美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来——中国民间采金技术梳理(二)
金矿,有砂金和脉金两种。
脉金矿,矿床大多布在高山地区,由内力地质作用形成的原生金矿,又称岩金、内生金矿,它是所有类型金矿的总源头。
而砂金矿,又称外生金矿。大多是脉金矿露出地表后,经过长期风化剥蚀,破碎的含金碎屑物通过风和流水等的搬运分选作用,在某一地富集、沉积而成矿。当然,也有山金矿经风化剥蚀后,碎屑物在原地堆积,形成残积型砂金矿床,或用组分沿斜坡堆积形成的坡积型砂金矿床。此外还有一种伴生金矿,但含金量低,常在有色金属开采过程中加以回收利用。
此外,在我国古代还有山金、砂金之分。但山金的含义不单指脉金矿,还包括残积型、坡积型砂金矿床,意即指山上产的金(个人觉得这种分类不太科学)。
金矿,特别是砂金矿,采矿和选矿的过程通常是连续作业的,所以“采淘”或“淘采”二字常连用。下边,先从采选的第一步“采”说起。
民间的采金土法,因含金层的埋藏深度不同,分露天和地下两种,以露采居多。而人类淘采金矿,最早是从地丧表砂金开始的。因为河面或河滩表层的自然金,不仅易于发现,开采难度也最低。而这一类现代河床或溪沟中的冲积砂金矿床,在古代又称作“水金”。宋应星《天工开物•五金》中说:“水金……皆于江沙水中,淘沃取金。”采掘对象是含金河沙。
河面“水金”埋藏最浅,可以边捞边淘,最为简单。但如果遇到埋藏在河谷、河岸、古河道中的冲积砂金,就需要剥离覆盖的砂砾层进行开采了。
覆盖在两米以下的含金层,利用一些诸如剥土、开槽之类的轻型工程,一次就可将覆盖层剥掉。一般先挖出个空区作“基坑”,再向前方依次剥取开采。但如果含金层埋深在两米多到四米深的区域,覆盖层一次就搬不开了。黑龙江地区的淘金客有经验,叫“搬七(尺)不搬八(尺)”。其解决方法,则是在中间修建一个台阶接力挖掘,用大挑杆、土绞车这类的设备把挖出的沙石运出,如果坑底水多,妨碍作业,还要挖暗渠排水。
在露采中,挖掘的采矿作业面要比实际的金矿面积大,所以在外围会有许多不含金的废石。废石与金矿的比例叫剥离比,如果含金层埋藏太深,剥离比就会急剧加大,露采的成本过高。这时就只能运用“平地掘井”的方式了,也叫“坑采”。
坑采一般是向下掘竖、斜井,边挖掘边支护,井口长方形,横截面二乘以四米,每下一米就加固一道井框。掘井直到基岩,再根据金矿蕴藏状况打水平巷道,工人们在横的巷道内作业,然后通过竖、斜井把含金矿砂运到地面进行选矿。
而有些阶地砂金分布在高起的河岸以上,有时高出水面十几米,这就需要在半“山”开窿,采出的含金砂往下运,到有水的地方淘洗。
砂金开采,作到“底”至关重要。底板,指的是含金层的最下限。淘金行话中讲:“沙(第四声,做动词)金不到底,白搭二斗米”。因为越到底板,金子越富。由于底板岩性、硬度、裂隙的不同,各冲“底”的优劣也各有不同,有一种夹在砂层半腰的泥带假底(又称“火燎”),往往会给人造成假象,挖到假底就止步不前了,殊不知“假底”下含金反而更富。
以上所说,都是砂金较常规的开采方法,下边再介绍几种比较特殊的采法。
唐《蛮书》中,描述云南地区的有些高山缺水,当地土著人只能先挖一个大坑,然后利用夏季的降雨积水,将采掘到的残积型、坡积型砂金放在水中淘洗拣选。而干旱的连雨水都无处利用的地区,如新疆于田,地势高敞,金苗零星隐见,当地土人就只能利用风扬沙以取金,“大者如豆,细者如粟”,算是以风当水的“风选法”。
更有奇者,则是家禽采金。唐代《岭表录异》就有相关记载。鸟类有吞食砂子帮助消化的习性,一些江河田野中含有砂金,家禽会连同黄金一起摄入,久而久之滞留体内,胗内就会又黄金颗粒积聚。现实生活中,我国广西巴马县一家农民过节杀鹅,在鹅胗里发现了重约10克的黄金。好奇之下又多杀了几只,发现每只体内都带有多少不一的黄金。之后人们根据鹅群活动的范围寻找,果然在一条小河的上游发现了金矿。
