《商代早期铜矿的开采与冶炼技术》 第一步：矿藏的发现与勘探 在商代早期（约公元前1600-前1300年），铜矿资源的发现主要依赖于地表露头矿的识别。探矿者通过观察特定植被（如“铜草”等指示植物）、岩石颜色（如孔雀石等含铜矿物呈现的绿色或蓝色）以及矿脉的天然出露来定位矿点。这种经验性知识往往由专业氏族世代相传。当时对矿脉的走向和深部延伸的判断，主要依靠在露头处进行小规模追踪和试掘。 第二步：原始开采方法与工具 开采以露天开采为主，辅以浅井和巷硐。露天开采即顺着矿脉露头，人工剥离覆盖的土层和岩石。对于埋藏稍深的矿体，则挖掘竖井或斜井，到达矿层后再向侧方开挖短巷道。工具以石器和木器为主，包括石锤、石钁、木撬棍等。用石锤砸击矿岩，用木棍撬动裂隙。为获取支撑木材和解决井下通风，开采深度受到严格限制。矿石在坑内经过初步分选，将高品位矿石运出。 第三步：矿石的初加工与运输 采出的矿石（主要是氧化矿，如孔雀石、蓝铜矿）会在矿区附近进行破碎和筛选。使用大型石砧和石锤，将大块矿石砸成核桃大小的碎块，以便于运输和冶炼。运输依靠人力背负或畜力（可能使用牛）驮运。由于早期政治实体控制范围有限，铜矿开采点通常距离核心聚居区不算极远，但矿石运输仍是耗费人力的艰巨任务。 第四步：选址筑炉与燃料准备 冶炼遗址多选在矿区附近靠近水源、燃料充足且通风良好的山坡上。早期冶炼炉为地穴式或半地穴式竖炉，用草拌泥夯筑而成，炉身矮小（高度约0.5-1米），侧部有鼓风口，底部有泄流孔。燃料主要为木炭，这要求大量砍伐树木并建窑烧制炭，构成了冶炼生产的重要环节。木炭不仅提供高温，其多孔结构也利于炉内气流通过。 第五步：冶炼工艺过程（“氧化矿—铜”的还原冶炼） 焙烧 ：将碎矿石在空气中用堆烧法进行初步焙烧，除去部分硫和挥发物，并使部分硫化矿转化为氧化矿，这是处理混合矿种的关键预处理。 装料与熔炼 ：在炉内交替铺放木炭和矿石碎块，点燃后从鼓风口送入空气（可能使用皮囊鼓风）助燃。炉温可达1100°C左右，矿石中的氧化铜在还原气氛（一氧化碳）中被还原为金属铜。 出铜 ：熔化的铜液因比重大沉降至炉底，脉石等杂质与助熔剂（如添加的石灰石）形成比重较轻的炉渣浮于上层。冶炼结束后，打破炉壁或打开泄流孔，将铜液引流注入陶范或浅坑中，凝固成粗铜锭（俗称“冰铜锭”或“红铜锭”）。 第六步：技术进步与意义 商代早期冶炼技术虽原始，但已掌握了筑炉、配矿、鼓风、造渣、分离金属与 slag 等基本冶金流程。粗铜锭会被运送到中心铸铜作坊，作为铸造青铜器的原料。这一套从探矿、开采到冶炼出粗铜的完整技术体系，是商代青铜文明赖以存在的物质基础，标志着中国进入了规模化开采和冶炼金属矿物的新阶段，为王权控制战略资源、推动社会复杂化奠定了基础。