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摘要:矿物是人类赖以生存、生活、生产所需的自然物质原料来源,也是人类认识和利用自然物质的科学依据。文章探讨矿物及其术语溯源,精选并列举出我国各朝代浩如烟海的古籍中有关矿物术语及其名称定义、概念内涵和应用范围。文章还简述了当代矿物学的发展趋势,以及中国新矿物发现成就。
关键词:矿物,溯源,古籍
中图分类号:NO4 文献标识码:A 文章编号:1673-8578(2011)03-0046-05
近年来,大量考古与出土文物研究表明,我国原始人类早在石器时代就有直观的矿物知识,并有最为原始的应用。1959年在甘肃武威县皇娘娘台新石器时代晚期遗址中出土的铜刀等,经光谱分析和电子探针分析,虽系纯铜(红铜),但还含有少量锡、铅、锑、镍、铁、砷等。1939年在河南安阳出土的后母戊鼎中,含铜84.77%、锡11.6%、铅2.79%,这是我国目前已发现的文物中最大的青铜器。这都表明我国原始人类认识金属和使用金属已有一定水平。
一“矿”“矿物”的溯源
“矿”在我国文字史上源于象形文字,其符号是,,(石),(钅),矿,,有形、声、义三位一体的内涵。早在春秋时代,就有《周礼・地官・人职》以及《周礼・人注》,其含义与解释不尽相同,试举常见的释义:
1.《说文解字》:“,即象掘地深入之形”。
2.《辞源》:古磺字。“磺为矿之本字,未成器之金玉”。
3.《中国大百科全书・矿冶》:“为矿字的古体”。引《说文解字》石部磺字注:“铜铁朴石也”。下附有“廿”字注为“古文矿”。郑玄注释《周礼》说“之言矿也。金玉未成器曰矿”。
4.《中国古代矿业开发史》:“矿字,古文作”,引《周礼・地官・人职》:“人掌金玉锡石之地”,并认为古字中的两竖是表示巷道的两壁,左右两横表示巷道的支护。
由此可见,这个古代象形字的内涵与结构,确实耐人寻味,并富有学术意义。
英文“Mineral”一词,源于拉丁文Minera,或为Mineri,早在希腊罗马时代就已多见,在中世纪使用更为普遍,意为矿山、矿山掘出物之总称,当时凡是从地下掘出的矿物、岩石、化石均称矿物。随着科学发展和学科分化,其所指范围逐渐缩小,到1636年,意大利学者B.蔡吉乌斯把矿物学(Miner-alogy)作为独立学科提出。
汉语中“矿物”一词的近代概念及使用时代,尚无比较确切的资料和论证,众说纷纭。
1.据考据,明代天启年间,德国人阿格里柯拉(Agrieola)的巨著《论金属》(De la Metallica),译成《坤舆格致》并印制。该书有矿物早期分类,还描述了晶形、劈理、光泽、颜色、透明度、硬度等矿物特征,但至今未查到汉文遗本。
2.1862年京师同文馆、1863年上海方言馆,均专设金石专业课,即相当于矿物之类课程。“金石”的说法颇多,比如1872年出版的《金石识别》《金石表》、1903年出版的《相地探金石法》、1903年出版《金石略辨》等,都是翻译国外矿物类著述,直到1921年《石雅》和1925年《洛氏中国伊斯兰卷金石译证》。
3.据查,1889年广东水陆师学堂、1892年湖北铁路局附矿学堂、1895年天津西学学堂、1897年上海南洋公学等,都设有矿物课;鲁迅、顾琅等人1899年在江南陆师矿路学堂专修矿物课,并以《金石识别》为课本。
