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▲绛县西吴壁遗址发现二里头文化时期的木炭窑
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新发现
又见西吴壁！
又是西吴壁！
近日，
从山西省考古研究院传来消息，
山西绛县西吴壁遗址发现一处特殊遗迹
——二里头文化时期的木炭窑。
这，
是国内迄今为止发现的最早的木炭窑遗迹。
▲西吴壁遗址位置及周邻区域地形图
西吴壁遗址，位于山西省绛县古绛镇西吴壁村南，地处涑水河北岸的黄土台地上，南距中条山约6公里。该处遗址曾被列入“2019年度全国十大考古新发现”，填补了中国冶金考古的空白。
自2018年开始，中国国家博物馆、山西省考古研究院及运城市文物保护研究所组成联合考古队，在西吴壁遗址展开考古工作，确认该遗址是一处夏商时期生产规模大、专业化程度高的冶铜遗址。
2018年—2019年，在遗址冶铜遗存集中分布区东区发掘时，发现一处特殊遗迹，通过精细化发掘，进行了完整揭露。为搞清其性质，考古队结合考古背景，从民间材料寻找线索，并通过实验考古予以验证，最终判定该特殊遗迹为二里头文化时期的木炭窑。
▲木炭窑遗迹与疑似附属设施
考古及文献资料表明，木炭在先秦时期广泛用于取暖、冶金、防潮等领域，所用数量非常巨大。《周礼》《吕氏春秋》等文献中还记载了烧炭季节等与木炭生产有关的细节，但以往从未在田野考古工作中发现夏商时期生产木炭的场所。
西吴壁遗址二里头文化时期的木炭窑，不仅是国内迄今为止发现的最早的木炭窑遗迹，也是已见与冶铜生产存在直接关系的遗迹中较为完整的一处。
这组木炭窑的发现，为研究早期生产、利用木炭及早期木炭质量等问题提供了重要材料，同时为复原冶铜生产工作链，厘清冶铜作坊布局增加了新材料，具有较为重要的学术意义。
考古 揭秘
实验考古，
如何“发现”中国最古木炭窑？
这次发现木炭窑特殊遗迹后，考古队不急于对其定性，而是通过精细化发掘、记录，结合民间调查及实验考古为一体，所得之结果当可经得起时间考验。
2019年秋季，结合考古背景，考古队怀疑这组特殊遗迹与早期烧制木炭有关。为搞清其性质，考古队从民间材料寻找线索，决定在附近选址仿建一座圆形直壁窑室，开展烧制木炭的实验，以验证此种结构的遗迹是否具备生产木炭的功能，并观察烧制木炭后形成的遗迹与发掘所见者是否相同。
烧制木炭实验包括选址建窑、装柴、点火、封窑、取炭等步骤。
第一步选址建窑。考古队选取了发掘区南部的一处断坎，掏挖建筑木炭窑。首先先把断坎南侧的土地弄平整，形成操作面，再利用铁锹、钁头等小型工具，在断坎上横向掏窑，到达一定深度后，向上掘进扩大空间。其次在窑室的后半部分向上掏洞，穿透坎上地面形成烟囱，并以草拌泥涂抹烟囱内壁，随后在地面上用瓦片搭成圆筒状，用以加高烟囱。至此，木炭窑主体便完成了。
▲木炭窑建造过程
1.横向掏窑 2.扩大空间并掏烟囱
3.烟囱口穿透地表 4.草拌泥抹烟囱
5.加高烟囱 6.木炭窑侧面
第二步装柴点火。考古队共进行了三次烧制木炭实验，在第三次进行烧炭实验时，选用了西吴壁村2018年砍伐的山楂树干，用斧头将其加工成长约0.8米的圆木，然后以粗头向上、细头朝下的方式，将加工好的木料放入窑室，并在窑门口地面堆垒石块，形成贴近地面处的进风口。完成装柴工作后，开始点火烧炭。当大部分木材都燃烧起来时，烟囱开始冒“黑烟”，窑室内部的温度越来越高，当达到624℃时，封闭窑门，但继续保持窑门下部进风口处于通畅状态，当窑内温度达到800℃时，完全封闭窑室及烟囱，待窑室温度下降为68℃时，准备开窑取炭。
▲木炭窑装柴点火过程
1.木炭窑正面 2.垒放木材
3.封闭大部分窑门 4.引燃窑室
▲封闭窑门
▲木炭窑温度变化图
第三步开窑取炭，共取出64千克木炭。考古队对木炭窑进行了解剖，发现窑门外壁及窑室前壁已被灼烧至硬结，形成一层较厚的暗红色土块，窑室后壁未烧结，但窑室大部分被染成炭黑色，形成较厚且坚硬的黑色炭层。这与遗迹中的窑壁和底部的黑色炭层基本相同。
▲开窑取炭过程
1.开窑取炭 2.窑门外壁
3.木炭出窑后的窑室 4.解剖窑室
▲模拟实验后解剖所得的木炭窑室
为确保所得数据确凿无虞，类似烧制木炭的实验反复进行4次，所得数据基本相同。加之西吴壁遗址附近就是森林茂密的中条山，可以作为稳定的木料来源地，因此，大量烧制木炭完全不成问题。
