学者认为铜绿山矿山遗址的发掘已显示出古人矿山开采的规模与深度。

    湖泊淤泥沉积重建中国冶金史揭示古楚国青铜历程

    从公元前3000年开始，铜、锌、铅、镍等的含量开始增加，到了公元前467年到公元后221年左右，这些金属含量突然猛增，出现了相当明显的峰值。

    它正好与春秋战国的楚国兴盛相对应。

    湖北省大冶市的梁子湖，湖水清澈，盛产武昌鱼。几年前，来自中国内地和香港的科学家从湖底淤泥取了样品，分析了微量金属沉积在不同深度时的含量，并比较了铅同位素的比值，结果反映了所知的历史：战国时期，楚国身陷战乱，此时又正值该地青铜鼎盛时期，当地在附近著名的铜绿山附近大肆制造武器等青铜工具。而这一金属沉积的再次高峰，是2千年后的工业革命。这一发现刊登在近期的《环境科学与技术》期刊上。

    研究方法 千年沉积记录人类历史

    科学家探测史前气候的一个方法就是在北极冰层里钻孔，通过冰层里二氧化碳沉积断代来探测远古时期二氧化碳的含量。同样，如果要考察古代冶金史，金属沉积则是必不可少的要素，而最佳的储藏器就是泥炭、沼泽、湖泊淤泥等等被人类开发所遗弃的地方。

    “梁子湖是我国现阶段少存的相对清洁的湖泊，也是没有受到近期人为环境污染的湖，这样使样品分析出的数据具有可靠性和少人为污染的干扰；另外，梁子湖与我国江汉平原区是华中地区典型的沉积盆地，且沉积稳定，湖泊中沉积物连续，中间没有间断。”中国地质大学地球科学学院教授祁士华解释说，这两项就是本次研究的科学基础。

    梁子湖位于长江南岸，跨武汉市和鄂州市，与保安湖、三山湖和鸭儿湖紧邻。现人多还有对古时“云梦泽”的猜测，认为这些湖在春秋战国以前曾经连为一个巨大的内陆湖盆，那就是多份古籍中记载的“云梦泽”。然而此后，“云梦泽”随泥沙淤积或气候变化而逐渐消退，变成江汉内陆大大小小的上万个湖。

    而进入现代以后，当其他湖泊或骤减，或受污染的情况下，梁子湖现湖水清澈，较少受影响，“它的水都是可以直接喝的，它是湖北保护得最好的一个湖。”另一名研究者，中科院广州地球化学研究所研究员张干说。

    正因为此，这个鲜少受人类活动影响的湖成了相对而言最合适的研究位置。而更重要的是，梁子湖附近有着中国青铜时代最重要的矿山之一的铜绿山。这座山虽然并不为普通大众所知，但却是中国冶金史界各方专家都曾拜访过的地方。

    铜绿山距大冶市区3000米左右，经考古发掘有古采矿井、巷360多条，古代冶铜炉7座，采掘深度达50余米。残余炼渣40余万吨。井下散存有铜斧、铁锤、船形木斗、辘轳等多种采矿工具。铜绿山古铜矿遗址70年代被发现，是我国最早发现的古铜矿遗址，上世纪80年代它被列为全国重点文物保护单位。

    其实，这一研究的灵感竟然来自于一盘棋。祁士华在一次与该校退休老教授的下棋聊天中，无意产生了这么个想法：“湖北铜绿山是中国青铜时期最著名的矿山之一，为什么不在附近的梁子湖测量金属含量和铅同位素，看看铜绿山到底是什么时候开始开采的呢？”

    这只是研究的一个初步目的，此后，研究得到了中科院广州地球化学研究所和香港理工大学的支持，几方专家从各方开始调动起来。他们的分析，果然与5000年前战乱中的楚国青铜时代相对应。

　　钻研过程 湖底如何被“污染”？

    科学家在梁子湖中央位置提取了2.68米长的淤泥样品，从这段长度中，可以看出7000年内金属沉积物的含量。

    无论是北极的冰层还是湖底淤泥，只要没有受破坏，样品层都会随着时间逐层增加沉积物，最后就形成了树轮一样的断代纪录，要判断各层分别是哪个年代，C14就是测年最好的工具。

    自然界中的碳有三个同位素，C12和C13是稳定同位素，只有C14是放射性同位素，半衰期是5730年。由宇宙射线在大气中产生的C14，与氧结合成二氧化碳进入生物，并随着有机体死亡，以固定的量存留在其体内。

    因为在5730年的半衰期内，C14逐渐衰弱，因此，只要在含碳的物质中测定剩余的放射性C14，就可以推断出其年代。正因为此，C14成为史前考古学和第四纪晚地质学重要的断代手段。

    因为金属并不含碳，所以C14测年法永远没法运用在金属上，但是，因为伴随着金属沉积的同时，有大量同时期的木炭、柴枝等含碳物的沉积，因此，只要考证金属沉积物所处整个淤泥层的年代，就可以判断出金属沉积物的岁数。

    不过，C14也不是万能的，因为其误差在几百年左右，因此只能测“代”，而不能测“年”，近到百年中的环境检测就根本没法用C14来做。同样，也有一些科学家认为，本次梁子湖的研究采用C14的方法误差略嫌大了些，因为春秋战国本身就只有几百年的时间。

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