白寿彝主编《中国通史》言“清代对铜矿的勘探，大部分沿袭唐宋以来的经验”[7]，所论精确。中国古代探矿理论形成很早，战国时期的《管子·地数篇》中载：“山上有赭者，其下有铁；上有鈆者，其下有银；上有丹砂者，其下有鉒金；上有慈石者，其下有铜金。此山之见荣者也。”所谓“山之见荣”，就是矿苗的露头，即根据矿苗和矿物的共生关系来寻找矿。南北朝的梁代，探矿理论有了新的发展，这就是有名的地植物找矿著作《地镜图》，它的主要观点是把地下的矿床和地表的植物联系起来，利用指示植物找矿。其后，唐代段成式对此作了初步的整理，如：“山上有葱，下有银；山上有薤，下有金；山上有姜，下有铜锡；山有宝玉，木旁枝皆下垂。”[8]
可见，我国利用矿苗与矿物共生关系以及地表指示植物找矿的理论早在唐代已基本形成，清代云南寻找铜矿的理论正基于此。《滇南新语》载：“矿有引线，老于厂者皆识之，依线打入。”[9]“线”即引线，亦曰矿苗，但张泓并未言明如何认识苗引。其后，倪慎枢言：“谛观山崖、石穴之间，有碧色如缕，或如带，即知其为苗。”[10]即铜矿苗为绿色，呈线条状，处于山间。《滇南矿厂工器图略》中对矿床有一形象的比喻：“譬之于瓜，闩者，蔓也；散矿者，叶也；堂矿者，瓜也。子闩之矿薄，老闩之矿进山，唯老于走厂者能辨之。”并进一步总结不同的矿床：“曰憨闩，色枯而质轻，无矿也；曰铺山闩，散漫无根，虽有所得，不过草皮微矿；曰竖生闩，直挂无枝，其势太独，亦不成大事；曰磨盘闩，盘旋曲绕，势多趋下，数年之后必致水患；曰跨刀闩，斜挂进山，忽断忽续，一得蓬座，分明小则成刷，大望成堂；曰大闩，宽厚尺余，横长数丈，石硖坚硬，马牙间错，一时不能得矿，既得之后，必有连堂，兼能悠久。”[11]
虽然清代云南铜矿勘探延续了唐代以来的探矿理论，但是通过经验总结，形成许多新的认识，对于铜矿床的发掘起到了重要的作用。而探矿离不开对矿石的认识，在探矿的过程中，云南铜矿特有的矿石种类也逐渐得到认识。
乾隆初年，路南州象羊铜厂的矿石中：“最佳者曰绿锡镴，炼千斤则铜居其五六，次曰白锡镴、栏头锡镴，再次曰珠沙锡碏，铜居其三四”[12]。檀萃言：“凡矿锡镴为上，墨绿次之，黄金箔又次之”[13]。倪慎枢亦说：“矿之名目不一，其佳者有黄胖、绿豆、青绿、墨绿，佳者为白锡镴，色白体重，边纹如簇针尖，油锡镴色光亮，红锡镴色红紫，金锡镴色深紫，尤佳者火药酥，色深黑，质松脆，皆彻矿。”[14]《滇南矿厂工器图略》总结为：“曰铜矿，凡数十种，紫金为上，加有红晕者曰火裹酥，兼有蓝晕者曰老鸦翎，呈分在五溜以上；曰马豆子，呈分最高，可七八溜，而断不成堂；曰黄金箔，易有水而最悠久；曰生铜，即自然铜也，改煎掺入能长呈分，大块可作器皿。”[15]今昆明市东川区汤丹镇有一老矿区称之为白锡镴，白锡镴乃清代云南铜矿石的一种名称，以此名厂，表明此地盛产此类铜矿石。民国二年（1913年）日本技师山口义胜考察时说：“汤丹现时最重要之矿区为新山、老新山及白锡镴诸处，……白锡镴昔曾出多量之斑铜矿，为旺盛矿区，现多旧坑。”[16]现代矿物学研究认为，古称之锡镴可分为以辉铜矿为主要成分的矿石和以斑铜矿为主要成分的矿石，含铜量分别为79.8%和63.3%；而火药酥的成分主要为黑铜矿，含铜量79.8%；黄金箔为黄铜矿，含铜量34.5%[17]。辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿是东川铜矿床中的主要矿石类型，这在现代矿产勘查以及考古普查中也得以证明。