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本文作者：崔劍鋒 單位：北京大學考古文博學院

自古至今，食鹽的生產（現代稱為食鹽化工）都在國計民生中占據著重要地位①。春秋時期，鹽成就了齊晉等國的霸業；而從西漢武帝開始一直到明清，它與鐵構成了國民經濟的兩大支柱，一直為官府所操控而不允許私人經營。而考古研究更是將我國官營食鹽生產的年代推進到了殷墟時期。最近對山東壽光雙王城②以及東營南河崖制鹽遺址的考古③發掘，表明早在商末周初，食鹽的生產可能就已經是一種官府控制的行為。我國古代食鹽生產工藝一直都是以文獻記載為主。而相關文獻中有關制鹽工藝都是相對晚近的記載，對于我國早期文明制鹽工藝的流程缺乏文字證據，因此這一點需要考古學證據加以補充。法國、英國等在18世紀就已經開始對鹽業遺址進行發掘和保護，而中國的鹽業考古起步相對很晚，只是從上世紀90年代開始，在重慶中壩遺址的發掘過程中，發現該遺址堆積特厚，但文化遺物卻非常單一，李水城先生以敏銳的學術眼光判斷出該遺址應該是古人的制鹽業遺存，從而拉開了中國鹽業考古的序幕④。食鹽的生產雖然是一個相對簡單的操作過程，但是其中蘊含著一系列的復雜物理化學變化，包括取鹵、提濃、除雜、煎（曬）等每一步都會涉及到物理或者化學變化⑤，因此在研究古人制鹽工藝時，要深入分析這其中的每一步必然產出的遺跡遺物。同時，由于食鹽極易溶解于水，在埋藏過程中，大部分都會由于雨水和地下水的沖刷而淡化消失。因此在實際考古過程中，考古學家很難在遺址中發現食鹽的遺留，這對于遺址性質的判斷造成了很大的障礙。以上這些情況使得科技手段應該而且也必須介入到鹽業考古當中。

制鹽遺址性質判定的最重要化學證據

鹽業考古最基本的問題是當考古學家面對著出土遺物單一、文化堆積深厚的遺址，如何科學判斷這類遺址的性質，即首先的問題是如何判斷這類遺址是用來制鹽的。根據文獻記載，按照成鹽方式，古代制鹽工藝主要可以劃分為兩大類：煮（煎）鹽和曬鹽⑥。從兩種工藝的出現時間看，煮鹽要早于曬鹽。早期煮鹽工藝主要應用于海鹽、井鹽的生產；而曬鹽則主要被應用于池鹽的生產。直到宋元以后，海鹽的生產才逐漸改用曬的工藝。因此確定制鹽遺址的科學根據應該是制鹽的最終產物中是否有可能存在保留至今的一些遺跡現象，可以用來判斷遺址性質并恢復制鹽工藝。目前為止，可見的科技考古分析主要集中在陶器表面含鹽量的檢測之上⑦。關于這一點，我們曾經指出一些遺址如山東的陽信李屋、大荒北央等遺址因地處高鹽堿地區，本身鹽堿化程度很高，因此陶器表面的鹽并不一定是制鹽時期的遺留；同時食鹽是極易溶于水的物質，即便是制鹽陶器，由于長期埋藏于地下，隨著地下水的流動，附著在陶器上的鹽很易溶失。因此，這些陶器表面的鹽晶體是由于后期埋藏過程中土壤的鹽堿浸入還是制鹽時遺留下來的，結果是值得考慮的。

