家里有矿了不起啊?频频点头

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我们从小就在历史课本中了解过史前时代的大致顺序是:旧石器时代--新石器时代--青铜时代。到了青铜时代后,在爱琴海、埃及、美索不达米亚、印度和中国这些青铜冶炼铸造的发达地区便逐渐形成了诸多古文明中心。

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在一些小镇上,可以看到一筐筐的大石头,这其实就是铜矿石。图片来自:《刺客信条:奥德赛》
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在《刺客信条:奥德赛》中我们也能看到矿石开采、冶炼以及武器加工的场景,而主角就是古希腊人当时主要使用的金属——青铜和铁。


不过提到古希腊,大家首先想到的肯定是青铜圣斗士和青铜雕像,所以我们还是从青铜开始说起。


为了青铜大打出手?

在青铜时代,古人用青铜制作各种各样的东西,除了我们熟悉的中国古代的青铜礼器,古希腊的青铜雕像,他们还会用青铜制作餐具、首饰、农具以及武器等。但对于任何一个古代国家和地区来讲,乐器可以用木材制作,盘子和碗用陶的也不错,但打起仗来肯定是金属武器更有杀伤力。

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迈锡尼时期青铜剑的残余部分 公元前16世纪 雅典国家考古博物馆 图片来自:ancient.eu


古希腊有一场著名的战争——特洛伊战争(发生在古希腊的青铜时代),很多从影视剧了解到这场战争的人会误以为战争的发起就是为了抢美女海伦,但学者们指出,这场战争抢的其实是巨大的财富:

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如果海伦听说小王子爱的不是她,而是她身后的矿,会作何感想呢?图片来自电影:《特洛伊》


“从这里,我要带回的东西更多,

有黄金 、灰铁 、束腰秀美的女子和绛红的青铜。”

——荷马《伊利亚特》

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当时特洛伊的所在地就在如今的土耳其境内,这里分布着丰富的铜矿,而希腊本土上并没有可以直接利用的铜矿,所有当时的青铜只能依赖海上贸易进口。


占据亚欧海上枢纽天然交通优势的克里特岛就最先进入了青铜时代。那么,拥有铜矿资源和交通要道双重优势的特洛伊城会不会就因此成为争抢的对象呢?

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地中海地区主要矿藏分布图,其中红点处为铜矿,可以看出西亚的铜矿储备很丰富。 图片来自:《Archaeology of Mediterranean Prehistory》


很遗憾,目前这只能是一种推测。虽然我们无法判断铜矿在特洛伊战争爆发原因中占了多大比例,但我们可以确定的是希腊本土获得青铜的方式是靠进口。


1984年,考古学家在土耳其的乌鲁布伦海岸附近发现了一艘古希腊时期的沉船(Uluburun shipwreck),船上载满了各种货物,河马牙、象牙、玻璃还有不计其数的琥珀和珠宝饰品,但这里要提的是货物中的铜锭和锡锭。这些生铜足足有10吨重,它们都被做成了“牛皮锭”的形状。同时船上还有大约1吨的锡锭,这就意味着用这两种材料可以做出来将近11吨的青铜。

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重60磅的“牛皮”铜锭,发现于青铜时代晚期的Uluburun沉船残骸中。


考古学家推测,这条船很可能是从塞浦路斯(说法众多,择一举例)出发的,它本要航行到塞浦路斯以西地区,虽然不能仅根据货物断定其目的地,但位于希腊大陆的迈锡尼听上去很适合来接受这批豪华货物。

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专家推测的航行路 图片来自:academic.oup.com


在这样的背景下,谁掌握了海上控制权,谁就掌控了武器来源,形成对其他国家的绝对优势,后来的雅典城邦正是在强大海军的支撑下称雄一方。


在亚欧大陆的另一端,青铜同样是春秋列国争夺的战略资源。一直在蓄力发展的楚国,将目光盯上了铜矿资源丰富的隋(随)国,不惜三次讨伐,连君主都死了在战场上,历尽千辛万苦最终征服了隋(随)国,占有了当时最大的铜矿。


楚国的军队配备上了用青铜制作的精良武装,之后更是征战四方,所向披靡,而周王室也终于承认了楚国的地位。所以也正是青铜给楚国后来在战国时期的争霸奠定了物质基础。


想要青铜,得先有铜

青铜这么厉害,那它是怎么来的呢?首先我们要来了解下它的成分:

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游戏中铜矿石 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


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自然铜 山西地质博物馆 图片提供:小饼


青铜其实是一种铜与锡或铅的合金,但主要成分还是铜


为什么不用纯铜而非要用青铜呢?简单来说就是青铜强度更高,但熔点又较纯铜低(加入25%的锡冶炼青铜,熔点就会降低到800℃;而纯铜的熔点为1083℃)。


青铜可以直接利用天然形成的自然铜来熔铸。但是铜的化学性质不是很稳定,天然形成的自然铜含量很有限,所以人们还需要从铜的各种化合物里把铜提炼出来,比如下面这几位:

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蓝铜矿 图片来自:123rf.com.cn


古代炼铜的水平有限,只能从孔雀石、蓝铜矿和赤铜矿里提炼出铜,这三种矿物都是铜的氧化物我在游戏中就发现了一个疑似孔雀石矿的地方,大家不妨也一起对比下:

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疑似孔雀石矿 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


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孔雀石 图片来自:123rf.com.cn


古人把这些矿石采回来后加入木炭,用火煅烧,便能够得到致密光亮的金属铜单质,最后加上锡或铅就可以冶炼出青铜。这里顺便提一句,铁也是这样用熔炉烧出来的,区别就是冶炼铁的温度要比青铜高很多,所以难度也就更大