4.管学大臣张百熙拟定之《钦定学堂章程》(1902)以及《奏定学堂章程》(1903)中,专列地质、矿物科目,这可能是矿物一词作为正式文献最早出现;又据考究,1902年华循编的《矿物学》教科书正式出版,这是“矿物学”一词最早出现。从此,相继有一批矿物学类著述出版,比如《中等矿物学》(1903)、《最新矿物学》(1904)等。
5.李约瑟在其《中国科学技术史》第五卷:地学第一分册上提到,英国人慕维廉(W.Muit-head)在华期间曾撰辑有《地质学和矿物学词典》,据此“矿物”一词起源又可追溯到1853年前后。
二、古籍中的有关记述
浩如烟海的古籍中,对矿物、金属有着极为丰富的记载。
1.《禹贡》是《尚书・夏书》中的一篇,被公认是一部代表战国先秦时代的地学发展的著作。书中列入纳贡品有金三品(金、银、铜)、瑶琨(玉的一种)、石(铁矿)、丹(水银矿)、铅松(铅矿)、砺砥(研磨材料),此外还有浮磬、等12种之多。
2.《管子・地数》篇专论金属矿产及其共生关系。比如“上有赭者,其下有铁,上有铅者,其下有银,上有丹者,其下有黄金;上有磁石者,其下有铜金,上有陵石者,下有铅锡,赤铜,此山之见荣者也”。
3.《周礼・考工记》记载有“郑之刀,宋之斤,鲁之削,吴粤之剑,迁乎其地而费能为良,地气然也”,根据产地不同,金属制作的工具性能各异。关于“六齐”的描述也尤为精彩:
金有六齐:
六分其金而锡居其一,谓之钟鼎之齐;
五分其金而锡居其一,谓之斧之齐;
四分其金而锡居其一,谓之戈戟之齐;
三分其金而锡居其一,谓之大刃之齐;
五分其金而锡居其二,谓之削杀矢之齐;
金锡半,谓之鉴燧之齐。
4.在战国之初的《五藏山经》上记载黄金产地23处,赤金产地13处,铁矿产地34处,铜产地19处。《中山经》中提出“出铜之山有467座,出铁之山有3609座。”
5.秦代设置铁官,铁矿的开采与使用已有相当水平;临潼武家屯出土的金饼,表明当时金矿开采也较发达。
6.汉代对金属矿的记载更多:
(1)西晋司马彪《续汉书・郡国志》记载,东汉设铁官34处,其他还有银、锡、铜、白金、雄黄、雌黄、玉石等。而在《汉书・地理志》中仅有27处。
(2)司马迁《史记・货殖列传》:“江南出…金、锡、连(铝之未炼)、丹砂(朱砂)、铜、铁等。”
(3)东汉班固《汉书-地理志》中记述得矿物和金属有铜、金、银、铅、锡、文石等,书中提到设铁官48处。
(4)东汉刘珍《东观汉记・地理志》也有少数矿物及金属描述。
(5)东晋常璩《华阳国志》中有金银矿、雄黄、雌黄、空青、青碧以及铁矿多处。
(6)两晋时代由于农业的发展,人们认识和使用金属矿更为普遍,1974年在河南渑池县发现一处铁作坊和一个铁器窑,共出土铁器4195件,从铁器铭文鉴定属两晋时代。
(7)东晋葛洪《抱朴子》中列举矿物20多种,有丹砂、雄黄、雌黄、云母、石英、硫石、白矾、鲁青(CuSO4)等。
7.《神农本草经》是我国现存最早一部药物学专著,其中药用矿物46种:如玉泉、丹砂、水银等。
8.唐代人们认识和使用矿产资源的范畴不断扩大:
(1)《新唐书・食货殖》记载:“凡银、铜、铁、锡之冶一百六十八。”《新唐书・地理志》记载,全国
有铁的地点104处,有铜62处,有银35处,“分布于二十八州(府)”。