單純分析陶器的含鹽量或者NaCl元素在器壁截面的分布情況來判斷陶器是否和制鹽相關，其結論可能會存在一定的疑問⑧。并且根據一些學者的模擬實驗，在用陶器煮鹽的過程中，由于陶器的高氣孔率和吸水率，使得鹵水很快就滲入到陶器器壁并且滲出器表，在煮鹽時會很快就在器表形成食鹽結晶⑨。因此分析陶器的含鹽量與制鹽是否有關是存在一定問題的。綜上所述，只有找到煮鹽遺跡中可能會遺留下來不易流失的物質遺存，才能作為遺址是否和制鹽相關的標志。同時，我們還提出只有考古和科技分析的密切配合，針對不同考古現象設計不同的科學分析方法，分析不同的考古遺物，才能真正比較全面客觀地反應遺址的真實面貌。2008年，由山東省文物考古研究所和北京大學考古文博學院聯合發掘的壽光雙王城制鹽遺址，全面揭露出商周時期渤海南岸制鹽工業的考古學文化面貌，為我們了解商末周初制鹽工藝提供了非常合適的契機。通過科技分析和考古發掘相互配合，我們初步復原了該遺址的制鹽工藝流程中幾個重要的問題。由于有關制鹽工藝問題的相關研究文章已經發表，本文僅從利用壽光雙王城制鹽遺址中各個環節的分析結果來復原當時的制鹽工藝流程的角度，來探討科技手段如何能夠在鹽業考古過程中最大地發揮作用。根據地下鹵水的成因理論，鹵水的主要形成原因是由于海陸變遷時期，海水退卻，部分仍留在內陸的海水通過水氣界面蒸發，濃度增加，比重加大，下沉滲流至泥沙層中聚集，再經環境變化，逐漸形成。由于鹵水為離子濃度很高的硬水，內中有大量的鈉、鉀、鈣、鎂等堿金屬和堿土金屬離子以及氯離子、硝酸根、硫酸根、碳酸根以及碳酸氫根等陰離子，可以形成種類豐富的鹽類。

在鹵水湖形成的過程中，溶解度最低的一些鹽類最先從鹵水中析出，主要是鈣、鎂的碳酸鹽，這是由于鈣鎂的碳酸鹽，特別是碳酸鈣在水中的溶解度相當低。所以在富含鹵水的區域，有大量的灰巖和白云巖等碳酸巖存在⑩。推而廣之，鹵水的形成原理提示我們在制鹽工藝中，一定有相當量的鈣鎂碳酸鹽會產生。其形成原理就如我們日常煮水，時間長了很容易在水壺底部形成主要成分是碳酸鈣的水垢。而鹵水中陰陽離子的含量是日常飲用淡水的數千倍甚至上萬倍，因此煮鹵水要比蒸發淡水更容易且一定會析出各種鹽類。由于氯化鈉為制鹽的最終目的物，而其它的氯化物、硝酸鹽等鹽類很容易再次溶于水，通常情況下制鹽遺址內此類遺跡非常不容易保存，只有碳酸鈣、碳酸鎂等碳酸鹽極微溶于水，很容易保留至今。如果在某遺址中大量存在類似的遺跡現象，應該可以判斷這類遺址至少和蒸發硬水有關，若和周邊的環境聯系，則能夠很容易的證實該遺址是否是制鹽遺址。見諸報道的在遺址中發現大量碳酸鈣鎂沉積物的例子非常之多。如重慶中壩遺址曾經發現在第三期的土中存在大量鈣化物的現象。根據和漢代煎鹽鐵盤中的白色沉積物以及現代制鹽工廠廢棄物的分析比較，證明這些遺跡都是碳酸鈣（鎂）鹽，應該都是制鹽的過程中形成的輯訛輥。而對德國南部鐵器時代一些地點出土的制鹽陶器進行分析，顯示這些陶器內都遺留有灰白色的碳酸鈣，體積占到總容積的三分之一以上，研究者認為這是煮鹽過程中形成的輰訛輥。我們最近對四川鹽源制鹽遺址調查取樣的分析結果，也表明該遺址中存在著大量的碳酸鈣類沉積物。顯然，鈣鎂碳酸鹽的大量存在應該是判斷一個遺址是否是制鹽遺址的最好的證據。

