原文刊载于《中国文化遗产》2023年第2期：专题研究挖掘文物和文化遗产多重价值
矿业遗产技术价值及特征要素研究——以大冶铜绿山古铜矿遗址为例
张文平王冬冬①
（北京科技大学科技史与文化遗产研究院，北京，100083）
摘要：技术价值是工业遗产的核心价值之一，需要通过一定的特征要素呈现出来，从而被识别和感知。矿业遗产是工业遗产中蕴含技术价值最为显著的一类，其特征要素也更为丰富和突出，可作为研究的突破口。矿业遗产技术价值应围绕矿业生产中的一系列技术展开，包括技术本身承载的或通过技术反映出来的价值。矿业遗产技术价值特征要素可被归纳为四个方面，包括物质要素、技术及工艺流程、生产人员和管理体系、生产活动对当时社会的影响等。上述内容能够通过田野考古、科技考古、操作链分析、科学技术史研究等途径挖掘。湖北大冶铜绿山古铜矿遗址，依照上述四个方面剖析其技术价值特征要素，包括选址、井巷、竖炉、工具等；探矿、采矿、冶炼技术及工艺流程；人员结构、生产体系等；对政治军事、经济文化、科技的影响等，进而可归纳出与技术价值的对应关系。案例研究为矿业遗产技术价值研究提供详细的分析路径，即挖掘技术价值特征要素，分析要素反映技术价值的特征，归纳并阐释技术价值。该研究体系可普遍适用于从古代延续至近现代的矿业遗产，有利于促进矿业遗产调查研究、价值评估等工作的开展，为工业遗产保护利用工作奠定基础，对工业考古和工业遗产学科的发展也应有所裨益。
关键词：工业遗产；矿业遗产；技术价值；特征要素；铜绿山古铜矿；工业考古
一、工业遗产技术价值及特征要素
（一）技术价值在工业遗产价值体系中的地位
工业遗产见证了人类工业活动产生、发展、转移和消亡的进程。无论是古代手工业生产活动，还是近现代机器大工业的生产活动，其保留下的工业遗存都是工业遗产，是工业史、技术史、考古学、遗产学的重要资料。关于工业遗产的价值和价值体系，《关于工业遗产的下塔吉尔宪章》[1]《都柏林准则》[2]《台北亚洲工业遗产宣言》[3]《工业遗产保护和利用导则》[4]《国家工业遗产管理办法》[5]等文件、宪章等均有不尽相同的阐释。与此同时，国内外学者对工业遗产价值和价值体系也进行了丰富的研究，如MerciuFlorentina-Cristina等[6]、青木信夫等[7]、姜振寰[8]、刘伯英等[9]、刘抚英等[10]、徐苏斌[11]等，形成了多维度、多层次，各具特色的价值体系。整体来看，学界基本认为工业遗产包含至少以下主要价值：历史、科学、技术、艺术或美学、社会、文化、经济和生态价值等，其中生态价值、科学价值等研究还有待深入。
（二）工业遗产技术价值特征要素
与之相应，工业遗产的技术价值也可通过一定的特征要素呈现出来，从而被感知。以往研究中对于工业遗产技术价值涉及特征要素的描述很多，但多以罗列为主，或者与技术价值交织表述，尚未形成体系化的阐述。本文梳理国内外重要文件，以及主要学者研究中对于工业遗产技术价值核心要素的描述，以权威研究和惯例的描述为准，通过对比各要素的内涵与意义，对相似描述进行同义替换，得出要素云图②（图1）。
图1技术价值特征要素频率云图
二、矿业遗产及其杰出代表
（一）矿业遗产、技术价值及特征要素
1.矿业遗产概述
矿业遗产是工业遗产的重要类型之一，指历史上在矿产探查、开采、选冶和产品制作等过程中形成的一切遗存[21]，包括物质遗存和非物质遗存。
古代矿业遗产体现了先民们认识自然和改造自然的杰出智慧。国务院公布的八批次全国重点文物保护单位中至少有50余处矿业遗产，其中大部分为古代矿业遗产。古代人民创造、发展、创新、改进矿业生产活动中的一系列技术，合理利用自然资源提高生产力和生产水平，并对当时以及后世社会发展产生深远的影响，可作为矿业工业生产和矿业文化发展的独特见证。
2.矿业遗产技术价值及特征要素概述
