英国大奥姆铜矿埋藏数千年的秘密
在大奥姆（Great Orme）海岬的最高点极目远眺，美丽宁静的风光尽收眼底，绵延起伏的绿色山丘和农田一直延伸到蔚蓝的爱尔兰海。
大奥姆海岬隧道在地下绵延五英里（图片来源：Amanda Ruggeri) 威尔士兰蒂德诺（Llandudno）高耸的海岬下有个埋藏了数千年的秘密。 海岬地下有超过 5 英里（8 公里）长的隧道。隧道有 9 种不同高度，深达 230 英尺（70 米），有的窄到仅容孩子通过。 这些隧道都属于一个铜矿：早在 3,800 年前被首次开采，在几个世纪中，它都是英国最大的铜矿。 英国利物浦大学考古学系艾伦·威廉姆斯（Alan Williams）的博士研究课题即为大奥姆海岬。他表示，“在 1980 年代和 1990 年代，从英国青铜时代完全不存在已知铜矿，到突然之间，发现了大量小铜矿，然后，大奥姆铜矿基本上成为其中最耀眼的明星，它比其他所有铜矿都要大，实际上，它是欧洲最大的铜矿之一。原来，它是铜矿中的巨石阵。” 在去年的 2015 年欧洲国际冶金考古会议上，威廉姆斯针对大奥姆铜矿发表研究报告（该报告即将作为论文出版），报告确认，大奥姆铜矿出产高质量的铜，用于制造青铜，有些还远销法国、荷兰，可能还有丹麦。 在被他称作“CSI （犯罪现场调查）演习”的调查中，他发现，大奥姆铜矿出产的铜与西北欧发现的青铜文物相吻合。为证明这点，他研究了两个可作为铜的“指纹”的变量：铜矿的微量元素及不同铅同位素的比率。 威廉姆斯表示，“可以说，青铜时代的大奥姆铜矿有一个黄金时代，当时在英国，大部分铜矿石都由它供应，不仅如此，我们还发现，在欧洲大陆，在法国布列塔尼，在荷兰，也许还有其他地方，情况也是如此。” 在大奥姆（Great Orme）海岬眺望威尔士兰蒂德诺（图片来源：Amanda Ruggeri) 但非同寻常的是，大奥姆铜矿虽然是史前英国最大的铜矿，却并非唯一。 不列颠群岛第一个主要铜矿出现在约 4,400 年前爱尔兰西南部的罗斯岛。我们能了解这一点的一个原因是，在许多英国史前矿井，都发现过骨制工具和木炭这样的文物，这就让研究人员能通过放射性碳测定年代法估计其年代。 铜是除过金外人类最早发现的金属，非常抢手。尽管铜闪闪发光，但硬度过低，因此无法成为制造工具或武器的理想材料。 在铜中加入一点儿更硬、更脆的锡，效果就会更好。这样就形成理想的合金：青铜。青铜最早从其他地方传入不列颠群岛，但到了约 4,100 年前，英国人就开始自己制造青铜。 制造青铜特别复杂，不仅技术复杂，而且在人员组织、沟通和制定计划方面都是如此，有时候战线还很长。这就有助于说明研究人员一般认为英国的青铜时代通常从 4,000 年前持续 2,800 年前的原因，因为在那时，社会复杂程度和社区间的联系已经达到一定的水平。 我们以开采铜矿和冶炼铜所需投入的人力资源为例。除了开采铜矿需要人，砍伐和采集木材生火冶炼铜也需要人，从海滩取来石头制作工具同样需要人，还有其他很多必不可少的工作都需要有人承担。 像其他小铜矿一样，大奥姆铜矿也从露天开采开始（图片来源：Amanda Ruggeri) 与此同时，英国唯一有锡矿的地方是康沃尔郡，从大奥姆要乘船向南 300 英里（480 公里）方可抵达那里。正如大奥姆海岬管理人尼克·乔伊特（Nick Jowett）指出的那样：“如果要一路前去康沃尔郡，带上两公吨铜去就毫无意义。他们必然要开会，也必然要沟通。” 剑桥大学考古部门的西蒙·汀布莱克（Simon Timberlake）表示，在威尔士曾发现有 4,100 年历史的十个铜矿。他说，“他们的工作反映了在不列颠群岛各地寻找铜矿的整个阶段。” 但是，他又表示，“平心而论，这些铜矿大多都很小，它们的规模根本无法和大奥姆相提并论。” 到了约 3,500 年前，最后一批这样的铜矿也逐渐消失了。有些铜矿可能从一开始储量就并不丰富。还有一些或者是资源耗尽，或者是开采到潜水面时，铜矿被水淹没。 我们来了解一下大奥姆铜矿。 像其他小铜矿一样，大奥姆铜矿一开始也采用一种露天开采系统。矿工只需要挖出表面呈现绿色和黑色纹理的铜矿石矿脉就行。 但很快，矿工们决定，除了沿着铜矿矿脉继续水平向前挖掘，还要沿着纵向不断向下挖掘，于是他们就挖出了我们现在看到的蜿蜒、狭窄的隧道。 