制鹽工藝的判斷

雙王城遺址中大量碳酸鈣（鎂）遺跡現象的發現，不僅證實了該遺址的性質確為制鹽遺址，同時亦使得我們能夠依據這些碳酸鹽進行制鹽工藝的進一步推斷。我們分析了碳酸鹽的O、C和Sr同位素的比值。根據O同位素比值，我們計算了這些碳酸鈣的形成溫度，結果表明盔型器和鹽灶周圍的碳酸鹽形成溫度為50℃左右，而宋元時期的碳酸鹽形成溫度則為80℃。結合煮鹽所用工具以及碳酸鹽結晶于食鹽之前的情況，我們推斷商周時期制鹽溫度在60℃左右，而宋元時期鐵盤煎鹽可以達到沸騰狀態。同時，O和C同位素以及Sr同位素的結果都證明，煎鹽所用鹵水為地下鹵水而非海水，這一點不支持最初的煮海為鹽的假設，而與考古發現地下鹵水井的事實完全吻合。此外，對于O14A的遺址周邊砂土堆積中碳酸鹽礦物的分析結果顯示，從坑井到方坑（蓄鹵池）的整個水流過程，可能是一個雜質逐步去除的過程，當然在如此短暫的流動時間，不可能如曬鹽一樣將碳酸鹽和硫酸鹽等不溶雜質全部除去，但是其含量也得到了大大降低。綜上所述，制鹽遺址中大量的碳酸鹽對于復原制鹽工藝有著相當重要的作用，由于它是制鹽過程中直接生成的，而且也是唯一能保存下來的遺存，是制鹽遺跡的直接證據，因此在以后的研究中需要我們特別地加以關注。#p#分頁標題#e#

遺跡單位功能判斷

1.雙王城遺址鹽灶小坑的可能功用鹽業考古不同遺跡中碳酸鈣（鎂）的含量高低，也對我們在分析一些遺跡單位（或遺跡現象）在整個遺存中所處的地位提供了重要的判別信息。以壽光雙王城為例，在制鹽作坊的發掘過程中，對稱分布于鹽灶兩側的數十個圓形小坑的功用一直存疑。關于這些小坑，發掘者認為應是搭建灶棚時挖掘的柱洞。但亦有學者認為這些小坑很有可能和鹽灶兩側的大方坑的功能近似，是制鹽的遺跡，可能和提高鹵水濃度有關。為了確證這些小坑的功用，我們取得了014B南側兩個經過解剖的小坑內壁的土樣，進行了相關的化學分析。土樣的顯微鏡觀察結果顯示，這些黏土中包含有大量的木炭顆粒，同時土樣的含沙量很高，并不適合做防滲水的膠泥類黏土使用。化學分析的結果表明兩塊黏土的化學組成非常近似，說明二者的來源是相同的。同時兩塊黏土的Al2O3（三氧化二鋁）含量較低，這表明和顯微觀察的結果相似，黏土的含沙量較高，而土質含量則相對較低。這兩塊黏土的另一個重要特點是其所含有的CaO（氧化鈣）和MgO（氧化鎂）的含量相比較高，尤其是MgO的含量。和遺址周邊生土的對比分析結果表明，小坑內黏土的MgO和CaO的含量較其他遺跡的黏土顯著提高，特別是MgO，含量高出一倍以上，這一點是需要注意的。由于這兩種離子在鹵水中含量很高，而又是食鹽中的雜質離子，因此這兩塊黏土很有可能是提純鹵水后的產物。小坑內之黏土富含Mg、Ca離子，同時土壤中包含了大量的木炭顆粒，使我們很容易聯想到加入草木灰去除Mg、Ca離子的措施。因此這些小坑的作用很可能是使用草木灰去除Mg、Ca離子雜質，同時提高鹵水純度的。這和遺址周邊大量存在的草木灰池可能具有類似的功能。

2.雙王城014B鹽灶南側草木灰堆積坑池功用判斷雙王城014B遺址南側坑池的草木灰堆積的產生原因以及坑池的功能也是研究者爭論的問題。一些研究者認為這類草木灰是燃料灰，因此這類坑池是垃圾坑；而另一些學者則認為這種坑池是攤灰刮鹵的刮鹵攤場。但均未找到有力的證據。此次我們也從坑池中取了部分土樣和草木灰樣品進行了初步的分析。結果對坑池功能的判斷提供了重要的科學依據。堆積從下至上分別為沙質土層、綠色淤積土層、草木灰和鈣華層交替堆積層。其中01層為厚度約10厘米左右的鈣化層，內夾雜大量紅色碎陶顆粒，其余03、05、07層與01層近似，均為鈣化明顯的堆積，而雙數層則為草木灰層，且草木灰層厚遠較鈣化層為厚，09層為綠色淤積土層，10層為沙質土層。每層都取得一定量的樣品，使用ED-XRF對這些土樣進行了元素含量的分析，由于不同層的主要物質不盡相同，如草木灰層大量的都是植物的草木灰，而主要元素的含量無法進行比較因此將結果都和SiO2相比較后，進行比較，結果參見下表。根據分析結果，繪制了幾種主要元素在各個地層中隨著層位變化的變化關系。各種元素隨著地層的變化而出現極為規律的變化。其中CaO的變化自上而下呈現規律的高→低→高→低的變化，直至第9層和第10層降到最低點，且含量基本一致。這和鈣化層的分布規律相同。其中草木灰層中鈣的含量遠比鈣化層為低，而綠色淤土層和下部的砂質黏土層則基本接近。如果綠色淤土層來自于鹵水，而砂質黏土層就是原生土層的話，則說明通過草木灰的過濾，可能將鹵水中所含鈣的雜質降低到和原生土層接近的水平。

