。[9]
筆者團隊進一步研究還發現:長江中遊冶銅技術的發明,始于認識氧化銅礦和發明還原法,到了石家河文化(公元前3000-公元前2400年)常用氧化銅與硫化銅搭配着冶煉,并自行原創發明了錫銅以及錫鉛銅三元合金技術。少量發現的鑄造的小型銅器直接顯示,石家河人熔銅并用銅液鑄造,應歸類為青銅文明。石家河文化考古遺址中已可見相對完整的冶銅操作鍊及相配套的,包括用來打碎礦石、洗選礦、研磨礦料粉、鼓風、冶煉、熔銅液、鍛造、鑄造、加工銅器等的工具和器物。大部分工具的性質與其它古文明冶銅工具頗為相似,但石家河冶銅技術最獨特的、具有代表性的工具是胎很厚的夾砂陶質煉缸。厚重而夾粗砂的煉缸陶片經常見于石家河文化冶煉遺迹中,并伴出大量炭末、燒土和各種灰燼,偶爾還會發現煉渣。但是由于長江中遊的冶煉技術已足以從礦料中提煉出全部的銅,所以石家河文化煉渣富含矽、鐵、鋁,而很少會檢測出銅。[10]
在石家河文化社會中,已将冶煉上升到精神層面,在國家祭壇上(如石家河大遺址中的鄧家灣、印信台等地點)進行與冶煉相關的禮儀,與之相關的還有祭壇設置與安排,如擺放套缸。[11]在其精神文化中,煉缸内部被視為全新生命産生之處,因此煉缸内部空間充滿神秘意義。石家河人亦随葬煉缸或用煉缸做甕棺,寓意轉化與永生。石家河文化還流行一種厚胎紅陶杯,其原型就是小坩鍋。雖然到了石家河文化甚至更晚時期,有些地區還将這種器物作實用用途,但在石家河文化國家中心地區更多是将其當作禮器,是禮儀中象征冶煉轉化發生的器物。如果說套缸是全社會、邦國神廟中的重器,以煉缸作甕棺應該是隻有某些特殊身份的人才有資格使用;而所謂“紅陶杯”卻是各家、各人都可以使用的、作為煉缸替代物的禮器,或特别強調煉缸底部并以此作為象征造型原型的禮器。在精神文化中,這種象征着擁有神秘再生和轉化能力的容器,可作為家族或個人日常祈禱,或帶到祭壇和神廟參加公衆祈禱和社會大型儀式的法器或道具。[12]
石家河文化中期(絕對年代約為公元前2700-公元前2600年)以來,因冶銅需求和規模的增長,發展出可以批量生産的固定式熔銅爐以及長條形龍窯式煉銅裝置。同時,因礦業、冶銅業走向專業化,冶鑄技術深入到幕阜山等礦區,在礦山邊安排專業化聚落。在礦區定居的工匠社群為冶銅技術進一步創新和突破做出了重大貢獻;同時,專業工匠們在尋求和實驗不同爐壁材料的基礎上,從爐壁瓷化現象觀察到硬陶制作方法,從而在無意中開啟了另一場新的材料技術革命。考慮到石家河時期東亞其它地區都沒有同等程度的技術,所以,正是石家河青銅文明奠定了其後高度發達的商青銅文明的基礎。[13]
二、開拓幕阜山:資源、背景與時代 如上所述,現有證據表明,中國冶銅技術的起源、發展與成熟,與湘鄂贛交界的幕阜山區蘊藏豐富的銅、錫、鉛等多種金屬資源有着直接的關系。在中國最早成熟且最為發達的原生文明區西南邊緣位置,就分布着儲量居中國第二、含銅品位居中國首位、埋藏很淺、有大量礦脈裸露于地表、地表多有色彩鮮豔容易分辨的孔雀石顆粒的大型銅礦礦脈。正是這種曆史地理的機緣,肇啟了後來豐富多彩、内涵豐富的中華青銅文明。
幕阜山區的金屬礦藏屬于長江中下遊多金屬成礦帶的重要組成部分。後者是由北西向的大冶—九江—德興礦帶和北東向的南京—九江—上高礦帶構成。迄今仍在開采的多個重要銅礦,如大冶鐵山和銅綠山銅礦、陽新豐山洞銅礦、德興銅礦等,皆位于這兩條銅礦帶上(圖一)。[14]換言之,幕阜山地區的金屬礦藏,主要分布于幕阜山主脈西北側餘脈上,地形多為低山丘陵,東北起于大冶,經陽新、瑞昌而至九江一帶。田野調查也表明,古礦冶遺址也多見于大冶、陽新和瑞昌地區。[15]此外,在幕阜山南鄰之九嶺山脈南側的江西上高和湖南浏陽一帶,亦發現有銅礦,其正好位于南京—九江—上高礦帶的西南部(圖一)。
圖一 長江中下遊及鄰區銅礦點略圖[16]
幕阜山地區的銅礦一般為矽卡岩型銅礦,其礦石以富銅礦為主,其成礦岩體主要為中酸性花崗質岩類, 如石英閃長岩、石英二長閃長岩和花崗閃長岩的中深成相和淺成相,屬于多位一體礦化物,所以往往伴生有Fe、Mo、Pb、Zn、W、Sn、Ag等多種金屬。[17]銅礦中有不乏同時富集錫、鉛等金屬者,為人們在冶鑄過程中發明銅 錫、銅 鉛或銅 錫 鉛這一類青銅合金奠定了物質基礎,并提供良好的契機。這一類銅礦經過長期風化作用,形成次生富集的氧化帶,自地表以下厚達數十米至百米, 也正合于古代技術條件下開采、冶煉。[18]
幕阜山地區亦蘊含有豐富的高嶺土、瓷石等資源。這種資源也在冶煉技術的發展過程中扮演着重要角色。石家河文化晚期(約公元前2600-公元前2400年)到後石家河文化(約公元前2400-公元前1700年)階段,随着冶煉專業化的發展,技術不斷提升,其表現之一便是出現了可以持續使用的高溫煉爐。[19]要建築高溫煉爐,必須尋找到耐高溫的材料。對陽新大路鋪出土爐壁的檢測分析表明,其爐壁最關鍵的成分是SiO2和Al2O3,即用青膏泥、磨碎的石英及長石獲得玻璃化的陶胎;而銅綠山發現的春秋時期煉銅豎爐的耐火材料一般為石英砂和高嶺土。幕阜山區本就有豐富的長石、石英和高嶺土資源,使得這種冶煉技術的重大突破,既帶有偶然性,卻又水到渠成。長石和石英除用作築爐的耐高溫材料外,同時還可用作助熔劑,用以增加高爐内溶液的流動性。