东川市文物管理所曾对古代矿冶遗址进行了大规模调查，其中，位于因民镇炉墩村西的狮子头清代采铜遗址残存一较大矿洞，洞口堆积有矿石，成分测定为次生斑铜矿，有少许孔雀石夹杂其间；位于舍块乡九龙村东的马家尖子洞清代采矿遗址，洞内矿石成分亦为次生斑铜矿和孔雀石；位于绿茂乡新厂村的新厂清代炼铜遗址，村南残存2座老矿洞，附近残留的采掘石渣有斑铜矿、孔雀石等矿石[18]。可见，东川铜矿以斑铜矿、孔雀石为主，与文献记载基本相符。
辉铜矿与斑铜矿的品位均比较高，当时的文献记载也反映出这一点。乾隆十年，张泓言路南州象羊厂绿锡镴（辉铜矿），“炼千斤则铜居其五六”，稍次的珠沙锡镴“铜居其三四”。三十多年后，檀萃走访老矿工言：“矿一石得铜八十斤为上，六十斤次之，四十斤又次之，三十斤又次之，不及十斤为下。”[19]传统的土法冶炼，技术、工艺相对低下，回收率低，铜质损失较大，试举二例。其一，笔者2010年4月赴东川实地调查时，汤丹、因民、茂麓等地迄今仍有大量清代炼铜后所遗留的铜渣，据附近矿业公司技术人员讲，经检测，这些矿渣中含铜量约在3%～5%之间，而现在东川铜矿的工业开采品位仅为0.6%，故有部分小矿厂专以收集旧矿渣为冶铜原料。另据民国初年云南实业司司长华封祝言，土法炼铜产生的烟灰中有大量金属铜颗粒存在，其中含铜量在7%左右[20]。综合以上因素，笔者推测乾隆年间云南铜矿石的平均品位约在55%左右。
嘉庆八年（1803年），云南巡抚永保奏称：路南州尖子厂“现计每日不过出硔二三千斤，每硔百斤出铜二十七八斤，每月仅获铜二三万斤，察看情形，尚恐日渐短缩”，“现查附近尖山厂之大兴、凤凰城、红石岩、红坡、发古等五旧厂，开采年久，硐老山空，则大兴等五厂额铜又有短缺”[21]。如果以90%回收率计算，嘉庆朝前期云南铜矿石平均品位约在37%左右。
《滇南矿厂工器图略》中所言，紫金、火药酥、老鸦翎、马豆子等矿石的品位高达50%以上，但此类矿石数量很少，在矿石总量中所占比重不大，不能以其推测当时矿石的平均品位。光绪二十四年（1898年）、宣统二年（1910年）法国人劳克尔和杜开洛游历云南，分别调查东川铜矿，所载：“落雪铜矿为碳化云斑岩，开采系在山边，并不甚深，肇始于一八九七年，至于大块仍留矿底，工人约一百名，矿含铜质百分之二十至四十，每日采额约半吨许。”“老厂（汤丹矿区）矿苗本系黄铜矿，惟与重土石凝结，故变为碳化铜，该处石灰石块开采已三百余处之多，掘深至一千五百米突，矿苗之含铜质百分之二十者，多经收熔，较次者不值熔炼，因所需焦炭须向四英里遥处采购也。”[22]民国二年，日本技师山口义胜调查东川茂麓新山矿区，其中一旧矿硐中“矿石含斑铜矿及黄铜矿，矿石含铜百分之二十云”，另一旧矿硐中“矿石系斑铜矿、赤铜矿、孔雀石等，矿石含铜约百分之十五。”东川矿务局茂麓分局收购矿石，其含铜量在1%～40%之间，因民厂收购矿石，其含铜量在1%～50%之间[23]。据此可以推定，清末民初，东川铜矿石的平均品位在20%左右。
高品位矿石冶炼成本低，出铜率高，意味着矿厂利润率高，故矿山一般先开采品位较高的矿石。因此，随着开采时间的推移，矿石平均品位会逐渐降低。以上研究表明，乾隆年间云南铜矿石平均品位为55%，嘉庆年间为37%，道光年间为20%，平均每20年矿石品位下降约7个百分点，符合矿业发展规律。
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