同時MgO的含量和氧化鈣的含量完全相同，這是由于Ca和Mg的同一主族的元素，二者為伴生元素。這一點反映出Ca和Mg等雜質主要在草木灰層的上部結晶，而除掉了相當部分的雜質。和Ca、Mg趨勢接近的還有Fe，但由于Fe的含量在各層中都比較接近，所以現在還無法特別肯定其變化趨勢是由于草木灰的過濾，還是本身取樣的問題。Na2O和Cl的變化則和鈣鎂的變化完全相反，呈現出鈣化層中很低而草木灰層特別高的趨勢。特別值得注意的是，在整個從最上層的鈣化層01層到最下層的草木灰層08層總體有一個升高的趨勢。到了08層，達到了含量變化的最高點，這一點似乎反映出草木灰強烈的吸鹵能力。與鈉和氯變化一致的還有，鉀（K2O），硫（SO3）等。這些元素都是易溶于水，而存在鹵水水溶液中，因此和氯、鈉一樣都溶解在鹵水中，從而被草木灰所吸附。而09層綠色淤土層中有明顯下降，但其含量仍高出10層原生土層不少，其含量均為原生土層的2倍以上。這說明綠色淤土層在淤積前應主要是氯化鈉含量較高的鹵水。綠色淤土層主要是鹵水中所含的泥沙的淤積物。根據以上各種元素的變化規律，可以得到以下重要的結論：草木灰層的主要作用可能仍是去除鈣鎂雜質，最終鹵水中鈣鎂離子的含量可以達到很低的水平。綠色淤土中的鈣鎂離子含量和其下的砂質原生土層接近，接近草木灰層的鈣鎂離子含量的一半，說明鹵水中鈣鎂離子含量已經被大大地降低了，達到了鹵水凈化的目的。而這個結論同時也為其他學者的現場分析所證實輲訛輥。草木灰層中氯鈉等元素的含量遠比鈣化層為高，則說明草木灰層有強烈吸鹵的作用，這顯然是后世“淋灰法”的基本原理，但從現場觀察看草木灰層一直都沒有被利用，說明當時可能并沒有將吸附了鹵水的草木灰取出淋鹵，但這并不說明當時沒有發現草木灰吸鹵的功效。比較可能的是當時的鹽工在草木灰表面直接淋鹵，即用鹵水再次澆淋草木灰，這樣既可提高鹵水濃度，又去除了鹵水的雜質，可謂一舉兩得。巧妙的將草木灰的吸鹵功能和除雜功能融為一體，達到了高效利用原料的目的。

綠色淤土層的氯、鈉含量高于生土層，說明這一層的鹵水主要含有這兩種元素，因此整個遺跡的功用可能是在坑池之上鋪墊大量草木灰，然后將鹵水澆淋其上，鈣鎂雜質在草木灰之上結晶，形成碳酸鈣鎂的沉淀，鹵水同時被草木灰大量吸附，通過再次澆淋鹵水將其沖至池子底部，而形成較為純凈的同時濃度較高的鹵水，再進入煮鹵階段。綜上所述，利用現代科技手段分析，對壽光雙王城遺址各類遺跡進行的研究，初步揭示出商周時期采用地下鹵水制鹽的工藝流程。初步研究結果表明，商周時期煮鹽所用鹵水為地下鹵水，制鹽過程為慢火煎煮。其工藝流程是首先從鹵水井內汲取鹵水，但不是將鹵水直接注入盔型器煎煮，而是通過在地表設置的坑池通過日曬去除部分雜質，最后再經蓄鹵坑池提濃后才進入煎煮階段。進入西周時期以后，采用草木灰淋濾以提高鹵水濃度、去除雜質，制鹽工藝有了進一步的提升。