中國(guó)古代的探礦理論

中國(guó)古代有比較系統(tǒng)的探礦理論。最著名的是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《管子·地?cái)?shù)篇》。它總結(jié)了一些礦床中礦物的分布規(guī)律，指出可以根據(jù)礦苗和礦物的共生關(guān)系來(lái)尋找礦床。

書(shū)中說(shuō)道：“山，上有赭者，其下有鐵；上有鈆（‘鈆是鉛的異體字——引者注）者，其下有銀；一曰上有鈆者，其下有鉒銀；上有丹砂者，其下有鉒金；上有慈石者，其下有銅金。此山之見(jiàn)榮者也?！庇终f(shuō)：“上有丹砂者，下有黃金；上有慈石者，下有銅金；上有陵石者，下有鈆、錫、赤銅；上有赭者，下有鐵。此山之見(jiàn)榮者也?！彼^“山之見(jiàn)榮”，就是礦苗的露頭。此外，在唐代張守節(jié)的《史記正義》中，所引《管子》文字略有不同：“山上有赭，其下有鐵；山上有鉛，其下有銀；山上有銀，其下有丹；山上有磁石，其下有金也?！?/p>

上引三段文字互有出入，夏湘蓉等把它們歸納成六條，稱作“管子六條”：第一，山上有赭，其下有鐵；第二，山上有磁石，其下有銅金；第三，山上有鉛，其下有銀；第四，山上有丹砂，其下有黃金；第五，山上有陵石，其下有鉛、錫、赤銅；第六，山上有銀，其下有丹。六條中，第一、二兩條是三段文字所共有。第三、四兩條是兩段文字所共有。第五、六兩條卻是一段文字僅有的?！肮茏恿鶙l”包括鐵、銅、錫、鉛、金、銀、汞七種金屬礦產(chǎn)，分組說(shuō)明它們的上下關(guān)系，是西漢以前找礦采礦實(shí)踐中得出的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)?！肮茏恿鶙l”中所說(shuō)的上下關(guān)系，包含三種意義：

第一，一個(gè)垂直的礦體或一條礦脈，山上露頭中出現(xiàn)某種礦物，可能對(duì)下面賦存的另一種主要礦產(chǎn)起到指示作用，這種指示礦物在古代稱作“苗”或“引”。又某些多金屬礦體（脈）的上部和下部富集的礦種有所不同，這種垂直分帶現(xiàn)象，在古代也是有所認(rèn)識(shí)的。

第二，山上出現(xiàn)的某種礦物和山下出現(xiàn)的另一種礦物，分別產(chǎn)于不同的地層或巖石中，既不同屬于一個(gè)礦體，成因上又沒(méi)有明顯的聯(lián)系，屬于這種情況的上下關(guān)系，僅僅是一種空間位置的相對(duì)關(guān)系。

第三，山上賦存有某種原生礦床，而山下出現(xiàn)另一種砂礦，這也是一種上下關(guān)系。這種關(guān)系也不一定和礦床成因有聯(lián)系。

由于“管子六條”是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，因此，它是符合實(shí)際的，有科學(xué)價(jià)值的。各條的科學(xué)價(jià)值是：

第一條，無(wú)疑是從采礦實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)。它基本上適用于邯鄲、邢臺(tái)式、大冶式和某些鞍山式鐵礦。

第二條，是古人從開(kāi)發(fā)銅礦中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)。適用于銅綠山類型的銅礦。

第三條，這里的“鉛”主要指方鉛礦，“銀”指自然銀或輝銀礦。自然銀主要是次生的，賦存于鉛銀（或銀鉛）礦床上部的氧化帶中。《楚雄縣志》說(shuō)：“鉛乃銀之母，銀乃鉛之精也?！陛x銀礦的成因有次生的，也有原生的。原生輝銀礦經(jīng)常和方鉛礦共生。

第四條，丹砂和自然金在汞或金的原生礦脈中，除少數(shù)外，一般不存在共生關(guān)系。這條規(guī)律，對(duì)于原生脈金礦床來(lái)說(shuō)，沒(méi)有實(shí)際意義。不過(guò)先秦時(shí)期的汞礦或金礦都以砂礦為主。在汞和金共生的砂礦床中，這條規(guī)律是確切的，是反映實(shí)際情況的。

