陕西洛南河口绿松石矿遗址调查报告*
2016-04-11北京科技大学冶金与材料史研究所陕西省考古研究院
北京科技大学冶金与材料史研究所 陕西省考古研究院
陕西洛南河口绿松石矿遗址调查报告*
北京科技大学冶金与材料史研究所 陕西省考古研究院
河口遗址,绿松石矿,石锤,先秦时期
河口矿业遗址位于陕西省洛南县洛河沿岸。2010~2015年,北京科技大学与陕西省考古研究院对河口遗址周边进行了数次调查,发现了10处古代开采绿松石的洞穴遗址。这批洞穴规模较大,采集到的遗物较为丰富,主要为石器和陶片。遗址中采集的石锤为一种古代的采矿工具,洞穴内发现的蓝色矿石经过定性分析,确认为绿松石,因此判断这批洞穴为古代开采绿松石的矿业遗址。从发现的陶片、开采工具的年代以及碳十四测年等资料判断,其开采年代始于新石器时代晚期到青铜时代早期,延续到春秋时期。唐宋时期仍有使用,但不能确定是否与矿石开采有关。河口古代绿松石矿业遗址的发现,为研究我国早期绿松石的开采、使用、流通及来源提供了重要信息。
洛南县位于陕西省东南,秦岭东段南麓,洛河上游。北依秦岭与华阴、潼关县相邻,南凭蟒岭与商州市、丹凤县毗连,东与河南省灵宝、卢氏县接壤,西同华县、蓝田县、商州市交界。洛水从县境中部穿流东去。河口古代绿松石矿位于洛南县中部的柏峪寺镇关帝庙村河口自然村(图一)。
20世纪80年代,王宜涛对河口村的鸡眼窑洞穴进行探查,发现了形制较为特别的带有槽状的斧状器,认为其属于华北“匿河—丁村系”文化序列,将遗址的年代定为旧石器时代末期[1]。因发现于河口村,该洞穴以河口遗址命名。1995年,王社江等对河口遗址进行再次调查,认为斧状器应称为石锤,石锤和新发现的石球是砸击工具,两者“属于一种新的文化
面貌”,但年代不可知[2]。2010年,李延祥等在进行古矿业考察时初步认定石锤为青铜时代采矿工具,河口遗址为开采绿松石的古矿遗址[3]。
2010~2015年北京科技大学、陕西考古研究院先后三次对河口遗址及其周边地区进行调查,发现了10个大小不一的古矿洞和一个露天采空坡体 (表一)。矿洞内发现大量石锤、陶片等遗物,现将调查情况报告如下:
图一 河口古矿位置示意图
表一 辣子崖矿洞情况表
一、古矿分布情况
古矿遗址沿着西峪河,集中分布在河谷两侧约200米的崖壁上。10个矿洞可分为南北两个区域,西峪河南岸发现6个矿洞,北岸发现4个矿洞。所发现的矿洞中以D1(河口遗址)的规模最大。这些矿洞均采用平巷洞开凿模式,岩壁留有敲砸痕迹。
1. 西峪河南岸矿洞
西峪河南岸的崖壁上分布着矿洞D1~D6。西峪河原先在D1(河口遗址)附近河道变宽,环绕一个半圆形台地,20世纪80年代,修村公路时将台地炸毁,河道取直,遗址洞外变为一条村公路,原始地貌发生了变化。
D1由一个前洞穴和两个后洞穴组成。前洞穴有三个小洞口,呈东西向排列。三个洞口位置随山势逐渐升高,西洞口高8.8、宽7.9米,中洞口宽约4.2、高5米,东洞口小,高约1.9、宽约3.2米。前洞穴内部南北长约15、东西宽约5~7米,洞内东南低,西北高,洞内最高处约6米 (图二、三)。
图二 D1洞口外观图
图三 D1平面图
后洞穴位于前洞穴南侧,有东西两个洞穴。东侧洞穴较大,洞口宽约1.5、残存高度约0.7米,进深约20米。洞室的东侧呈东西向开凿有3个支洞,自北向南分别长4.5、7.8、11.6米,3个支洞内呈平缓斜坡状,深度逐渐增加。南支洞最深,距离洞口约32米。西侧洞穴较为隐蔽,洞穴开口于前洞穴的西南壁,石渣填埋,可勉强爬入。高度仅为0.4、宽0.7米。洞内较大,宽约8、深约14米。
图四 D2平面图
图五 D3平面图
图六 D4平面图
D1前后洞穴都发现有立足平台,平台上可见脚蹬槽,距离顶部约一人高度。东侧后洞穴中部留有立柱。D1洞室内可见钝器击砸的痕迹,呈圆窝状和锯齿状。洞室的底部为破碎的板岩等石渣堆积,主要为开采尾矿,也有少量为自然剥落。
图七 绿松石料
图八 绿松石料
图九 绿松石料
图一〇 绿松石料