此外,还有值得一提的是,在北方高寒地带,金客们为了能在冬季继续采掘作业,甚至还开发出“顶冻皮”、“二加棚”的方法。在条件合适的地方,人可以在坚硬的冻土层保护下,沿着排水道紧贴基岩向金矿层掘进,搬运土石,刨出一个三十到四十米宽的采场。地下采场中温度较高,人不受天寒之苦,而当地下采场初具规模后,还可以利用大量渗出的地下水,在冻土层下挖砂、冲槽、筛金,大大缩短了搬运废砂石的距离。而当时如果有外人从附近走过,能听见脚下的挖土声,能看见不远处排水道里流出的浑水,却不见一个人影。
说完了砂金的开采,再扯一下岩金。
历史上,岩金的开发远远滞后于砂金。原因有三,其一是找矿难度较大;其二是岩金开发有“穿岩破洞之脸”,凿山、坑下安全等技术要求都较高;其三是矿石的破碎、选冶、淬炼技术都比较复杂,相对难掌握。
我国脉金(岩金)开采的年代究竟始于何时,尚无定沦,但根据历史学家讨论,应至少早于唐。岩金的成功开采,大大扩展了黄金的来源,在黄金开发史上具有重大意义。
寻找脉金的方法也多,除了根据冲积砂金矿的分布推断上游岩金矿源的位置外,还多利用“伴金石”寻找脉金矿床。
伴金石在古籍中多有体现。李时珍《本草纲目》引唐代《本草拾遗》中记载:“常见人取金,掘土深丈余,至纷子石,石皆一头黑焦,石下有金……”其中提到的“纷子石”,就是伴金石。
宋代寇宗奭《本草衍义》种也曾记载:“颗块金,即穴山或至百十尺,见伴金石,其石褐色,一头如火烧黑之状,此定见金也,其金色深赤黄。”此外,明宋应星的《天工开物•五金》也有记载:“金多出西南,取者穴山至十余丈,见伴金石,即可见金,其石褐色,一头如火烧黑状。”“然岭南夷撩洞穴中,金初出如黑铁落,深挖数丈得之黑焦石下。”
由上述可见,唐、宋及至明代的找金技师与科学家,已经把伴金石作为金矿的找矿标志。只要找到伴金石,必定可以见到金矿。
按古人的描述,伴金石有三大特征:一是“其石褐色”、“黑状”、“黑焦”,说明伴金石的颜色为黑褐色;二是“黑焦”、“如火烧”,被烧焦物一般具有一定硬度和脆性,也许伴金石同样具有这种特性;三是伴金石又名“纷子石”,纷又“多、杂乱”之意,因此,“磊砢”则说明伴金石呈散粒状构造产出。
经现代历史与地质科学家分析,具备上述这三个特征的黑色矿物主要有三种:一是黑褐色石英脉;二是黄铁矿、黄铜矿、辉银矿等;三是与脉金矿伴生的黝铜矿、方铅矿、闪锌矿。
有趣的是,中国民间找矿业的这种黑色“伴金石”,恰好与日本“黑矿”及其矿床的含义相合。“黑矿”,是日本矿业特有的传统名词,指本色为黑色的一种矿石,以闪锌矿、方铅矿、黝铜矿致密集合体的表面呈黑色而得名,矿床的边缘带内蕴含着大量的金银矿(古代日本是重要的金银产地)。
日本的黑矿过去一直被认为是独特的矿床,但在古代中国,匠师根据长期寻找和开拓金矿脉的经验,把具有黑色特征的与金伴生的矿物集合体称为伴金石,其含义比日本的“黑矿”更名确了
找到矿床后,岩金多以“地下采”方式展开。山地开平硐,小盲井分段接力;平地、丘凌,或小立井或小斜井分段接力。依矿体的产状,缓而薄的小矿脉,常由下而上,边采边填,不规则的小矿脉,边掘边采,一追到底。采出的金矿石,常用石碾子、石磨,或捣矿锤粉碎,南方水资源丰富,也用水磨。粉碎后的矿肉,才能进入下一道淘选环节。
岩金开采的技术进步,主要表现在“穿岩破洞”的方法上。从最初使用锤、凿等工具简单凿山开洞,到实行“火爆法”采掘,是很重要的一步。今人在湖南发现了多处明朝洪武时期的老窿古硐,硐内火烧过的坑道遗存、木炭碎屑的遗迹以及铁条、钢钎等工具,都记下了古人“火爆法”采金的历史。火爆法后,随着黑火药的应用越来越成熟,火药爆破,开山采金,更是巨大的进步。
这一部分,基本是对砂金和岩金矿体开采技术的梳理,下面是淘选环节。