同時,高溫煉爐這一冶銅技術的重大突破還産生了重要的副産品:發明了硬陶,并在此基礎上發明了瓷器。硬陶和瓷器,這兩種新型人工材料深刻影響了其後的中國曆史進程,是中華文明的重要組成部分和代表性人工制品。那些來到幕阜山的後石家河文化的采礦冶煉專家,當初并沒有考慮要發明精美的硬陶,他們隻是在尋找礦物加強鑄造技術,當時試驗的目标包含改良煉爐和陶範。但是冶鑄行業與制陶行業互補促進。也就是說,燒制溫度約11000─1200℃的硬陶,之所以最早出現于幕阜山蟹子地、大路鋪、堯家嶺等遺址(約公元前2400-公元前2000年),是因為這些遺址首先是專業化的冶鑄據點,代表并見證了當時最先進冶鑄技術的曲折探索過程,而硬陶隻不過是冶煉技術進步和發展的副産品之一。
用來做硬陶的材料,若富含石英粗砂則符合制作粗厚的爐壁或陶範,若不夾粗砂,隻用于磨粉的長石及青膏泥,因為一樣富含二氧化矽,同樣可以耐一千攝氏度以上的高溫,并變得清脆堅硬而響亮,比軟陶更好用。堯家嶺遺址既發現夾砂硬陶,也有發現泥質硬陶,敲擊胎體,有铿锵的響聲。所以,後石家河文化時,幕阜山礦區專業工匠有目的地對青銅合金進行改良,并希望能制作更加堅固大型的青銅器,因此“尋找大型陶範以及建造陶質煉爐技術的人,在此過程中順便也發明了最高級的陶器——硬陶。”[20]
幕阜山地還提供了另一種發展冶煉所必需的資源——用硬質木材加工的木炭。冶煉作業為達緻高溫,一般需要采用耐燃燒、熱值高的硬雜木燒制的木炭作為燃料。而幕阜山地常見栎、槠、榉、樟等樹種,其木質較硬,适合用于燒制冶煉用的木炭。
綜上,對于那些為發展冶煉事業而從長江中遊平原區入山開拓的專業工匠們來說,幕阜山及周鄰地區的自然資源,可謂上天的禮物,為其突破與創新提供了天然的實驗場。
從當時的社會背景來看,初步掌握冶銅技術的平原農民,對山地的了解也并非一無所知。在山地遊動的獵人和在平原定居的農民的互動,是貫穿整個新石器時代的主題之一。其時農業定居代表着方興未艾的新型生活方式,是該時代諸多重大發明和社會進步的創造者;而山地遊獵則代表着源自舊石器時代的古老生活方式,不斷從鄰近的定居農業社會那裡接受一些新技術,并因其生活範圍的寬廣性及遊動性,而将其學到并經二次創作的某些文化因素廣傳四方。[21]
時代越晚,平原農民與山地獵人的互動越多,在考古學上可以觀察到這兩種族群所留下來的遺存中,共同的文化因素逐步增加。到了公元前五千紀晚期即湯家崗文化晚期和大溪文化早期以來,這兩種族群之間的來往已明顯開始走近。平原農耕區與山地遊獵區憑借各自優勢的資源,開展專業化生産與交換,使二者之間的聯系更為緊密。平原農業社會生産的谷物、甘酒、精緻陶器、紡織品在山地出現,而山地特有的玉石器、食鹽、山貨珍品等亦見于平原聚落之中。
在這種文化交往背景下,由于山地遊獵人群很少會形成穩定定居聚落,所以,如果在自然條件并不适合農耕的山地出現文化層較厚的穩定聚落,若非如高廟等宗教性聚會地點,亦非季節性營地的話,則很可能表明,這與獲取山地資源的專業化活動有關。迄今在幕阜山地區進行的田野考古調查與發掘工作進行得不多,所以未能全面了解該地區定居聚落出現的情況。不過,我們對湖南嶽陽平江縣虹橋鎮湯家嘴遺址剖面上文化層最下一層所取碳樣的檢測結果顯示,該遺址被開拓定居的年代大約為3944 - 3657 cal BC(95.4%),中位值為3800 cal BC。
湯家嘴遺址位于幕阜山主峰南麓的山間小盆地,其四周都是高山,農耕條件不佳,交通閉塞(圖二,12);但該遺址的文化層堆積卻厚達一米有餘,說明這是一處長期有人聚居的穩定聚落。此外,我們在江西宜豐花橋鄉船形山遺址(花橋鄉政府後山)文化層剖面采集炭樣,其年代亦為3573±35cal BC,可與湯家咀遙相呼應。在幕阜山西南方的洞庭湖區,在大體與湯家咀遺址被開拓的同時,也出現了有明确冶銅證據的專業性聚落。[22]這些證據表明,幕阜山被開拓的時間,至遲可前推到約公元前四千紀初;而入山定居的動機,則很可能與尋找山地的金屬資源,特别是銅礦有關。