D2位于D1的西北,洞口高约2米,呈东北向。矿洞结构简单,基本为圆角长方形,弧顶,入深15、宽度3~4米(图四)。洞口有火烧痕迹。
D3位于岩壁的上部,距离地面较高,海拔879米。洞口较为隐蔽,洞穴呈圆角长方形,洞口宽7米,主洞进深约15米。洞穴东南角平行开两条南北向巷道,巷道间用3条东西向巷道汇通。巷道宽度约0.75~1、高约1.6米 ,东侧巷道长约6米,西侧约长约2米(图五)。
D4位于D1西南,平面呈“凹”字形(图六)。
D5、D6是两个袖珍型矿洞,距离矿洞群较远。
2. 露天采空坡体
西峪河南岸的矿洞群所在的崖壁上堆积着细碎的石渣,堆积呈扇形,底部宽45米,斜面长19米,顶角呈70°。坡面散落着若干石锤,部分石锤保存完整。解剖底部的一段,发现堆积呈层状分布,由雨水冲积的淤土和石渣组成。附近发现露天绿松石矿脉,推断该坡体可能为古人露天开采绿松石的采空区。说明河口古矿可能存在露天开采和平巷洞掘进两种开采模式 。
3. 西峪河北岸矿洞
位于西峪河的北岸的矿洞群由4处较浅矿洞组成,自东向西分别编号为:D7、D8、D9、D10。内部夯窝痕迹明显,除D7平面呈圆形,其他三处平面为矩形。
图一一 陶器
二、采集遗物
矿洞中发现了丰富的遗物,为先秦时期的陶器、石器、木质遗物、绿松石块体、动物骨器等,还有部分唐宋遗物。主要集中发现在D1(河口遗址)中,具体介绍如下:
1. 绿松石块体
矿洞内的绿松石多呈线状分布,采集到的绿松石多为片状,较薄,一般厚度小于5毫米。颜色为蓝色、绿色(图七~一〇)。
2. 陶器
陶片主要采集于D1洞内,由于散布于尾矿石渣内,磨损严重,多为不足5厘米的碎片,很少有可复原的器形,有些甚至不能判断陶器的种类。发现的陶片有泥质陶和夹砂陶,夹砂陶为主。泥质陶多为灰陶和磨光黑陶,夹砂陶红、褐、灰、黑陶皆有,灰陶、褐陶居多。陶器多为素面,纹饰主要有绳纹、篮纹、附加堆纹、戳印纹、弦纹等。此外还有一些陶片内壁带有圆圈纹饰。陶片多为手制,素面陶片表面磨光。可辨器型有鼎、鬲、盆、罐等。
鼎 2件。标本D1:1,鼎足,夹砂红陶。整体呈圆锥形,表面饰有四条附加堆纹,按压呈锯齿状,足尖略外撇。残高17厘米(图一一,9)。标本P:1,夹砂红陶。整体呈扁平三角形,横截面呈椭圆形,足外沿有对称的两串捏窝。残高15、厚2厘米(图一一,2)。
鬲 1件。标本D1:2,仅余足尖。夹砂灰陶。足部饰竖向粗绳纹,足根部有麻点纹。残高6.5厘米(图一一,8)。
盆 1件。标本D1:3,夹砂灰陶。侈口,方唇,颈下饰纵向细绳纹,腹部带鸡冠状鋬,残高6.8厘米(图一一,7)。
罐 大多仅剩口沿,泥质和夹砂两种,多为灰陶和黑陶,多为直颈侈口,方唇,磨光痕迹明显。标本D1:4,夹砂灰陶。侈口卷沿,方唇。器表饰竖向粗绳纹,颈下加饰一道宽附加堆纹。口径约16、残高约12.8厘米 (图一一,4)。标本D1:5,泥质灰陶。侈口方唇,圆肩,鼓腹。器表经磨光,上腹部饰一道绹索纹。口径26、残高约20厘米(图一一,1)。标本D1:6,仅余部分口腹部,夹砂黑陶。侈口方唇,束颈,鼓腹。表面磨光后饰竖向篮纹。口径24、残高12厘米(图一一,3)。标本D1:7,夹砂灰陶。侈口,颈下带有一小鋬。器表磨光,表面留有烟炙痕迹。残高约8厘米(图一一,5)。标本D1:8,夹砂黑陶。直口微侈,方唇。器表磨光,口部均匀装饰成排戳刺纹。残高6厘米(图一一,6)。
图一二 石锤(D1∶9)
图一三 石锤(D1∶10)
图一四 石锤(D2∶1)
图一五 石锤(D3∶1)
图一六 石锤(D3∶2)
3. 石器
石器主要有石锤、石球、石盏、磨石等。其中石锤和石球的数量最多。
石锤 数量较多,形制多样,器形多为圆柱形,器物中部多琢有一圈凹槽,可能为绑系之用。石质多为角闪岩,坚硬且韧性较好,打磨平整,石锤一端或两端有使用过的痕迹。标本D1:9,青色角闪岩,圆柱形,两端略窄。器身打磨平整,两端皆留有砸击痕迹。长16、宽8.5厘米(图一二)。标本D1:10,青色角闪岩。
图一七 石锤(P∶2)
