中國古代的探礦理論

中國古代有比較系統的探礦理論。最著名的是戰國時期的《管子·地數篇》。它總結了一些礦床中礦物的分布規律，指出可以根據礦苗和礦物的共生關系來尋找礦床。

書中說道：“山，上有赭者，其下有鐵；上有鈆（‘鈆是鉛的異體字——引者注）者，其下有銀；一曰上有鈆者，其下有鉒銀；上有丹砂者，其下有鉒金；上有慈石者，其下有銅金。此山之見榮者也。”又說：“上有丹砂者，下有黃金；上有慈石者，下有銅金；上有陵石者，下有鈆、錫、赤銅；上有赭者，下有鐵。此山之見榮者也。”所謂“山之見榮”，就是礦苗的露頭。此外，在唐代張守節的《史記正義》中，所引《管子》文字略有不同：“山上有赭，其下有鐵；山上有鉛，其下有銀；山上有銀，其下有丹；山上有磁石，其下有金也。”

上引三段文字互有出入，夏湘蓉等把它們歸納成六條，稱作“管子六條”：第一，山上有赭，其下有鐵；第二，山上有磁石，其下有銅金；第三，山上有鉛，其下有銀；第四，山上有丹砂，其下有黃金；第五，山上有陵石，其下有鉛、錫、赤銅；第六，山上有銀，其下有丹。六條中，第一、二兩條是三段文字所共有。第三、四兩條是兩段文字所共有。第五、六兩條卻是一段文字僅有的。“管子六條”包括鐵、銅、錫、鉛、金、銀、汞七種金屬礦產，分組說明它們的上下關系，是西漢以前找礦采礦實踐中得出的經驗總結。“管子六條”中所說的上下關系，包含三種意義：

第一，一個垂直的礦體或一條礦脈，山上露頭中出現某種礦物，可能對下面賦存的另一種主要礦產起到指示作用，這種指示礦物在古代稱作“苗”或“引”。又某些多金屬礦體（脈）的上部和下部富集的礦種有所不同，這種垂直分帶現象，在古代也是有所認識的。

第二，山上出現的某種礦物和山下出現的另一種礦物，分別產于不同的地層或巖石中，既不同屬于一個礦體，成因上又沒有明顯的聯系，屬于這種情況的上下關系，僅僅是一種空間位置的相對關系。

第三，山上賦存有某種原生礦床，而山下出現另一種砂礦，這也是一種上下關系。這種關系也不一定和礦床成因有聯系。

由于“管子六條”是實踐經驗的總結，因此，它是符合實際的，有科學價值的。各條的科學價值是：

第一條，無疑是從采礦實踐中總結出來的經驗。它基本上適用于邯鄲、邢臺式、大冶式和某些鞍山式鐵礦。

第二條，是古人從開發銅礦中總結出來的經驗。適用于銅綠山類型的銅礦。

第三條，這里的“鉛”主要指方鉛礦，“銀”指自然銀或輝銀礦。自然銀主要是次生的，賦存于鉛銀（或銀鉛）礦床上部的氧化帶中。《楚雄縣志》說：“鉛乃銀之母，銀乃鉛之精也。”輝銀礦的成因有次生的，也有原生的。原生輝銀礦經常和方鉛礦共生。

第四條，丹砂和自然金在汞或金的原生礦脈中，除少數外，一般不存在共生關系。這條規律，對于原生脈金礦床來說，沒有實際意義。不過先秦時期的汞礦或金礦都以砂礦為主。在汞和金共生的砂礦床中，這條規律是確切的，是反映實際情況的。

第五條，陵石，《太平御覽》地部三引作綠石，就是孔雀石。因此，這條規律適用于以鉛為主的鉛鋅銅多金屬礦床，上有綠石、下有錫的現象也是存在的，而上有綠石、下有赤銅是實際情況的確切反映。

第六條，也是古代采礦經驗的總結。這種銀在上、汞在下的上下關系，是兩種礦產賦存于時代不同的兩個地層中的上下關系，而不是一個礦體（脈）中金屬礦產的垂直分帶關系。

除了“管子六條”外，古人對礦物和圍巖的關系也有所認識，并且把它用于找礦。比如唐代陳藏器把粉子石作為金礦的標志（見《本草綱目》卷八）。宋代，蘇頌把白石作為辰砂礦的標志（見《重修政和經史證類備用本草》卷三）。

清初孫廷銓（1616—1674）在《顏山雜記》中記載了人們利用巖層和礦床的關系找礦，說：“凡脈炭者，視其山石，數石則行，青石、砂石則否。察其土有黑苗，測其石之層數，避其沁水之潦，因上以知下，因近以知遠，往而獲之為良工。”這段話的意思是：凡是找煤礦的人，必須先觀察山上的巖石性質。假如山上有頁巖出現，就可能有煤。如果山上全是石灰巖、砂巖，就沒有煤。當看到土地上有黑色的煤層露頭時，就要仔細測量煤層上下巖石的層次，避開涌水。從上面的巖層情況推測地下的各種情況，從近處的巖層情況推測遠處的各種情況。這樣去找煤礦就容易找到。這樣的人才是優秀的煤礦勘探者。

在探礦理論方面，南北朝的梁代出現了新的理論著作，體現了新的方向。這就是有名的地植物找礦著作——《地鏡圖》。《地鏡圖》原書已佚，現在只能從后人的引文中看到它的部分內容。它的主要觀點是把地下的礦床和地表的植物聯系起來，是現代指示植物找礦或生物地球化學找礦方法的肇端，是一個很有科學價值的新創見，新理論。當然，這個新理論也是逐步產生的，并不是突然出現的。往上追溯，我們發現，《荀子·勸學篇》就說過：“玉在山而草木潤”，首次提出了山上賦存的礦物和周圍植物生態有關的思想。晉張華《博物志》也說：“山……有谷者生玉”。到《地鏡圖》，內容就大大充實了。書中說道：“二月中，草木先生下垂者，下有美玉。五月中，草木葉有青厚而無汁，枝下垂者，其地有玉。八月中，草木獨有枝葉下垂者，（下）必有美玉。有云，八月后草木死者亦有玉。十二月中，草木獨有枝葉垂者，下有美玉。山有蔥，下有銀，光隱隱正白。草莖赤秀，下有鉛；草莖黃秀，下有銅器。”唐代段成式（？—863）對它作了初步的整理，說：“山上有蔥，下有銀；山上有薤，下有金；山上有姜，下有銅錫；山有寶玉，木旁枝皆下垂。”（《酉陽雜俎》卷十六）這些記載，不一定完全和實際相符，但是他所指出的利用指示植物找礦的方向是對的。

對中國古代利用指示植物找礦理論的發明和發展，英國科學史家李約瑟曾經作過恰當的評價，他說：“中國人在中古代所進行的觀察，確實可以說是仍在迅速發展中的、范圍十分廣闊的現代科學理論和科學實踐的先驅。”