制造铜最为集中的时期大约在 3,500 年前持续了两三个世纪，但放射性碳测定年代法测定表明，大奥姆铜矿又继续开采了一千年。 图中所示的孔雀石是最容易冶炼的一种铜矿石（图片来源：Phil Hill/Science Photo Library) 威廉姆斯表示，“英国有大量铜矿，很多地区都有，但大奥姆铜矿很特别。”其中有几个原因。 尽管许多不同类型的矿石都能冶炼出铜，但大奥姆铜矿一种被称为“孔雀石”（malachite）的碳酸铜形式的矿物，却是其中最容易冶炼出铜的一种矿石。 这种矿脉被含镁石灰石所环绕。这种矿石硬度不高，因此，与硅石等其他矿石相比，要更容易开掘。 由于大奥姆铜矿位于海岬上，因此，在掘进到潜水面前，矿工就有大量矿石可以发掘。这里还有可以利用的天然洞穴通道。 但这并不意味着采矿有多容易。 在大奥姆铜矿发现了 2,500 多把石工锤，最大的重达 66 磅（30 公斤），另外还发现了 35,000 多件骨制工具文物。因此，我们就得知，矿工们通常要用石制工具敲击岩石，直到能接着用骨制工具进行刮削处理。 但是，在大奥姆铜矿还发现了 40 多片青铜碎片，由于在岩石中留有标记，因此仅凭石制工具和骨制工具无法制成它们。在澳大利亚同时代的铜矿中也曾发现过青铜制品的证据。 这表明，矿工们还使用青铜采矿工具。只发现少量青铜碎片并不让人意外，因为史前矿工很有可能把骨制工具丢在地下，而青铜工具能回炉再利用，因此值得保留。 大奥姆铜矿曾被弃用，但到了 1700 年代，又被重新启用。（图片来源：Amanda Ruggeri) 由于挖掘工作艰苦繁重，隧道如此之小也就不足为奇了。隧道只需挖到够用就行了。 乔伊特笑着说，“隧道真的让人难以爬过，但我想，‘用一个石工锤对着一堵墙砸上八小时也很难啊。’” 至于那些小到最灵活的成年人也难以通过的隧道，也许是由儿童挖掘而成的。 乔伊特表示，当时的人可能全家都在矿上工作。“父母挖掘时，孩子们可能就在一旁帮助刮削以露出这些矿脉。当时与现在不同。孩子们没有学校可上。情况就是这样。” 随着掘进的深入，遭遇水淹的风险也就更大。到最后，由于水位随着季节而变化，在夏季，他们能达到的深度也许最浅。在 230 英尺（70 米）以下，他们会遇到潜水层。 最终，铜矿被完全废弃。几百年间，英国人用的青铜几乎全部要再度从欧洲大陆进口，因为欧洲大陆的矿脉更容易开采。 但是，正是在这几百年间，大奥姆铜矿帮助欧洲各地形成青铜网络。 无人能确定，大奥姆铜矿当年到底生产了多少铜。威廉姆斯表示，一系列因素导致精确估计铜产量几乎是不可能的，这些因素包括：不了解有多少矿石，又有多少被浪费，在开采和冶炼中又有多少损失。因此，估计的铜矿石产量很宽泛，约为 25 公吨到 1,760 公吨之间。 图中从左至右为西欧青铜时代的斧头，体现了斧头风格随时间的变迁（图片来源：Paul D Stewart/Science Photo Library) 威廉姆斯表示，“有些估计高的数字遭到批评，原因是多得离谱。” 很难想象，人口并不算多的不列颠群岛竟然能生产出如此数量的青铜制品。汀布莱克指出，已发现的爱尔兰青铜时代早期的斧头中，其全部金属含量也只有 0.75 公吨。 威廉姆斯又补充说，“但是，如果说有些青铜被长途交易，可能性就会更大。” 和英国一样，欧洲大陆也使用青铜制作从珠宝饰物到长矛等各色物件。但其中最常见的还是斧头。与易碎的石斧和硬度不高的铜斧不同，青铜斧头能让清理田地、造房子或伐木等繁重的工作变得更为容易和便捷，这也让它成为当时主要的多任务技术。 因为所具有的多种功能和价值，青铜也帮助塑造了英国和欧洲大陆的社会。在当时，掌握青铜越多，也就越有实力。正如考古学家通常所说的那样，青铜为当时社会等级制度的建立奠定了基础。 青铜交易也帮助不同社区之间建立联系，帮助传播新思想、新技术和新目标。具有讽刺意味的是，铜制品从欧洲大陆传入英国，颠覆了大奥姆铜矿的发展趋势，英国最终再度依赖与欧洲大陆的贸易。 又过了 1,500 年，罗马人来到英国，金属矿床开采才再次成为英国的一个巨大的产业。 请访问 BBC Earth 阅读 英文原文。 （责编：友义）