图七石锤()器形硕大,器身宽扁,一端较平,一端浑圆。长38、宽23厘米,重达8.2千克(图一三)。标本D2:1,青白色角闪岩。器形小,圆柱形,一端残损,一端浑圆,琢制凹槽较宽,留有棱脊,未琢通。残长10、宽6厘米,重量为0.03千克(图一四)。标本D3:1,青白色角闪岩。器身扁平,器物一角缺失,推测器物为三角形或四边形,一端浑圆并有琢制的凹槽,但凹槽较浅,且未琢通。残长13、宽10、厚3.4厘米(图一五)。标本D3:2,青色角闪岩,器身为扁平四边形,未琢制凹槽,两端有砸痕。长12.5、宽9厘米(图一六)。标本P:2,青白色角闪岩。圆柱形较方,为四棱状,一端残损。残长18、宽9厘米(图一七)。
石球 数量较多,材质多为石英岩或砂岩。标本D1:11,白色石英岩,有两个相对较平的面,外棱带有明显的磨痕,长9、宽7厘米(图二〇)。
图一八 磨石(D1∶17)
图一九 磨石(D1∶12)
图二〇 石球(D1∶11)
图二一 动物头盖骨(D1∶14)
磨石 2件。标本D1:17,青色角闪石,一端有一U型弧形凹槽,槽内壁光滑,长31、宽12厘米(图一八)。标本D1:12,灰质板岩,质地疏松,该磨石一面平整,另一面中间有一贯通的凹槽,呈梯形,长约40、一端宽约25、另一端宽约15厘米(图一九)。
石盏 5件。该类石制品,一端有石柄,一端呈勺状,石柄与勺部均琢磨而成,勺状深浅不一,有的仅能放下一指尖,勺状部位的底部较为平整,外形类似古代所用灯具,暂名石盏。标本D1:13,青灰色角闪岩,勺部残缺,勺内磨光,勺部残长7、深1.8、柄部长8厘米(图二二)。
4. 其他遗物
在D1洞内还有骨器、木制品出现。一些木头有被劈砍、火烧的痕迹,还有些木头留下穿孔的痕迹。标本D1:14,动物头盖骨,边缘磨制,呈勺状,长9.5、宽5.8厘米(图二一)。
三、结语
1.石锤的功能与时代
河口古矿洞发现了大量的石锤工具。与之类似的石锤在我国发现范围较广,主要集中于燕山南北的辽西、蒙东地区、鄂皖交界的长江沿岸古铜矿区以及中原秦晋豫交界地区,此外在新疆和甘肃地区也有发现。这类石锤是一种特殊的采矿工具。河北承德寿王坟古铜矿遗址[4]、内蒙古喜鹊沟古铜矿遗址[5]、安徽铜陵古铜矿等遗址出土的采矿石锤,在形态上与辣子崖石锤相似(图二三、二四、二五),都具有显著的亚腰凹槽。因此河口古矿洞发现的石锤应该也是一种与采矿相关的工具。
发现这类石锤的遗址的年代多处于先秦时期。进入两汉时期,我国钢铁业迅速发展,铁锤逐渐得到利用。在安徽南陵大工山古代铜矿遗址[6]、湖北麻阳战国时期古铜矿遗址[7]、山西运城洞沟的东汉铜矿[8]等遗址中,铁锤是主要的采矿工具,这说明在青铜时代晚期铁器出现后,采矿石锤逐步被铁锤取代,渐渐退出历史的舞台。先秦时期,人们普遍使用石锤进行矿石开采,随着铁器的出现,石质开采工具逐渐被铁制工具取代,因此采矿石锤具有较强的年代指示作用,也可以作为找寻早期采矿遗址的重要线索[9]。
2.矿洞内采集矿石的定性检测及产状
为了准确定性和认识河口古矿洞所产矿石的矿种和微观结构,我们对采集矿石样本进行了扫描电镜分析和激光拉曼光谱分析。面扫结果发现:所取样品LZY-5等主要成分为绿松石 (图二六)。激光拉曼光谱分析样品LNLZY-2014-3等,显示该批样品为绿松石(图二七)。因此,综合判断河口古代矿洞为古代开采绿松石的矿洞。
图二二 石盏(D1:13)
图二三寿王坟古铜矿遗址石锤
图二四喜鹊沟古铜矿遗址石锤
图二五安徽铜陵古铜矿石锤
3.河口古绿松石矿的年代判定
河口古矿洞中发现的石锤在前面已经有论述,这些开采工具的年代应不晚于先秦时期。
从遗址采集的陶片看,罐D1:4与庙底沟二期出土罐相近。D1:5与客省庄二期出土喇叭口罐形制相近。D1:1鼎足形状与河南方城八里桥遗址所出鼎足类似,八里桥遗址鼎足亦为三角形和羊角形,且都有压窝纹和锯齿纹[10]。东龙山遗址[11]、淅川下王岗遗址[12]的鼎足,也常常在侧棱饰有压窝纹,且呈三角形或羊角形。遗址所见夹砂绳纹陶盆口沿带有一对山字形鸡冠鋬,与方城八里桥、淅川下王岗和东龙山遗址中所出鸡冠耳相似。遗址所见鬲足D1:2,足部满饰绳纹,而且出现麻点纹,与陇县店子秦墓春秋早期的鬲足比较接近,即为春秋早期的器物[13]。