(2)《大唐西域记》中描述沿途所见物产中有矿产及玉石多种。
(3)《新修本草》上载药850种,按自然来源进行分类,其中玉、石类包括空青、磐石、绿盐、密陀僧(一氧化铅)、卤砂(氯化铵)等。
(4)《元和郡县志》上记载,蓝田县出美玉、安邑县出银、莱芜县出铁、长沙县出铜和云母、平阳县出银、四会县出金。还对陨落及陨石做过描述。
9.宋代,特别是北宋时期,金属矿产分布已有一定规模。据《宋史・食货志》记载,“凡金、银、铜、铁、铅、锡及其冶炼场所达二百有一”。
(1)《太平寰宇记》,有人称之为我国古代矿物地理之书,不但描述金、银、铜、锡、铅、铁以及汞等金属矿,还记述了124种矿物的物性、化性和地理分布。
(2)《梦溪笔谈》中对地学方面内容阐述颇多,比如:①在我国历史上第一次提出“石油”一词,即“延境内有石油”,并预言我国石油多“生于地中无穷”;②描述了陨石坠落情况;③对太阴玄精(石膏晶体)做了比较确切的科学描述,并从其横断面推断为近似正六角形;④提出胆矾水加热加料煮能生铜;⑤提出石洞中水滴下来成为钟乳石和石笋的论断;等等。
(3)《证类本草》收入药品1746种,无机药物253种,包括辰砂等。
(4)《云林石谱》是我国古代一部重要的矿物岩石学专著,重点描述园庭赏鉴的岩石和制作各类珍品书中有比较丰富的岩石矿物知识。书中记载石品116品:①纯石灰岩类,被水侵蚀,有奇特形状;②石钟乳类;③含长石的石灰岩或砂岩;④含锰质或铁质石灰岩或砂岩;⑤纯石英岩、砂岩、玛瑙等;⑥叶蜡石、云母、滑石类;⑦页岩和砚石类;⑧纯金属矿物和玉类;⑨化石类。
(5)《桂海虞衡志》记述岩洞20余处,提出钟乳石是“石液融结所为”。还记述了生金、丹砂、滑石、铅粉、石梅、石柏等矿物质。
10.元代加强了矿产的管理,设置“诸洞冶总管府”。
(1)《元史・食货志》和《新元史・食货志》记载有铁矿、铜矿、锡矿、银矿、金矿、朱砂等。《元一统志》记载,除汉现的陕西延安附近石油产地外,还有4个新石油产地:延安县南迎河,延川西北,宜君县姚曲村,州东采铜川。
(2)《辍耕录》有玉石多种描述,如回回石等。
11.明代的全国金属矿产分布以《明一统志》《明史稿》《明史・食货志》《明实录》等记述较详。
(1)《天工开物》共18卷,其中燔石、丹青、冶铸、锤锻、五金、珠玉卷内有各类矿产的记述。书中最早、最详细地记述了从炉甘石(碳酸锌)中提炼金属锌技术。有学者指出,倭铅一词源于明代,“以其似铅而性猛故名之曰倭铅云”。欧洲直到16世纪才了解锌是一种金属,最早用炉甘石炼锌的方法则是在18世纪,据考证是由劳逊博士来中国考察后带回的技术。
“燔石”卷记述当时金矿、银矿、铜矿、锡矿等具体分布。《珠玉》卷介绍各种宝石的形状色彩和玉石的采集琢磨,包括产地和用途。
(2)《新增格古要论》中的珍宝论、古铜论、异石论等,有较多玉石名称,其中对玛瑙阐述颇详:玛瑙多北地,南蕃亦有,非石非玉坚而且脆,不夹石者为佳,有人物鸟兽形者最贵。有锦花者,谓之锦红玛瑙,有漆黑中一线白者,谓之合子玛瑙。有黑白相间者,谓之截子玛瑙。有红白杂色如丝相间者,谓之缠丝玛瑙,此几种皆贵。有淡水花者,谓之浆水玛瑙。有紫红花者,谓之酱斑玛瑙。有海蛰色鬼面花者,皆价低。又浆水色内有花纹如柏枝者,故谓之柏枝玛瑙,亦可爱。
(3)《素园石谱》记载奇石多种,其中属矿物的如:永宁石、达摩石峨嵋山菩萨石、色莹白。