事實上,最近在鄂湘贛交界處發現很多從事礦采及冶煉事業的遺址,如湖北陽新縣大路鋪、觀音垴、油榨山、和尚垴、金盆垴、銀山、田家山等;大冶市蟹子地、香爐山、上羅村等;通城縣堯家嶺;湖南平江縣童家等等(圖二)。這些遺址基本上都屬于處理原礦的作坊及生活區。其中,大路鋪、觀音垴、蟹子地、香爐山、堯家嶺、童家等遺址,從采集或出土遺物判斷,無疑在石家河時代已被開拓,其中有一些遺址甚至從屈家嶺文化時代(公元前3500-公元前2800年)就已有小型聚落。這些遺址持續被使用的時間有長有短,短則隻限于在石家河和後石家河時代;長則如大路鋪、觀音垴和蟹子地等遺址,直至春秋時期仍然在使用,且在兩千餘年内,一直保持其作為專業采冶聚落的性質。比較遺憾的是,目前很多遺址隻進行過調查,并沒有發掘,所以其準确的具體年代框架不詳。[23]
圖二 幕阜山及周邊遺址分布區:1. 香爐山遺址;2. 上羅村遺址;3.蟹子地遺址;4. 銅綠山遺址;5. 油榨山遺址;6. 和尚垴遺址;7. 大路鋪遺址;8.金盆垴遺址;9. 銀山遺址;10.觀音瑙遺址;11. 童家遺址;12. 湯家咀遺址;13.堯家嶺城;14. 荞麥嶺遺址;15. 七星墩城;16. 石家河群城;17. 笑城;18.陶家湖城;19. 門闆灣城;20. 葉家廟城;21. 盤龍城;22. 張西灣城。
在礦區冶煉有很多好處:例如在當地即可較方便地獲取各種原料,不需要辛苦地将其運到遠處;這在交通還不夠發達的上古時期,應是最為重要的考量之一。冶煉過程除了孔雀石之外,還需要大量的硬質木炭,這都是農耕平原所缺乏的。就客觀的效果而言,在礦區冶煉亦有利于技術改良,可以随時嘗試各種相配的礦料和配比。
陽新大路鋪遺址後石家河文化地層中,曾出土一件銅錫鉛三元合金标本,但是合金比例錫占41.34%,這種比例肯定在當時就已足以使器物破碎(含30%以上錫料的合金特别易碎。或許為了減少易碎的後果,該銅片多加鉛到25.02%,銅隻占19.84%)。[24]從這樣的成分來看,這應該不是器物的殘片,而是反映古人試驗的過程,說明其時尚處于努力提升冶煉技術,鑄造大型堅固青銅器的摸索和試驗階段,銅錫鉛各自比例遠未達到理想狀況,合金技術遠未成熟。[25]不過,從此标本還是可以很明顯地看出,石家河人已發現銅料中加入鉛和錫的作用。
冶煉在礦山區的發展還使人們發現石英、長石等礦物具有催化劑的作用,并了解高嶺石、白長石是制作熔銅爐的良好材料。山區這種多樣化的原材料資源,并不能方便地采集,然後運送出去,所以,就近在礦區建立專業生産據點,較為經濟而合理。應該說,自後石家河文化以來的衆多技術上的突破,都是因為專業工匠來到幕阜山礦區長期定居,不斷了解和熟悉自己所生活的自然環境,不斷尋找新的礦種和礦脈,不斷嘗試礦冶新方法的結果,也才使得在短期内出現大量的技術突破,如前文所述之高溫煉爐及硬陶之發明,銅錫鉛三元合金的試驗等。[26]
三、銅綠山的年代及開發過程 銅綠山是幕阜山北側銅礦富集地帶發現的、迄今所知規模最大的古代采冶遺址。其礦體多,共發現12個礦體及若幹小礦體,其中10個有古人井下開采遺迹。這些礦體主要分布在南北長2000米、東西寬600米, 面積1.2平方千米的範圍内,是長江中下遊少見的矽卡岩型富銅富鐵礦。其含銅品位甚高,含銅平均品位在6%以上(未經選礦的品位,純淨的孔雀石含銅量最高可達57.48 %);礦藏儲量大,有的地方孔雀石礦脈最厚可達10米。[27]
對于上古那些初識銅礦的人們而言,銅綠山銅礦極易辨識,其采選和開采條件特别優越。據清同治六年《大冶縣志載》:銅綠山“山頂高平,巨石對峙,每驟雨過時,有銅綠如雪花小豆點綴土石之上”;其為丘陵殘丘地形,山勢低矮,相對高差小,地形起伏不大,相對高差僅為20-70米,山頂平坦開闊。
這些條件皆便于古人活動,有利于開采作業。此外,對于缺少現代探測儀器的古人而言,出露于地表且顔色鮮豔的銅綠色小顆粒,非常顯眼,憑肉眼即可以發現,容易吸引古人的注意而采集,這是極為重要的物理特征。現已查明,銅綠山諸礦體出露于地表或接近地表,次生富集環境優越,在礦體及圍岩破碎帶内形成氧化富集帶。[28]也就是說,很多鮮豔的孔雀石顆粒富集于破碎而易開采的岩土内,而不是被整體包藏在大塊岩體内,這種情況對于缺少堅硬金屬采掘工具的早期采冶者而言,亦是可開采的先決條件之一。
正因為有此得天獨厚的客觀條件,銅綠山在中國乃至整個東亞冶銅發展史暨青銅文明中,具有獨一無二、舉足輕重的地位。自1974年被發現以來迄今,共計發現8處古代地下采礦遺址,揭露采礦井巷三百多條,總長度約8000米;2處冶銅遺址,煉爐12座;古采場内遺留的銅礦石約3-4萬噸(銅品位為12-20%);發現了不同時期的尾礦遺迹、選礦場、焙燒爐等。經調查,整個礦區範圍内,發現有7處古代露采場,50處冶煉遺址,推測冶銅爐渣達到40萬噸,從這些煉渣冶煉出粗銅達8萬噸。為此,陳樹祥先生曾總結銅綠山古礦冶遺址的價值,認為銅綠山古礦冶遺址是世界銅礦冶遺址中開采規模最大、采冶時間最長、冶煉水平最高、文化内涵最豐富的一處文化遺産。