图二六 样品LZY-5扫描电镜分析背散射照片
这批陶片的年代从龙山时代到二里头文化到东周时期,延续千余年,据此推测该矿洞群的开采时间跨度较长。
在调查过程中,采集到一些测年样品,包括骨头和木炭等,选取8件样品(4件碳样,4件骨样)在北京大学进行加速器质谱(AMS)测年。经树轮校正,所测年代范围在2030BC~500BC之间,基本处于新石器时代晚期到春秋时代,与石锤和陶片的判定年代基本相符。
综上推测,河口古代绿松石矿洞的最早开采年代可能早到新石器时代晚期,在夏时期、春秋时期也可能有开采。而相对确定的开采年代尚需进一步的考古调查与发掘才可能解决。
绿松石在我国早期文明进程中一直扮演着重要的角色,而目前学界对早期绿松石的开采和来源情况并不清楚。河口古代绿松石矿是目前中原周边发现的唯一一处早期绿松石古矿遗址,也是目前我国发现的最早的绿松石矿。
图二七 样品LNLZY-2014-3的拉曼光谱
该矿位于洛河沿岸,濒临关中平原,沿河而下280千米便可到达伊洛平原核心区。此次发现对解决中原及其周边地区新石器时代至青铜时代绿松石的来源和开采加工技术,具有重要意义,为揭示绿松石这一珍稀矿产资源的利用产业链及其对社会复杂化即文明进程的影响提供最新研究成果。
调 查:李延祥 先怡衡 陈坤龙
杨岐黄 邵安定 张登毅
谭宇辰
执 笔:先怡衡 李延祥 杨岐黄
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(责任编辑 张鹏程)
Hekou, Ancient turquoise mines, Stone hammer, Pre-Qin Period.
This article reports the discovery of the cluster of mining caves nearby one of the tributaries of the Luo River in Luonan County, Shaanxi Province. Rich archaeological remains, including pottery sherds and stone artifacts, were found at these sites. The assemblage of the stone artifacts includes hammers, balls, grindstones, lamps, and so forth. Preliminary research suggests that stone hammers was used as mining tools. Analytic research of ore collected, which are blue and green minerals, proves that they are turquoises. According to the typology of the ceramic sherds and14C dating results, this article suggests that the turquoise deposits were mined from the late Neolithic to the Springs and Autumns period. The discovery of the Hekou ancient turquoise mining site in Shaanxi provides signifi cant information for the provenance of turquoise in early China.
*本文为国家自然科学基金(批准号:51374030)阶段性成果。