第五條，陵石，《太平御覽》地部三引作綠石，就是孔雀石。因此，這條規(guī)律適用于以鉛為主的鉛鋅銅多金屬礦床，上有綠石、下有錫的現(xiàn)象也是存在的，而上有綠石、下有赤銅是實(shí)際情況的確切反映。

第六條，也是古代采礦經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。這種銀在上、汞在下的上下關(guān)系，是兩種礦產(chǎn)賦存于時(shí)代不同的兩個(gè)地層中的上下關(guān)系，而不是一個(gè)礦體（脈）中金屬礦產(chǎn)的垂直分帶關(guān)系。

除了“管子六條”外，古人對(duì)礦物和圍巖的關(guān)系也有所認(rèn)識(shí)，并且把它用于找礦。比如唐代陳藏器把粉子石作為金礦的標(biāo)志（見(jiàn)《本草綱目》卷八）。宋代，蘇頌把白石作為辰砂礦的標(biāo)志（見(jiàn)《重修政和經(jīng)史證類備用本草》卷三）。

清初孫廷銓（1616—1674）在《顏山雜記》中記載了人們利用巖層和礦床的關(guān)系找礦，說(shuō)：“凡脈炭者，視其山石，數(shù)石則行，青石、砂石則否。察其土有黑苗，測(cè)其石之層數(shù)，避其沁水之潦，因上以知下，因近以知遠(yuǎn)，往而獲之為良工。”這段話的意思是：凡是找煤礦的人，必須先觀察山上的巖石性質(zhì)。假如山上有頁(yè)巖出現(xiàn)，就可能有煤。如果山上全是石灰?guī)r、砂巖，就沒(méi)有煤。當(dāng)看到土地上有黑色的煤層露頭時(shí)，就要仔細(xì)測(cè)量煤層上下巖石的層次，避開(kāi)涌水。從上面的巖層情況推測(cè)地下的各種情況，從近處的巖層情況推測(cè)遠(yuǎn)處的各種情況。這樣去找煤礦就容易找到。這樣的人才是優(yōu)秀的煤礦勘探者。

在探礦理論方面，南北朝的梁代出現(xiàn)了新的理論著作，體現(xiàn)了新的方向。這就是有名的地植物找礦著作——《地鏡圖》?！兜冂R圖》原書(shū)已佚，現(xiàn)在只能從后人的引文中看到它的部分內(nèi)容。它的主要觀點(diǎn)是把地下的礦床和地表的植物聯(lián)系起來(lái)，是現(xiàn)代指示植物找礦或生物地球化學(xué)找礦方法的肇端，是一個(gè)很有科學(xué)價(jià)值的新創(chuàng)見(jiàn)，新理論。當(dāng)然，這個(gè)新理論也是逐步產(chǎn)生的，并不是突然出現(xiàn)的。往上追溯，我們發(fā)現(xiàn)，《荀子·勸學(xué)篇》就說(shuō)過(guò)：“玉在山而草木潤(rùn)”，首次提出了山上賦存的礦物和周圍植物生態(tài)有關(guān)的思想。晉張華《博物志》也說(shuō)：“山……有谷者生玉”。到《地鏡圖》，內(nèi)容就大大充實(shí)了。書(shū)中說(shuō)道：“二月中，草木先生下垂者，下有美玉。五月中，草木葉有青厚而無(wú)汁，枝下垂者，其地有玉。八月中，草木獨(dú)有枝葉下垂者，（下）必有美玉。有云，八月后草木死者亦有玉。十二月中，草木獨(dú)有枝葉垂者，下有美玉。山有蔥，下有銀，光隱隱正白。草莖赤秀，下有鉛；草莖黃秀，下有銅器?！碧拼纬墒剑ǎ俊?63）對(duì)它作了初步的整理，說(shuō)：“山上有蔥，下有銀；山上有薤，下有金；山上有姜，下有銅錫；山有寶玉，木旁枝皆下垂?！保ā队详?yáng)雜俎》卷十六）這些記載，不一定完全和實(shí)際相符，但是他所指出的利用指示植物找礦的方向是對(duì)的。

對(duì)中國(guó)古代利用指示植物找礦理論的發(fā)明和發(fā)展，英國(guó)科學(xué)史家李約瑟曾經(jīng)作過(guò)恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，他說(shuō)：“中國(guó)人在中古代所進(jìn)行的觀察，確實(shí)可以說(shuō)是仍在迅速發(fā)展中的、范圍十分廣闊的現(xiàn)代科學(xué)理論和科學(xué)實(shí)踐的先驅(qū)?！?/p>