發掘和研究表明,銅綠山礦冶遺址的采礦技術已經達到較高水平,體現在由露天開采轉入地下井巷開采的生産方式變革,包括發明在地下探尋銅礦脈的技術、掘進拓展技術(如井巷支護、通風、排水、照明、提升等一系列複雜而又自成體系的科學采礦技術)、半自動化的洗礦技術、高超的冶銅技術、專門類和系列化的生産工具,發現了與礦冶密切相關的生産者公共墓地等。[29]
作為一處見證了上古冶銅技術起源與發展過程中重大階段的礦冶遺産,其遺産價值最核心和最重要的基石是科學而準确地斷代,即銅綠山古礦冶遺産所取得的種種技術成就,所代表的是哪些時代?其中,尤為重要的是,銅綠山礦冶場的開采和利用始于何時?對這個問題的回答,實際上同時也關乎着如何看待長江中遊乃至中國冶銅技術起源與發展這樣的大問題。
迄今對銅綠山古礦冶遺址的年代說法不一。發掘者将XI礦體采礦遺址的年代定在西周早中期;VII礦體5号采礦點約定在春秋早中期,2号采礦點則包括了商代晚期、西周、兩周之際和春秋時期的遺存,其中春秋時期采礦規模最大;IV号礦體采礦點則包括有春秋中晚期和唐代遺存;I号礦體采礦遺址的年代為戰國至西漢初年;II号礦體采礦點為春秋晚期至戰國早期;XI号礦體煉銅爐的年代為春秋早期(155)。[30]也就是說,發掘者認為銅綠山古礦始采于晚商,經西周、春秋戰國,至西漢初期;其後還有少量更晚期遺存。龔長根先生亦認為銅綠山古銅礦的始采時間不晚于商代晚期。[31]
不過,這一斷代仍顯偏晚,極大影響了對銅綠山古礦冶遺址價值的認識;此後有不斷将銅綠山始采年代不斷往前推移的趨勢。如盤龍城報告作者基于其對盤龍城性質的認識(即其認為盤龍城為商王朝掠奪南方礦産資源的據點)及其與銅綠山關系的看法,指出夏商王朝應已插足大冶陽新一帶礦産的開采,銅綠山包含有商代二裡崗期的陶鬲足,從而将銅綠山始采年代提前到早商。[32] 陳樹祥先生對此問題亦有詳盡論述,提出了後石家河說;[33]後來他又補充更多證據,指出銅綠山可能為江南古銅礦開采的源頭之一,銅綠山Ⅺ、Ⅰ、Ⅱ号礦體的古代露天采場(坑) 的肇始年代不晚于夏代早期,即距今4000年前後;而地下井巷開采技術大概始于商代中期或中期晚段,曆經西周、春秋戰國,延至漢代,後世襲之。[34]
迄今對銅綠山古礦冶遺址進行斷代,直接的依據來自考古層位學、器物類型學比較和碳十四測年數據,間接的依據則隐含了不同時代語境下學者們各自對中國青銅文明起源發展曆程及其與具體資料相結合而産生的認識。
古礦冶遺址的埋藏與堆積特征有其特殊性,不同于一般聚落遺址由下而上,從早及晚的疊壓順序。對此我們需要有清醒認識,不能簡單照搬考古層位學。
在古礦冶遺址,不同時期的開采者都需要清理地表作為活動面;這樣一來,早期采冶活動遺留下來的痕迹和遺物不斷被後來者破壞、擾動和清理,形成多種類型的次生堆積。而且,由于關鍵部位使用頻率高,人為破壞和擾動更加頻繁,以緻我們現在所能看到的遺存,多以最晚時期或人工活動強度最高時期留下的遺物和遺迹為多,而早期遺存則很零星少見,甚至蕩然無存。
另一方面,類似礦井、巷道、支護、排水等,多為較永久的設施,前人既使廢棄,後人在重新開采時,仍會通過修複而多加利用,所以存在不同時期反複利用的可能。一些砸礦用的工具等可能被重新利用。是以在觀察一處古礦冶遺址的年代時,不能單純地以文化層之有無來斷定遺址年代,或簡單地以共存現象為準繩建立年代關系,打破、疊壓關系也隻能作參考。若單純以文化層之有無來論斷年代,勢必會忽略早期的開發活動,存在将年代斷晚的可能性。
原則上,在那些并不适合平時居住的專業性采冶遺址内,隻要發現能夠确定為早期遺物者,則不管多麼零星或數量少,都需要特别加以重視,且不管出土于何種層位或單位,皆可以用作早期存在相關專業活動的證據;碳年數據的判定,亦适用此原則。
研究者們普遍注意到銅綠山古礦冶遺址經曆過先露天開采,後井下開采兩個階段;實際上,依筆者團隊研究,在此之前還有一個地表采集的階段。[35]下面,筆者試從前述斷代原則及資料出發,将以銅綠山為代表的幕阜山周邊古礦冶遺址的開發,劃分為三個階段,并具體讨論其時代與特征。
首先,第一階段為地表采集階段。以考古埋藏學觀之,地表采集階段很難留下遺物。不過,由于地表采集意味着需要有人長期栖息和活動于山林,耐心尋覓出露地表的礦石,所以難免會在礦山附近大區域内留下生活痕迹,如生活用具、臨時營地甚至小型聚落。所以,若是在農耕條件不佳的銅礦資源密集區域内出現營地或聚落,或留下陶片等生活用具,可結合整體時代背景,将其作為判斷地表采集銅礦石的依據。
如前所述,迄今所知幕阜山礦區最早的聚落遺址出現于大溪文化中後期,即公元前3800年左右。在湖北大冶另一處古礦冶遺址香爐山,調查者采集到1件薄殼彩陶杯(DX采:026),僅殘存口部,泥質灰陶,侈口,弧腹;器外表口部施紅彩,器胎薄如蛋殼;從器型、工藝及施彩等類型學特征,皆可判斷該器為典型的屈家嶺文化遺物(圖三,1);另一件飾按窩的橫裝鼎足标本(冶博采:07)則具有明顯的石家河文化風格(圖三,2)。[36]這兩件标本表明屈家嶺-石家河時期人們已經在此礦區活動。此外,陽新大路鋪古冶煉遺址亦發現有屈家嶺與石家河交界時期的遺存。[37]