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冶炼金属图片来自:《刺客信条:奥德赛》

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可以看出里面有两种颜色的盾牌,青铜的和铁的。另外图中右侧还有铁块。 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


而如今技术先进了,人们现在主要黄铜矿,辉铜矿和斑铜矿提炼铜,这三种矿物都是铜的硫化物,因此需要先在高温下和氧气转化成铜的氧化物,才能再与木炭反应,炼出铜单质。

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黄铜矿 图片来自:123rf.com.cn


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斑铜矿 图片来自:123rf.com.cn


虽然选用的矿石有所不同,但化学式依然坚挺,青铜的制作方式原理依然和古时候没两样,只不过我们现代的冶炼装备更厉害了。


铁打的铜矿,流水的矿工

一般铜的氧化物分布的较浅,但更容易开采,因此被古人广泛利用,储量虽然较少但也能满足当时的需求;而铜的硫化物分布通常较深,储量较大,不易开采,只有现今技术水平才能大规模开采利用,满足现今对铜的大量需求。

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游戏中的冶炼场景图片来自:《刺客信条:奥德赛》


上面说古希腊的铜主要靠进口,其实希腊本土是有铜矿的,不过规模十分有限,比如位于希腊北部哈尔基季基州(Halkidiki)的斯库里铜矿。别看有矿,但到了马其顿帝国统治时期人们才开始对其大量开采,而那时的开采主要对象则铜矿里含的金。

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挖矿的奴隶 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


当时的希腊人主要通过观察岩石表面来找矿,然后便开始进行露天开采,规模通常都不太大。目前古希腊著作中提及较多的一个矿主要被用来开采银,是位于阿提卡的拉乌里乌姆银矿山,大家也可以在游戏中找到。

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击碎岩石的奴隶 图片来自:《刺客信条:奥德赛》

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将熔化的金属倒入模具制成锭 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


采矿的工具就和游戏中的工人(当时都是奴隶来进行这项工作)拿的差不多,有用来击碎石头的镐、锤和凿子。在将金属(青铜、铁、银都是类似操作)熔化后还要将其倒入模具做成锭,然后这些锭就会被运到负责加工的地方打制成工具。

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加工金属的小作坊 图片来自:《刺客信条:奥德赛》


说完古希腊,再来看看上文中提到的楚国。不同于希腊本土的铜矿,楚国从隋(随)国手中夺来的铜绿山(位于现湖北省大冶市城西南3公里处),却是一个规模宏大的铜矿,从商代晚期到现在都在进行开采和冶炼,仅从该古矿井遗址发现的铜渣就重达40吨,是我国目前保存最完整的一处古铜矿遗址。

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铜绿山采矿坑道遗址 图片来自:国际在线


时至今日,铜绿山仍然是我国重要的铜矿产地。许多人惊讶于这里的铜矿资源丰富,为何历经三千年开采仍未枯竭?


其实,虽然古今都在铜绿山开采铜矿,但古代开采的是浅层的孔雀石等矿物,现代开采的是较深的黄铜矿等矿物。开采能力和熔炼水平的差异,导致古人只能对浅层孔雀石等矿物进行冶炼,而现今人们已经能够对深部规模更为庞大的黄铜矿等矿物进行冶炼。


绝对硬核!金属都有CP了

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游戏中的德尔菲的御车人青铜雕塑(左)和德尔菲博物馆中的同款青铜雕塑(右),可以对比看出青铜的原色和历经风霜后的颜色变化。


无论是古希腊的青铜雕塑,还是我国古代的青铜礼器,它们都已经距离我们数千年了。如今我们在博物馆看到的青铜器多蒙着一层绿色,偶尔还有蓝色,但这不是它们的原色,而是青铜器上的锈色——蓝锈就是蓝铜矿的,绿锈就是孔雀石的(不过其他颜色的锈,比如黑锈、红锈等形成多是埋藏环境造成的,我也一时半会讲不明白需要化学老师救场)。


这里要强行给大家插播一段孔雀石和蓝铜矿的“铜”生共死的千古浪漫故事,以便说明其中蕴含的化学知识。

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蓝铜矿和孔雀石 山西地址博物馆 图片提供:小饼


孔雀石因呈现绿色、花纹好似绿孔雀的羽毛纹路而得名,蓝铜矿因呈现蓝色含铜而得名,我国古代根据颜色特征将两者分别称为“石绿”、“石青”。它们的化学组成都是碱式碳酸铜,都是铜的氧化产物,说白了就是铜生的锈


孔雀石的化学式:Cu(OH)CO

蓝铜矿的化学式:Cu(CO)(OH)


这两种矿物总是形影不离,甚至在一定条件下还能相互转化,因此被人们称为情侣矿物。它们的化学分子式也很接近,只是其间的少量差别导致晶体结构不同,从而在光线照射下分别呈现绿色和蓝色。

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图为随州市博物馆中“随州叶家山西周墓地展览”的一件青铜器,,可以清晰可见上面的蓝锈和绿锈。 摄影:@动脉影


在富含铜矿的地区,表面的铜很容易被氧化成孔雀石和蓝铜矿,由于色泽鲜艳,很容易被人发现,因而可以作为一种重要的铜矿找矿标志。许多古代被开采的铜的氧化物矿,下面很可能还有大量的铜的硫化物矿,我国的大冶、德兴铜矿就是这样找到的。

最终孔雀石和蓝铜矿这对情侣由“铜”而生,又在人类的熔炉里共赴死亡,化身为各种铜器。看完之后的你,是否感“铜”身受呢?


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上期内容:古希腊的战士吃了啥这么厉害?


特别鸣谢:育碧中国 《刺客信条:奥德赛》


撰文 | 杨帅斌

游戏玩家 | 小饼

微信编辑 | 小饼


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