这次实验考古中贯穿的辨识遗迹的思想，对今后科学认识在田野考古中发现的特殊遗迹具有一定程度的启示意义。
古代木炭
不仅取暖与做饭
文 / 赵柒斤
应对寒潮，众人纷纷解除了秋裤封印，我却在故纸堆里翻找起古人的御寒“利器”——木炭。结果发现，它不仅是古代使用率最高的采暖原料，更是煤与石油未大规模开发应用前的国家战略能源，是推动工业、能源等文明发展的动力之一。
木炭，乃是木质原料经不完全燃烧或于隔绝空气的条件下，热解后所余之深褐色或黑色燃料。正如东汉许慎《说文》所言：“炭，烧木留性，寒月供然（燃）火取暖者，不烟不焰，可贵也。”其中“烧木留性”说得非常巧妙，明白无误地交代了炭是木材烧出来的，但又不是完全燃烧，还保留着木的特性。这也说明，古代烧炭是一项技术活。
成熟的木炭史可追溯至商周时期。《周礼·月令》曰：“季秋草木黄落，乃伐薪为炭。”《礼记·月令》谓：“大者可析谓之薪，小者合束谓之柴。”汉代学者郑玄解释说：“粗者曰薪，细者曰蒸（柴）。” 也就是说，炭是粗木烧制的。
那么，烧炭干吗？《周礼·天官冢宰》载：“凡寝中之事，扫除，执烛，共炉炭。”为此，周朝还设立掌管木炭的官员。《周礼·地官》“司徒第二”云：“掌炭，掌灰物，炭物之征令，以时入之，以权量受之，以共邦之用，凡炭灰之事。”由此可见，周朝已对木炭这种能源上升到法治层面，建立了从采集、使用到日常管理的思想体系与相关制度。
▲马王堆一号墓出土的木炭
因木炭易燃、耐烧、洁净且易贮存和运输，所以不但用于古代上流社会的炊事和取暖，也成了极好的冶炼燃料。据历史文献记载，商周时的青铜、战国时期的铁器以及后来的陶瓷和酿酒业等均由炭火冶炼而成，这与官方以赋税名义大量征缴并在官营冶炼业推广使用大有关系。
即便煤炭及石油资源已开采应用的宋、明、清朝代，木炭仍是冶铸业的主要燃料。北宋初的文学家、名 相李昉在《太平御览》说，用竹炭“炼好铁”。南宋陆游《老学庵笔记》曰：“邛州出铁，烹炼利于竹炭，皆用牛车载以入城。”明末科学家宋应星《天工开物》曰：“炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。凡山林无煤之处，锻工先择坚硬条木烧成火墨。其炎更烈于煤。”清代文人屈大均的史料笔记《广东新语》载：“产铁之山，有林木方可开炉。山苟童然，虽多铁亦无所用，此铁山之所以不易得也。”不过，南方盛产竹子，当地人常“烧巨竹”使之成炭，代替木炭和煤炭充填各地冶铸作坊的熔炉。
当然，制炭工艺也随其用途增加不断提升。商周时期便出现了“白炭”。即薪材于窑内炭化后，并不立即出炉，利用热解生成的挥发物燃烧时产生的高温进行精炼后，再覆盖冷却。因此炭在窑外又燃烧一次，故重量相对较轻、硬度更高，价格也昂贵。成书于光绪二十五年的《钦定大清会典》载：“白炭千斤，准银十两五钱；黑炭千斤，准银三两三钱”。
▲鲁山县望城岗冶铁遗址出土的木炭
具有明显的材表
除了白炭、黑炭、竹炭，古人还开发了“麸炭”“瑞炭”“金刚炭”“兽炭”等。唐代白居易有诗云：“日暮半炉麸炭火，夜深一盏纱笼烛。”五代王仁裕《开元天宝遗事》卷上“瑞炭”条称：“西凉国进贡的炭百条，各长尺余，表面青色，坚硬如铁。每条可烧十日，其热气逼人而不可近也。”北宋初户部尚书陶毂在《清异录》卷下“金刚炭”条谓：“有司以进御炉，围径欲及盆口，自唐宋五代皆然……小炽一炉，可以终日。”南宋叶廷珪《海录碎事》卷六记有“兽炭”。
更值得称颂的是，古人凭智慧将最早仅用于炊事和取暖的木炭其他功能也陆续开发出来，使其在丧葬、祭祀、医药、火药、绘画诸领域也大展拳脚。
春秋战国及秦汉时期的墓葬流行用木炭防腐，此可以《吕氏春秋·节丧》为证：“题凑之室，棺椁数袭，积石积炭，以环其外。”考古发掘的秦汉古墓葬也提供了诸多实证。木炭入药始于魏晋南北朝，晋葛洪《肘后备急方》、唐孙思邈《备急千金要方》、明李时珍《本草纲目》等医学典籍中均有“白炭入药”记载；宋代的木炭 已用于军事上的火药制作，即所谓“一硝二黄三木炭”；宋、明时代由“兽炭”引发的“炭画”，又使最初的燃料演变成艺术。
值得一提的是，古人还用木炭励志，东汉“孤贫”的侯瑾“燃柴薪以读书”、唐末重臣柳璨 “燃薪写书”的故事，又使木炭成了激励人上进的“心灵鸡汤”。
▲四川省蒲江县鹤山镇铁溪村宋代冶铁遗址中
发现的冶铁使用的燃料——木炭
来源 | 文博山西
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