文明薪火

在中国上下五千年的悠长历史中，聪明勤劳的中国人于自然中汲取了许许多多的资源用以繁衍生息。中国对于矿产的开发很早，经过石器时代后，中国就进入了青铜器时代，开启了中国金属矿产的开发利用历史。这些金属的利用，不仅大大提升了中国人民的生产力，改善无数人民的生活，更是为后人留下了无数精美的文化瑰宝。像四羊方尊、司（后）母戊鼎等令世人惊叹的青铜器，还有千百年后依旧剑锋凛冽的越王勾践剑、保家卫国的钢铁火铳，都是中国人对金属矿产的开发利用成果。

青铜器集大成者——司母戊鼎

古时候的青铜礼器

中国对于金属矿产的开发自夏代晚期开始，彼时的中国进入了青铜器时代。商代对于青铜器的利用规模更是达到鼎盛，青铜手工业也因此得到了极大的发展。进入春秋时期，中国已经拥有了相当发达的采矿技术和冶铸工艺。除了铜矿的开采外，铅和锌作为组成青铜合金的重要金属也得到了开采和发展。战国时代后，中国从青铜时代迈向了铁器时代，这时候铁矿开采的规模越来越大，生铁所铸的铁器逐渐融入到千家万户的生活中。另外，对于一些贵金属如金、银等，人们对这些金属的开发利用也从很早就开始了。当然，如此多种金属的开发利用，离不开古人的找矿探矿经验。

管仲像（《古圣贤像传略》卷一）

在各种探矿理论中，最为著名的是战国时期的《管子·地数篇》，其中对于铁、铜、锌、铅、金、银、汞七种金属矿产的勘探有了系统性的总结。书中提到“山，上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；上有丹砂者，其下有金；上有慈石者，其下有铜金。此山之见荣者也”以及“上有陵石者，下有铅、锡、赤铜”。随着我国对矿产研究日益深入，夏湘蓉等老一辈矿产地质学家将《管子·地数篇》的找矿经验总结为六条口诀，称为“管子六艺”，分别是“上有赭者下有铁；上有慈石，下有铜金；上有铅者下有银；上有丹砂下有金；上有陵石下有铅、锡、赤铜；上有银者下有铅”。在漫长的探矿过程中，这六条探矿口诀为我国的矿产勘探提供了诸多指导。

重庆铜锣山矿床遗址

上有赭者下有铁

这里的赭石指的是赤铁矿（Fe2O3），古人发现当某地上方出现红褐色的赤铁矿，下面就会出现大型铁矿。这里的铁矿通常是指矽卡岩型铁矿，我国著名的大冶铁矿就是这一类型的铁矿。在成矿时，炽热而富含铁元素的矿浆侵入碳酸盐岩中而生成铁矿石。在主要成矿期可以出现大量磁铁矿矿石，而在后期过程中形成黄铁矿和菱铁矿等矿石。当然，这里的赭石也就是赤铁矿可能是在成矿期伴生的，但更有可能是各种铁矿石由于后期的风化作用而形成赤红色铁矿石。在大型的铁矿中，高品位的铁矿石暴露于地表后被风化形成赤铁矿，而古人在找矿时就根据这些出露的赭石寻找下面富集的铁矿石。

矽卡岩型铁矿成矿模式图（L. D. Meinert，1993）

 赤铁矿

大冶铁矿

上有慈石下有铜金

慈石也就是我们现在所说的磁铁矿，由于古人发现磁铁矿可以吸引许多铁磁性矿物，因此认为它有母性之仁慈，所以叫它慈石。这一口诀往往指斑岩型铜矿。斑岩型铜矿的发育与氧逸度密切相关，在成矿早期，氧逸度适合铜、金两种金属的成矿。而在晚期，氧逸度已经不适合成矿时，就会有磁铁矿的出现。因此，当广泛出现磁铁矿时，其下部很可能有铜、金等矿物的出现。 

磁铁矿

中国主要斑岩铜矿分布图(据芮宗瑶等，2004)

上有铅者下有银

这里的铅主要是指方铅矿，而银则是自然银或辉银矿。这里提到的自然银虽然是次生的，但也往往与辉银矿伴生，赋存于铅银矿床的氧化带中。而原生的辉银矿则是中、低温热液矿床中的常见矿物，这种矿床同时也发育方铅矿的矿石。方铅矿与辉铜矿在成矿过程中紧密联系，经常见到二者连生。古人对于这点的认识也尤为深刻，“铅乃银之母，银乃铅之精也”，虽然二者的形成可能并不能相互促进，但是不难看出这两种矿石紧密的共生关系。

方铅矿

苗族银饰

上有丹砂下有金

这则找矿口诀就不太适合现在的探矿了，丹砂和自然金两种矿物通常分别存在于各自的原生矿脉中，极少数可能有共生关系。然而，古人对于汞和金的成矿研究并不成熟，当时的汞矿和金矿都以砂矿为主，因此会出现汞和金共生的砂矿床，所以在当时根据这条口诀在当时找矿还是比较准确的。当然，从目前的研究来看，卡林型金矿也有自然金与辰砂伴生的现象，但是考虑到这种矿床主要产出微粒自然金，以古人的技术应该还不足以开采这种类型的矿床。

丹砂质花瓶

砂金

上有陵石下有铅、锡、赤铜

这里的陵石对我们来说是一个比较陌生的名字，而在《太平御览·地部三》将陵石引为绿石，经过后期学者考证为孔雀石。这条口诀不仅仅适用于以铅为主的铅锌铜多金属矿床，也适用于与铜、铅、锌共生的锡矿床和赤铜矿矿床。这些矿床因为富含硫化物、氯化物和铜离子，所以在表生风化过程中，会形成一些孔雀石。当然“上有陵石下有锡”和“上有陵石下有赤铜”这两种情况也是古人根据实际探矿现象总结出的经验。

孔雀石

锡石

上有银者下有铅

这一条口诀看起来是和第三条完全相反的结论，但其实在古代采矿中的应用也十分广泛。这种上面含银而下面为铅的关系，实际上并非指一个矿体中两种金属矿产的垂直分布关系，而是这两种矿产分别赋存于两个不同时代的地层中空间的上下关系。“管子六艺”为中国古代找矿探矿提供了扎实的理论基础，当然，除了《管子·地数篇》，我国历史上还有非常丰富的找矿探矿经验。在不少史料的记载中，当时的人们已经对岩层与矿床的关系有了比较明确的认知，通过页岩寻找煤矿等经验运用尤为广泛。

现代矿山

当然除了找矿外，中国古代也有着同样发达的采矿技术。这些领跑于当时世界的技术是中国古代劳动人民智慧的结晶。从古至今矿产资源都是一个国家的宝贵财富，如何开发利用好这些自然瑰宝，需要一代又一代地质人的不懈努力。

参考文献：[1]王一. 《中国古代矿业开发史》[J]. 中国科技史杂志, 1982(3):2.[2]盛唐西安. 中国古代的探矿理论[J]. 科学大观园, 2010(9):1.未标注的插图图源维基百科、图虫

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