圖三 大冶香爐山古礦冶遺址采集的屈家嶺-石家河風格陶片
雖然迄今幕阜山礦區發現的遺物仍很零星,但至少能說明,從公元前第四千紀以降的大溪中晚期至石家河早期,人們已有目的地進入山中,在地表搜尋和采集礦石。迄今雖未在銅綠山遺址内發現這一階段的遺物,但基于該遺址礦藏特點(綠色孔雀石顆料大量出露于地表)判斷,古人此時應已發現銅綠山礦脈并來此采集。
前文已說明,長江中遊的冶煉技術,至遲在湯家崗-大溪文化時期就已起步,屈家嶺文化明顯可見以還原方法冶煉氧化銅礦石,至石家河文化之初發明夾粗砂陶煉缸。迄今已在衆多平原地區的遺址發現冶煉遺迹和銅礦石,但這一時期銅器數量卻甚少,推測其冶銅活動主要用于滿足精神文化方面的需求,是以對銅礦石的需求量不大,地表采集已能基本滿足其冶煉需求。
幕阜山古礦冶遺址開發的第二階段為露天開采,即從地表直接向下挖掘,形成露天的圹坑。據發掘報告,迄今在銅綠山發現有古代露天采礦場7個,主要分布在I、II、IV、VI、XI号礦體,露天開采深度一般為20-30米。以XI号礦體為例,其古露采坑在海拔标高25米以上全為人工堆積物,約有20萬立方米,可能是相鄰露天采場剝離時排出的廢棄物,也可能是露采結束後又進行地下開采時将廢石回填而成。類似的現象亦見于第I、II号礦體。此外,古露采坑一般會在某個部位留一出口,以便于礦石和廢石的運輸;但位于VI号礦體的古露采坑,卻形成一個完全封閉的巨大露天坑,範圍約為130x130米,坑深約10米,現今成為一水塘;而其兩側各有一個人工堆積的小山丘,應是當時露天開采時,堆積廢石的排土場。[38]
由于迄今未作正式發掘,給古采坑的斷代帶來較大挑戰。發掘者認為其應早于同一礦體井下開采的年代,這一判斷無疑準确。結合整體時代背景并從遺存現場觀察,或可尋得若幹線索,大體判斷銅綠山古露采坑的年代範圍。
首先,如上所述,銅綠山古露采坑規模甚大,應是經曆了長時期的開采;而且從觀察現場可知,這應是一種頗有組織的專業化的開采活動:需要準确探尋到合适的礦脈,選準露采礦點,大規模挖掘并搬運土石,采選其中的礦石,圹坑有規劃好的出口和堆積場,廢礦堆積井然有序;将廢礦回填早期露采坑,或在露采坑下繼續作業,改用井巷方式開采,顯示露采和井采是相銜接的兩個階段。
由于井采至遲始于商代,那麼,部分露天開采坑的時代應在此之前。結合前文有關長江中遊冶煉發展過程的大背景判斷,銅綠山部分古露天開采坑的時代,很可能發生于石家河文化中期,經後石家河文化,至盤龍城文化一、二期,絕對年代約為公元前2700-公元前1600年。理由如下:
首先,在地表采集就可用的銅礦資源是有限的。随着技術的提高,錐、針、刀等銅質工具的實際功用,已遠勝同類的石制品。此類需求的激發,使冶銅活動從儀式與精神價值,逐漸讓位于其實用價值;同時也激發了對銅的需求。在此背景下,人工采集銅礦勢在必行。銅礦的分布規律是,出露于地表以及接近地表部分的銅礦都是氧化銅礦,地下深處則為硫化銅礦。石家河文化中期已發現硫化銅的痕迹,發明了氧化銅搭配硫化銅一起冶煉的方法,這标志着當時人們已不僅從地表上采集氧化銅塊,還開始發展采礦業,從地下采掘銅礦。[39]
其次,采礦就意味着礦工們必須長年累月艱苦地挖掘。這就需要在礦山附近形成一個方便工匠們長期生活和工作的支撐體系,專門以采礦和冶煉維生的專業化采冶聚落在這種時代背景下應運而生。不同于一般農業聚落,這種專業化采冶聚落不太會考慮農業生産的自然條件,因為其主要生活資源主要通過社會分工和交換網絡來獲取,或由政權給予保障。不過,這種聚落一定以礦為中心,跟着礦脈走。在這種專業化發展的大背景下,整個冶煉事業的重心,也逐漸向礦區遷移。所以,我們可以看到,石家河文化早期在國家中心祭場舉行的冶煉儀式,到石家河文化中晚期趨于沒落。與此同時,石家河文化先民大規模開拓幕阜山區,山區專業化采冶遺址如雨後春筍般出現,如陽新大路鋪、大冶蟹子地和通城堯家嶺等。[40]
大路鋪遺址一期年代主要是屈家嶺文化晚期,二期年代大緻相當于石家河文化早期,三期年代大緻相當于石家河文化中晚期、後石家河文化早段。[41]發掘資料總體表明,這裡是專業化的工匠生活區,有冶煉遺存,但缺乏一些一般聚落該有的功能。不過,大路鋪另還發現了石家河文化晚期及後石家河文化墓葬,說明當時已有人長期定居在專業工作區,死後亦長栖于此。墓葬規格都比較類似,應該歸類為中等墓,随葬幾件陶器,未見有特殊地位的墓,亦無窮人墓。這基本上能夠反映當時工匠社會的結構,以中層專業人士為主體。[42]
