铜绿山古铜矿遗址古坑木保存状况及朽坏原因分析柯秋芬1石鹤2（1.黄石博物馆，湖北黄石435000；2.湖北师范学院生物系，湖北黄石435002）摘要：本文对铜绿山古铜矿遗址古坑木保存状况及环境条件进行了必要的检验、观察和分析，结果表明：遗址的封闭缺氧环境遭到破坏、有害微生物的侵蚀是遗址部分古坑木朽坏的主要原因，且主要危险在浅层。关键词：古铜矿遗址古坑木朽坏原因中图分类号：TQ455.1铜绿山古铜矿遗址位于湖北省大冶市，发现于1973年[1]。是迄今我国发现的保存年代久远、规模最大、保存最完整的一处古铜矿遗址[2]。该遗址的发现和发掘，证实了我国青铜文化的独立起源，为研究我国矿冶技术发展史提供了一大批珍贵的实物资料。铜绿山古铜矿遗址是建国以来的重大考古发现之一，1982年被列为全国重点文物保护单位。现正积极创造条件，准备申报世界文化遗产。1.遗址古坑木保存状况铜绿山古铜矿遗址的主要文物价值体现在古坑木上。遗址古坑木按现在所处位置分为四种类型：地表以上，暴露于空气中；地际线附近及浅层埋藏；深层埋藏，未扰动；深层埋藏，已扰动。地表以上，暴露于空气中的古坑木由于长期以来的自然和人工脱水，已呈干燥状态，较为安全。为了搞清楚地下古坑木保存状况，我们对不同埋藏深度和状况的古坑木进行了取样、观察、检验和分析。其结果见表1表1不同埋藏深度的坑木保存状况样号取样方式埋藏深度围岩扰动状况含菌量保存状况1发掘10cm已扰动105个/g腐烂较严重2发掘68cm交界初103个/g腐烂较轻3发掘119cm未扰动102个/g保存良好4发掘175cm未扰动101个/g保存良好5钻探300cm未扰动100个/g保存良好6发掘150cm回填井105个/g腐烂较严重由表1可知，发掘后回填及扰动过的范围内，古坑木一般腐烂较严重；埋藏在未扰动的围岩内的古坑木一般保存较好，且随深度的增加危险逐步减小；遗址内急待治理的是回填及扰动过的范围内及浅层范围内的古坑木。2.遗址古坑木长期保存的原因铜绿山古铜矿遗址老窿赋存于大理岩与石英正长闪长玢岩接触带部位，其矽卡岩不发育，老窿充填物为粉质粘土夹褐铁矿碎块，残留古坑木中有黑色至黑褐色粉状或土状铜矿石。围岩的主要矿物成分是高岭石、蒙脱石、绿泥石、针铁矿等[3]。围岩含水量高（30—50﹪），接近饱和状态，渗透系数小（10-5cm/s），持水能力强，透气性极差。古坑木几千年来就保存在这样的由粘土所包裹和地下水所封隔的封闭缺氧环境中。水和空气在围岩内竞争空隙，前者可以驱逐后者，因此只有溶解于水中的氧存在，但这些氧很快即被微生物所消耗，围岩变成缺氧环境，因而对好氧微生物的生长、繁殖起作高度的抑制作用。而厌氧和兼性厌氧微生物虽然能够在缺氧环境中生长，但由于这类微生物缺乏分解纤维素的酶，难以找到所需的营养基质，因此不会对古坑木造成危害。这是遗址内古坑木得以长期保存的主要原因[2]。此外，围岩中的铜离子等重金属离子能结合到细胞表面或进入细胞内与主要的代谢物发生鳌合作用或取代细胞结构上的某些元素，从而抑制微生物生长甚至导致其死亡。这些重金属离子即使在较低浓度时，也能通过“微动作用”杀死微生物。这也是遗址内古坑木得以长期保存的原因之一。3.遗址部分古坑木朽坏的原因木材的主要成分是纤维素（50％左右）、木质素（20-30％）、半纤维素、果胶等物质。从木材朽坏的特征看，可以分为“褐腐”和“白腐”。褐腐的特征是朽坏的木材呈褐色、较脆、疏松，其原因是木材内的纤维素已被破坏；白腐的特征是朽坏的木材呈白色、海绵状、其原因是木材内的木质素已被破坏。从铜绿山古铜矿遗址内朽坏的古坑木的特征看，属于褐腐。可知，古坑木朽坏的原因是木材内的纤维素被破坏[5]。纤维素是一种多糖高分子有机物，其化学性质比较稳定。其降解原因主要有酸、碱水解和酶水解。遗址古坑木几千年来长期与富含盐类的地下水接触，会使古坑木疏松、变脆，但大部分纤维素是不会被水解的，较粗的木质结构仍然留存，这些结构保持着木材的表面形状。[4]遗址内的PH值经检验在6.7-7.3之间，为中性，而纤维素在弱酸、碱中是不易水解的。因此，古坑木纤维素的水解主要不是酸碱水解造成的。那么，遗址内古坑木的朽坏、纤维素的水解是不是微生物的酶水解造成的呢？为此我们请中国科学院武汉病毒研究所对遗址地表到-15cm范围内的微生物种类和数量进行了检验和分析，结果见表2表2遗址-15cm以上范围内的微生物种类和数量微生物种类微生物总量真菌细菌放线菌数量（个/g）9507501250088700051250经过进一步检验、观察，真菌中比例较高的主要有青霉和曲霉；细菌中比例较高的主要有芽孢杆菌和假单孢菌。这四类微生物都是常见的纤维素分解菌。通过以上检验、分析可以看出，引起古坑木朽坏的主要原