西班牙《比埃尔索矿业工业遗产保护宪章》提出作为工业遗产重要组成部分的矿业遗产具有独特的历史价值、材料价值、技术过程价值、环境价值、人类学或民族学价值、美学价值等[26]。矿业废弃地遗产价值研究者也认为矿业遗产蕴含生态、理论、技术、经济、历史和文化、教育、美学、社会和人文等[27]一系列价值。可见技术或技术过程价值在矿业遗产中的地位突出且明确。矿业遗产的技术价值应围绕矿业生产中的一系列技术展开，包括技术本身承载的或通过技术反映出来的价值。
矿业遗产技术价值特征要素构成十分复杂，尤为关键的是，对于古代采矿、选矿等活动形成的遗存辨识难度大、分析判断较为困难，需要运用专业方法和手段寻找矿业遗产中存在的各类要素。基于工业遗产技术价值特征要素的词频分析，本文将矿业遗产技术价值对应的主要特征要素分为以下四个方面：
1）体现在矿业生产活动的选址、布局、设施、设备、工具、产品等物质要素上；
2）体现在矿业生产活动所运用的技术、方法、工艺流程等核心要素上；
3）体现在从事矿业生产活动的人员、管理、运营上；
4）体现在矿业生产活动对当时社会各方面的影响上。
（二）矿业遗产的杰出代表——大冶铜绿山古铜矿遗址
在世界遗产的突出普遍价值视角下，王晶认为铜绿山遗址符合突出普遍价值标准中的(ⅲ)和(ⅳ)，即铜绿山遗址可为中国古代矿冶生产传统提供特殊的见证，其矿冶工业序列、工业技术、生产方式等对后世产生了深远影响并成为其他地区同行业发展的范例[29]。汤强松等也认为铜绿山遗址的价值体现在它是当时世界范围内先进技术的代表，是人类创造力的杰作[30]。
从文化遗产和工业遗产价值角度来看，舒韶雄等认为铜绿山遗址具有科技、历史、艺术、社会、经济价值等，其科技价值体现在其先进的工业技术和工艺流程、保留下来的古代独特的产业技术等[31]；陈树祥聚焦于铜绿山遗址的科学价值，认为体现在采矿、洗矿、冶铜技术、生产工具等方面[32]。此外，殷玮璋从铜绿山古铜矿遗址的重要性出发总结了其填补学术研究空白的价值与影响[33]。
已有研究从整体上分析了铜绿山遗址的价值体系，为本研究奠定了重要基础，但技术价值涉及较少，特征要素尚未深入挖掘和归纳，二者之间的对应还不清晰。为此，本文将深入挖掘铜绿山遗址的技术价值及特征要素，丰富对铜绿山古铜矿遗址的认识。
三、大冶铜绿山古铜矿遗址技术价值特征要素与技术价值
结合上述矿业遗产技术价值及其特征要素的分析，下文以铜绿山古铜矿遗址为例进行分析，其中部分技术价值与科学价值结合紧密，难以分割。
（一）物质要素体现的价值
1.选址铜绿山矿体现了古人因地制宜开发资源的智慧
铜绿山矿是国内大型富铜矿山之一，矿石资源储量大、品位高（图2a）。据《大冶县志》记载，铜绿山每逢骤雨过时就有铜绿点缀于土石之上，可见古时地表铜矿资源极为丰富[34]。矿区内地形多低山、丘陵和盆地，地势落差较小；气候温暖湿润；紧邻大冶湖，与长江水运连接，形成水上交通网络。优越的自然条件为铜绿山古铜矿的大规模开采和冶炼提供了天然的基础，充分体现出古人因地制宜开发自然环境创造适宜生产条件的智慧。
图2铜绿山古铜矿遗址的生产流程及部分生产工具（作者自摄）
2.井巷结合的采矿设施是采矿技术不断发展的支撑
铜绿山各矿体的考古发掘中，发现了丰富的采矿设施[35]（图2b），尤其以井巷支护设施最为丰富。从保存完整的采矿设施和结构中，可以发现古人在铜绿山古铜矿的开采中建造了竖井、平巷、盲井、斜井相结合的地下井巷结构。这些井巷相互贯通，层层延伸，并设有支护结构与之配套，不仅使采矿工作的效率得到提高，地下井巷的安全性也得到兼顾，是体现采矿技术先进性的重要物质载体。
3.炼铜竖炉在当时具有先进性
铜绿山经考古发现有多处冶炼遗址，其中Ⅺ号矿体冶炼遗址清理出春秋时期的炼铜竖炉10座，保存炉基、炉缸和炉壁等（图2c）。竖炉具有合理的结构和良好的抗压性能，可连续加料、连续排渣、间断放铜，性能好、炉龄长、操作简便、产铜量大、质量高。竖炉的炉身有鼓风口保证通风，炉缸设有金门用于铜料和炉渣的排放，炉基下有独特的“风沟”结构。冶炼时“风沟”可对炉内进行防潮保温，而相似的结构在16世纪的瑞典才出现，早于西方国家一千多年[36]。