(4)《本草纲目》收录的矿物岩石分三大类,在土类和金石类中列有较多的药用矿物名称。土类中如白垩,属黏土矿物。金类如金、银、铜、铅、锡、铁等。石类是阐述药用矿物的主要部分,列有丹砂、水银等近50种。列有卤石类矿物20种,并附27种不能定性者。还收录玉类多种,主要是变质岩中的产物。
此外,书中还有矿物晶形、颜色、硬度、解理、脆性、比重,以及磁性名词出现。
12.清代,矿业有了进一步的发展,矿物种类与矿产分布均有扩大与增加,其各类矿物名词,多为明代延续而来。在《清史稿・食货志》《清实录》中有集中的记载。清代前期,铜、锡、铅、锌、银五种金属矿,较大矿区多在云南。
1840年后,各列强相继掠夺我国矿产,由此带进来一些近代矿物学、矿床学的理论,出现了一批新的术语。
随着洋务运动的发展,学者们着手翻译了大量西方近代科学论著,其中矿物学著述也有不少,许多矿物学名词一直沿用至今,为我国的矿物学发展起过先导性作用。
值得说明的是,著名地质学家章鸿钊对中国古籍中矿物记载做过系统考证,著有《古矿绿》《石雅》《玉于中国历史上之价值与其名称》《中国用锌之起源》《再述中国用锌之起源》《洛氏中国伊斯兰卷金石译证》等。
著名物理学家陆学善从晶体学角度考证了若干矿物名称,列出了系统的名称对比表,颇具意义。
三、结语
矿物学是近代地质科学的基础学科,随着人类对矿物资源的开发与利用,矿物种类日趋繁多,研究深度逐步走向微观世界,诸如矿物物理,矿物热力学、量子矿物学等。1926年在西班牙马德里召开的第14届国际地质会议上,就成立了国际矿物学协会(IMA),每两年召开一次学术讨论会。为了统一命名,相继又成立了国际矿物学命名委员会,专门制定矿物订名的原则与方法。
我国早在20世纪70年代也在中国地质学会下,设立了新矿物及矿物命名委员会,研究与定名了一批新矿物。1984年出版的《英汉矿物种名称》就审订有3100条,包括一些重要变种、族名、概称,不包括矿物学本身的基本术语以及最新矿物名称。
根据《中国地质报》1984年9月28日的报道,1949年以来我国共发现160余种新矿物,其中60余种为国际上所承认,39种已被国际新矿物命名委员会接受,如香花石、包头矿、美蓉铀矿、锂铍石等。1985年批准二连石、扎布耶石为新矿物,还发现斜方辉石新结构。1986年批准锌绿钾铁矾(zincovitaite)矿物以及柴达木石等。同时还发现八次对称准晶体,五次对称轴,并做了大量矿物晶体形态测量。
矿物学是先于地质学的一门古老学科,矿物名称命名历来是比较复杂的课题,有的采用希腊文,有的则为拉丁文,一般都采用英文、德文等。从历史上看有以下原则:
1.人名命名,如蓝方石(hauyn)、方柱石(wer-nerlte);
2.发现地命名,如维苏威石(vesuvianite)、土耳其玉(turquoise)、湘江矿等;
3.化学成分命名,如辉钼矿(molybdenite)、碲锑钯矿等;
4.晶体特征命名,如尖晶石等;
5.化学性质命名,如泡沸石(zeolite)等;
6.物理性质命名,如橄榄石(olivine)等。
矿物学与其他学科间的相互渗透,新的理论和学科不断涌现,诸如地壳矿物学、地幔矿物学、宇宙矿物学、遥感矿物学、工艺矿物学、应用矿物学等。自然也就出现大量反映新学说、新理论的术语。