大冶蟹子地遺址位于丘陵地帶的山間小盆地。簡報将遺存分為三期,第⑧、⑦層為一期,屬于石家河文化;第⑥~④層為二期,屬于後石家河文化,陶器中亦有出土硬陶;第③層以上為三期,屬于盤龍城文化,下限可能到周時期。[43]依我們對發掘記錄的理解,石家河時期人們到此地方生活,一開始是小聚落,最初在西北區建築冶煉爐,但可能發生了火災事故。因火災而使人們搬到另一邊,開發新區,不過後來因業務擴展,在原來火災之處也有人繼續生活。[44]
湖北省通城縣城附近有錫山。在錫山東南17公裡處,有一處堯家嶺遺址,位于山間河谷小盆地中。依發掘簡報判斷,該遺址相當于石家河文化中晚期至後石家河文化,在後石家河時期活動較多。[45]也就是說,人們大概從公元前2500年以來在這裡此建立社區,大部分文化遺存應該相當于公元前2300-公元前2000年左右。筆者推論,人們四千多年前在靠近錫山交通便利的地方生活,應該與發展錫銅合金有關系。在堯家嶺附近,除了錫礦,還有長石礦,這是冶煉時用來降低熔點的助熔劑,并可用作耐高溫的爐壁材料。在該遺址發現了一座房子和24座分布密集的燒坑,我們判斷這些燒坑應該是熔銅爐,此外還發現有一座長條型龍窯式冶煉裝置。[46]
迄今尚未在銅綠山發現與上述三個遺址同時代的遺迹,這很可能是由于銅綠山在後期曾經曆長時期、高強度的開發而對早期遺存造成破壞有關。饒是如此,我們還是可以找尋到相當于此一階段的零星遺物,從而證明銅綠山從石家河文化中期以來,就有露天開采銅礦的活動。
銅綠山XI号礦體上有巨大的古露天開采坑,而在其附近的古井采堆積中,發現有數件陶件,其造型與風格,與其東南方相距23公裡的陽新大路鋪遺址石家河文化中晚期和後石家河文化時期陶器非常相似,應為同時期的遺物(圖四)。
如大路鋪03ET2307⑦:5,夾砂灰褐陶,斂口,平沿,沿内折,尖圓唇,頸部飾一凸起弦紋(圖四,4),該器被整理者斷為該遺址三期,即石家河文化中晚期至後石家河文化早段。[47]而銅綠山XIT1⑤:19,夾砂灰陶,質較硬,平沿,沿内折,圓尖唇,弧壁;頸肩部飾一道凸起的弦紋,腹表飾籃紋(圖四,1),幾與前同。籃紋是石家河文化和後石家河文化常見紋飾之一,均為直接拍印,分橫籃紋、斜籃紋、豎籃紋和交錯籃紋四種,主要拍印在罐、缸、甕、盆、甑、鼎等深腹器的腹部。銅綠山此器上的藍紋與此特征完全吻合。
又如,銅綠山XIT1⑥:21(圖四,2)與大路鋪東區北部90EH15:5(圖四,5)器型相似。皆為夾砂灰陶,敞口,平折沿,高頸,頸腹交接處飾一道凸起的弦紋。銅綠山XIT1⑥:22(圖四,3)與大路鋪東區中部二期03EH109:1(圖四,6)相似,皆為夾砂灰陶,平折沿,頸部弧形内收,器表飾籃紋。大路鋪整理者将前者斷為該遺址三期,後者屬二期,即石家河文化早期和中晚期階段。
圖四 銅綠山與大路鋪器物比較圖1-3.銅綠山出土,XIT1⑤:19,XIT1⑥:21,XIT1⑥:22;4-6.大路鋪遺址出土,03ET2307⑦:5,90EH15:5,03EH109:1
從上可知,銅綠山很可能與大路鋪一樣,在石家河文化早中期就開始有露天采礦的專業活動,如XI号礦脈上的露天開采坑。正是因長達千餘年的露天開采,才形成那麼大規模的露采坑。
幕阜山古礦冶遺址開發的第三個階段就是井下開采;學界迄今一般認為始于商代,提出的依據主要有井巷開采技術的類型學比較、礦坑中出土典型盤龍城風格陶器(或所謂“二裡崗風格”),如瑞昌銅嶺出土的鬲、罐、斝等,銅綠山出土的尖錐狀鬲足等,以及碳十四測年數據等。就方法而言,迄今所有學者在申論其斷代依據的背後,其實都或明或暗地預設了以中原鄭洛地區二裡崗文化——殷墟——西周這一文化發展序列作為斷代标杆和依據的情況;分歧則主要體現在,銅綠山井采到底始于早商?還是中商?抑或晚商?
筆者根據自身研究成果以及對中國青銅文明起源與發展整體背境的最新認識,結合碳十四測年數據以及具體資料等,大體推斷銅綠山井下始采年代,當始于盤龍城文化三期,絕對年代約當公元前第十六世紀。現申論如下:
首先,依照筆者研究,至遲從盤龍城三期開始(絕對年代大約為公元前1600-1550年),長江中遊地區的鑄銅技術取得明顯的突破,達到了很高的水平,可以鑄造大型而堅固的青銅器物,從這一時期開始,盤龍城、二裡頭等遺址開始出現爵、斝、鬲等大型青銅容器類禮器,而在此之前,主要銅制品多為刀、錐等小型工具和飾品。與此同時,盤龍城風格的陶器,出現在鄂東南和贛西北銅、錫礦區諸多遺址中,如大冶銅綠山、瑞昌銅嶺、九江神墩和荞麥嶺。這應該不是巧合,而是以盤龍城所代表的商王國,在青銅技術取得突破之後,為因應對銅料和錫料的急劇增長,主動向鄂東南和贛西北的銅錫礦區開拓,而形成的與專業性采冶活動密切相關的聚落或據點。[48]