4.多样化的生产工具支撑先秦西汉时期矿业生产活动的开展
铜绿山遗址首次发现功能齐全、种类多样的生产工具，古人发明船形木斗、木杵、木臼等工具实现探矿；运用镢、锛、铲、斧、锤等工具进行矿井采掘拓展；运用木水槽、木棍、木板、木桶、草绳等促进地下井巷的排水；运用饱油竹签、油灯等实现地下井巷的安全照明；通过木钩、绳索、木轱辘等实现高效率提升；将提升的地下水通过木制排水槽使其流向矿场冲洗铜矿；通过竹筐、竹箕等进行装运；运用鼓风器送风进行高温冶炼[37][38]（图2d、e、f）。实物证据表明了先秦西汉时期矿业生产活动的先进性。
（二）技术及工艺流程中体现的价值
1.科学的探矿技术是古人掌握自然规律的表现
铜绿山地表铜矿资源极为丰富，最初开发阶段通过地表自然景观，如暴露的矿石、矿物共生物等来寻找矿体，满足露天开采的需求。当发展到地下开采时，为准确找到矿石的位置，古人采用重砂分析法判断含矿量大的区域。重砂分析法即将碾碎的矿土装入船型木斗用水进行淘洗清走泥土，而金属矿物沉于水底，观察沉淀的多少即可判断取土区域的矿物含量，从而确定井巷的采掘方向[39]，这一找矿方法证明古人已掌握了矿石分布的规律，在当时是非常先进的。
2.连续承继的采矿技术见证了矿业技术持续发展的轨迹
铜绿山在商代以露天开采为主，井下开采初步形成；西周时期承继发展；春秋时期采用竖井、斜井、平巷联合开拓，井下联合开采初具规模；战国至西汉时期地下开采系统已相当完整，采矿技术在汉代达到全盛。水平分层、方框支护充填、房柱等采矿法趋于成熟[40]，同时也带动着矿井提升、排水和通风技术的进步，逐渐形成了较为完整的采矿工艺模式并有着明显的连续性和继承性[41]，见证了矿业技术持续发展的轨迹。
3.先进的冶炼技术是当时生产力水平发展的代表
冶炼技术的先进性主要体现在配矿技术、铜冶炼技术等方面。夏鼐等通过冶炼的模拟实验，发现加配溶剂后冶炼出的炉渣与铜绿山的古炉渣十分接近，推断当时铜绿山的工匠已掌握了较好的配矿技术[42]。李延祥对铜绿山XI号矿体的炼铜炉渣进行了科技考古分析，证明铜绿山的冶铜技术不仅运用了“氧化矿—铜”工艺，还运用了“硫化矿—冰铜—铜”工艺[43]，生产出了纯度较高的铜产品。铜绿山废弃炉渣的检测显示，其平均铜含量只有0.7%，其他化学性质也非常稳定，证明当时冶炼技术的确已达到了较高水平。
4.工艺流程具有变革性、完整性
铜绿山古铜矿的采矿活动由露天开采发展到地下开采，是铜绿山生产流程和生产活动的重大变革。这并不仅是生产空间的简单变化，也促进了井下开采及其辅助技术发展，意味着生产方式的变革和技术上的飞跃[44]。古人在此运用先进的方法进行探矿、采矿，冶炼出粗铜和小件铜器，为其他地区青铜铸造提供加工原料。除铜产品的铸造和加工工序以外，铜绿山古铜矿拥有一套较为完整的“探矿—采矿—冶炼”生产流程，是古代采矿和冶炼工业发展的缩影。
（三）生产人员和管理体系中体现的价值
1.相对完善的人员结构促进矿业生产活动
2.有效的生产管理体系保障矿业生产活动
（四）生产活动对当时社会影响中体现的价值
1.为商周时期政治军事发展提供物质基础
2.反映出当时经济文化的交流互动
考古工作发现大冶市内商周时期与铜矿开采冶炼关系密切的遗址122处[50]，以及城址、墓葬等。这些遗址围绕铜矿有序分布，表明当时矿业的发展促进着区域人口增长、经济繁荣。铜绿山产出的铜产品输出数量丰富，输出范围广泛，不仅满足附近区域铜产品的需求，还远达中原、宁夏、安徽等地[51]，在输出过程中各地经济产生了丰富的互动。中原地区发现产自铜绿山的铜料所铸造的器物，而铜绿山遗址也发现有商代二里岗期的陶鬲足[52]，表明两地之间也产生着一定程度上的文化交流。这种经济文化的交流互动，促进了早期中华文明的形成。
（五）铜绿山古铜矿遗址的技术价值及特征要素
综上，铜绿山古铜矿遗址具有丰富的特征要素，并可归纳为技术价值的五个方面（见表1）。
表1铜绿山古铜矿“特征要素→技术价值”的对应
四、矿业遗产技术价值及特征要素研究的一般路径及对比研究
铜绿山古铜矿遗址技术价值和特征要素的探讨，对矿业遗产技术价值的一般性研究具有一定启发意义。矿业遗产技术价值研究的一般路径为挖掘技术价值特征要素，分析要素反映技术价值的特征，归纳并阐释技术价值（图3）。
图3矿业遗产技术价值③及价值特征要素研究路径（作者自绘）
这一体系可普遍适用于从古代延续至近现代的矿业遗产。例如法伦铜矿展示了至少9至20世纪瑞典中部达拉纳地区的铜矿生产活动。采矿生产留下的巨大露天采矿坑、巷道、竖井等是人类利用和改造自然环境的聪明才智和杰出创造力的典型证据；采矿技术的发展及对其他地区的影响展现了采矿技术持续发展、扩散和转移的轨迹；17世纪以来法伦铜矿矿业技术的发展对瑞典和欧洲的技术、经济、社会和政治发展产生了强烈的影响，展现了当时的技术水平和社会状况[54]。又如欧洲银、锡、铀等多种金属的重要产地厄尔士/克鲁什内山脉矿区展现了12至20世纪连续800年的矿山开采活动。长期性的采矿、开创性的水管理、创新性的加工和冶炼，见证了萨克森—波希米亚矿石山脉作为从文艺复兴时期到近代的技术和科学创新中心的杰出地位和影响力；萨克森—波希米亚矿山体现了连续性的采矿景观，土地在不同时期和操作流程下利用情况各异，各个发展阶段受到国家控制逐渐增强；矿工在15至20世纪不断向世界各地移民，对各地技术和科学的交流互动发挥了关键作用[55]。
五、结语
本文在工业遗产技术价值及其特征要素研究的基础上，确立矿业遗产技术价值及其特征要素；以铜绿山古铜矿遗址为例，挖掘出十余项特征要素，分析要素反映技术价值的特征，归纳为五个层面的技术价值；继而提出矿业遗产技术价值及特征要素研究的一般路径，并尝试分析法伦铜矿等著名矿业遗产，取得了较好的效果。
工业遗产门类众多，不同时代、不同行业的工业遗产内涵存在着较大的差异，本文仅以古代矿业遗产研究技术价值及其特征要素可能存在一定的局限性，可根据遗产特征进行部分调整。本文期望建立起矿业遗产技术价值及特征要素研究的一般路径，直接促进矿业遗产调查研究、价值评估等工作的开展，为工业遗产保护利用工作奠定基础，也对工业考古和工业遗产学科的发展有所裨益。
（致谢：感谢北京科技大学科技史与文化遗产研究院JuanManuelCANO-SANCHIZ副教授对本研究的指导与帮助。）
[基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金“基于考古学研究的古矿冶遗产保护利用”（编号FRF-BR-20-15A）阶段性成果。]
注释：
①通讯作者。
③矿业遗产技术价值的五个层面参考《技术史视角下的工业遗产技术价值研究》中工业遗产技术价值特征，见参考文献[13]。
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TechnologicalValueandAttributesofMiningHeritage:ACaseStudyoftheHeritageSiteofTonglvshanAncientCopperMineinDaye
ZhangWenping1,WangDongdong1
（1.InstituteforCulturalHeritageandHistoryofScience&Technology,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China）