以九江荞麥嶺遺址為例,其文化面貌與盤龍城文化相似。發掘者認為荞麥嶺遺址早期年代應到盤龍城三期或略早,晚至盤龍城七期,幾與盤龍城的盛衰節湊合拍;[49]荞麥嶺遺址的核心價值應該就在于其處在錫礦區,盤龍城人開拓荞麥嶺,以獲得穩定的錫料來源。[50]瑞昌銅嶺古礦冶遺址礦井中亦出土有盤龍城風格鬲、斝、罐等。[51]特别是從盤龍城與荞麥嶺的發展與盛衰周期幾乎同步的情況來看,似可将盤龍城商王國與銅綠山、銅嶺、神墩和荞麥嶺等由其直接控制的礦冶遺址,視為緊密聯結的共同網絡,從整體來看待其年代周期。
其次,從碳十四測年數據來看,銅綠山、銅嶺、神墩和荞麥嶺諸遺址最早的幾個數據的校正年代,雖屬随機取樣,但巧合的是,諸遺址的始年居然大體同時,大皆始于公元前第十六世紀(表一,圖五)。
圖五 鄂東南贛西北諸礦冶遺址早期碳十四年代校正
四、總結
本文基于長江中遊地區冶銅技術起源與發展的最新研究成果與整體認識,分析幕阜山地區的資源優勢及其開拓背景,并結合相關考古資料,将以銅綠山為代表的幕阜山銅礦資源的開發劃分為三個階段。
第一個階段始于約公元前3800年,一直到約公元前2700年,跨越了大溪文化、屈家嶺文化和石家河文化早期;在此階段,幕阜山銅礦資源的利用主要以地表采集為主。
第二階段始于約公元前2700年的石家河文化中期,中間經過後石家河文化,一直延續到約公元前1600年的盤龍城文化二期末三期初。此時幕阜山的礦冶活動進入專門化時代,專業工匠進入山地尋找礦源,在合适的礦脈上進行露天開采,在銅綠山留下了諸如XI礦體露采坑那樣巨大的遺存;同時亦出現了以陽新大路鋪、大冶蟹子地、通城堯家嶺、平江童家等為代表的大批采礦或冶鑄遺存。這些專業工匠充分利用幕阜山區多樣性資源,不斷探索和創新,發明了可持續使用的高溫煉爐和硬陶這種全新材質,同時也對銅、錫、鉛三元合金配方進行持續試驗和摸索。
第三階段始于公元前1600年,即盤龍城文化第三期。在此之前,以盤龍城為代表的商王國已經建立,以成湯為首的商王國統治集團建立了一整套禮制;恰逢銅錫銅三元合金技術取得重大突破,青銅禮器被賦予禮制内涵而變得越來越重要,需求急劇增長。為滿足對銅錫料不斷增加的需求,盤龍城商王國向鄂東南、贛西北礦區開拓,建立礦冶和交通貿易據點,形成了以大冶銅綠山、陽新港下、瑞昌銅嶺、九江神墩和荞麥嶺為代表的礦冶遺址。銅綠山和銅嶺等遺址皆于此期開始井下開采,為商王國貢獻大量銅料、錫料、鉛料等青銅鑄造所需的金屬原料。
銅綠山銅礦礦藏品位高,儲量大,露出地表易于發現和開采,而且靠近中國最古老的原生文明區,幾乎注定見證了中國冶銅技術起源與發展的全部過程,是中國青銅文明發展的縮影,在中國青銅文明的發展過程中占有重要地位。
【說明】本文作者為郭立新、邱詩螢、潘莉莉,載于《銅綠山古銅礦遺址與中國青銅文明研究》,長江出版社2022年。
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[4]郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新、陶洋:《中國冶煉技術本土起源:從長江中遊冶煉遺存直接證據談起(一)》,《南方文物》2018年3期,第57-71頁;郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新:《中國冶煉技術本土起源:從長江中遊冶煉遺存直接證據談起(二)》,《南方文物》2019年3期,第41-45頁。
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[7]郭靜雲、郭立新:《從新石器時代刻紋白陶和八角星圖看平原與山地文化的關系》,《東南文化》2014年4期,第76-85頁。
[8]郭立新、郭靜雲:《中國最早城市體系研究(一)》,《南方文物》2021年1期,第35-42頁。郭立新、郭靜雲:《中國最早城市體系研究(二)》,《南方文物》2021年2期,第14-31頁。
[9]郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新、陶洋:《中國冶煉技術本土起源:從長江中遊冶煉遺存直接證據談起(一)》,《南方文物》2018年3期,第57-71頁;郭靜雲、邱詩螢、範梓浩、郭立新:《中國冶煉技術本土起源:從長江中遊冶煉遺存直接證據談起(二)》,《南方文物》2019年3期,第41-55頁;郭靜雲、郭立新:《鄧家灣屈家嶺文化祭壇上的冶煉遺迹考辨》,《南方文物》2020年6期,第82-86頁。
[10]郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明》,《南方文物》2019年4期,第67-82頁;2020年3期,第69-80頁。。
[11] 郭靜雲、郭立新:《鄧家灣屈家嶺文化祭壇上的冶煉遺迹考辨》,《南方文物》2020年6期,第82-86頁。
[12]郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明》,《南方文物》2019年4期,2020年3期,第69-80頁。