Abstract:Asoneofthecorevaluesofindustrialheritage,technologicalvaluehasattractedmuchattentionnowadays.However,thereisstillavagueunderstandingofitstechnologicalvalue.Attributesthatcouldbeidentifiedandperceivedarecommonlyusedinpresentingthetechnologicalvalueofindustrialheritage.Amongindustrialheritage,miningheritagecontainsthemostsignicanttechnologicalvalue,withdiversifiedandprominentattributes,andtherefore,canserveastheobjectofinvestigationofthisstudy.Combiningtheoriesandmethodsofdifferentdisciplines,includingarchaeology,industrialarchaeology,historyofscienceandtechnology,andheritagestudies,thispaperfirstexplainedthetechnologicalvalueandattributesofindustrialheritage.Technologicalvalueheavilydependsontechnologyitself,therefore,itiscloselyrelatedtothetangibleandintangibleelementswhichcarriedorwereaffectedbytechnologies.Thoseelementsconstitutetheattributesofthetechnologicalvalue.Afterstatisticalanalysisoftheattributesoftechnologicalvalueofindustrialheritage,morethan30itemswereidentified.
Basedonthesefindings,thepaperexplainedtechnologicalvalueandattributesofminingheritageandproposedthemethodsfortheirexploration.Technologicalvalueofminingheritageshouldbediscussedwithrespecttoaseriesofproductiontechnologieswhichwereadoptedbytheminingindustry,includingthevaluecarriedorreflectedbythetechnologiesthemselves.Attributesoftechnologicalvalueofminingheritagearesummarizedintofourcategories,namely,material,technologyandprocess,productionpersonnelandmanagementsystem,andimpactsofproductionactivitiesonthesocietyatproductionperiod.Alltheseattributescouldbeexploredthroughfieldarchaeology,archaeologicalscience,analysisofChaneOpératoire,andstudyonhistoryofscienceandtechnology.
Keywords:industrialheritage;miningheritage;technologicalvalue;attributes;Tonglvshanancientcoppermine;industrialarchaeology
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