[13]郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明》,《南方文物》2019年4期,第67-82頁;,2020年3期,第69-80頁。
[14] 楊兵:《長江中下遊成礦帶的構成與形成機制》,《有色金屬礦産與勘查》1999年5期,第270-276頁。
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[19]郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明》,《南方文物》2019年4期,第67-82頁;2020年3期,第69-80頁。
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[21] 郭靜雲、郭立新:《從新石器時代刻紋白陶和八角星圖看平原與山地文化的關系》,《東南文化》2014年4期,第76-85頁;郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第72-74頁。
[22] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第69-90頁。
[23] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第69-90頁。
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[26] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第69-90頁。
[27] 黃石市博物館編著:《銅綠山礦冶遺址》,北京:文物出版社,1999年,第6-9頁;陳樹祥:《大冶銅綠山古礦冶遺址的科學價值解析》,《中國文化遺産》2016年3期,第52頁。
[28] 黃石市博物館編著:《銅綠山礦冶遺址》,北京:文物出版社,1999年,第1-9頁。
[29] 陳樹祥:《大冶銅綠山古礦冶遺址的科學價值解析》,《中國文化遺産》2016年3期,第52-60頁。
[30]黃石市博物館編著:《銅綠山礦冶遺址》,北京:文物出版社,1999年,第53,103-106,117-118,124,135-136,155頁。
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[37]潘莉莉:《陽新大路鋪遺址的複原與分期——從屈家嶺到後石家河》,中山大學人類學系碩士論文,2018年。
[38] 黃石市博物館編著:《銅綠山礦冶遺址》,北京:文物出版社,1999年,第11頁。
[39] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第77頁。
[40] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第77頁。
[41]潘莉莉:《陽新大路鋪遺址的複原與分期——從屈家嶺到後石家河》中山大學人類學系碩士論文,2018年。
[42] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,第78-81頁。
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[44] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,82-83頁。
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[46] 郭靜雲、邱詩螢、郭立新:《石家河文化:東亞自創的青銅文明(二)》,《南方文物》2020年3期,83-85頁。
[47]潘莉莉:《陽新大路鋪遺址的複原與分期——從屈家嶺到後石家河》中山大學人類學系碩士論文,2018年。
[48]郭立新、郭靜雲:《盤龍城國家的興衰暨同時代的曆史地圖——考古年代學的探索》,《盤龍城與長江國際學術研讨會論文集》,北京:科學出版社,2016年,第211-240頁。
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[50]郭立新、郭靜雲:《盤龍城國家的興衰暨同時代的曆史地圖——考古年代學的探索》,《盤龍城與長江國際學術研讨會論文集》,北京:科學出版社,2016年,第211-240頁。
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