有關(guān)硫酸銅溶液的問題

一、膽銅法的起源與北宋時期的有關(guān)記載
“膽銅法”又稱“膽水浸銅法”，是指把鐵放在膽礬（硫酸銅的古稱，又稱石膽）水中浸泡，膽礬水與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水中的銅離子被鐵置換而成為單質(zhì)銅沉積下來的一種產(chǎn)銅方法?！? 〕生產(chǎn)膽銅的原料主要是鐵和膽礬水。據(jù)夏湘蓉等人撰寫的《中國古代礦業(yè)開發(fā)史》所言：膽礬“系由黃銅礦、輝銅礦等硫化銅礦物，受氧化作用分解而成，或從天然膽水中沉淀（結(jié)晶）出來……易溶于水”〔2〕（第248頁）。這種膽礬水在古代被稱為“膽水”。宋人記載膽水浸銅法的過程如下：“浸銅之法，先取生鐵打成薄片，目為鍋鐵，入膽水槽排次如魚鱗，浸漬數(shù)日，鐵片為膽水所薄，上生赤煤，取出刮洗錢（鐵？）煤，入爐烹煉。凡三煉方成銅，其未化鐵，卻添新鐵片再下槽排浸。”〔3 〕（食貨——之三）由于這種產(chǎn)銅方法不需采鑿銅礦石，生產(chǎn)工藝與熔煉礦銅也不同，故現(xiàn)代又稱其為濕法冶金〔4〕（第559頁《濕法冶金》）或水法冶金〔5〕（第105頁）。
我國早在漢代時期就已經(jīng)認識到膽礬水與鐵之間的化學(xué)反應(yīng)，淮南王劉安撰寫的《淮南萬畢術(shù)》中就有“白青得鐵，即化為銅”的記載。魏晉時期，《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“石膽……能化鐵為銅，合成金銀，練餌食之不老”〔6〕（卷一《石膽》）； 葛洪所著《抱樸子》中也有記載，他提到：“詐者謂以曾青涂鐵，鐵赤色如銅。”〔7 〕（卷一六《黃白》）對于上述史料中名目繁多的稱呼，張子高在《中國化學(xué)史稿》中指出：“曾青又有空青、白青、石膽、膽礬等名稱，其實都是天然的硫酸銅，它是從輝銅礦（cu[,2]s）或黃銅礦（cufes[,2]）與潮濕空氣接觸所形成的。”〔5〕（第74頁）漢魏以來的記載確鑿無疑地說明，當(dāng)時人們已發(fā)現(xiàn)了鐵與膽礬結(jié)合后能置換出銅這一現(xiàn)象，并為后人探索膽銅法生產(chǎn)提供了依據(jù)。但是，當(dāng)時人們對膽銅的實踐還局限在道家煉丹術(shù)和醫(yī)家藥方的范圍內(nèi)。
燕羽在1957年撰寫了《宋代膽銅的生產(chǎn)》一文，對宋代膽銅法生產(chǎn)及其起源進行了探討。他指出：“石膽即膽礬的能夠化鐵為銅的金屬置換作用現(xiàn)象，遠在秦漢間就已知道?！薄澳懰~法’的發(fā)明，至少當(dāng)開始在唐末和五代初。五代初年軒轅述著作的《寶藏論》（注：《寶藏論》的作者，除記有軒轅述外，《宋史》卷二○五《藝文志》載有：“青霞子《寶藏論》一卷?！贝藭巡淮嬗谑?。另外，《叢書集成初編》還收有唐朝僧人釋僧肇寫的《寶藏論》，是一部不同內(nèi)容的書。）稱‘以苦膽水’浸熬而成的銅為‘鐵銅’，并列為當(dāng)時流行的十種銅的一種”〔8〕。
燕羽引述的《寶藏論》一書，現(xiàn)在已不存于世，其中關(guān)于十種銅的記載，存留于李時珍的《本草綱目》卷八《赤銅》條中?！? 〕全文如下：
寶藏論云：赤金一十種。丹陽銅。武昌白慢銅。一生銅，生銀銅，皆不由陶冶而生者。無毒，宜作鼎器。波斯青銅，可為鏡。新羅銅，可作鍾。石綠、石青、白青等銅并是藥制成。鐵銅，以苦膽水浸至生赤煤，熬煉而成黑堅。錫坑銅，大軟，可點化。自然銅，見本條。文中“見本條”是李時珍所言，是指在《本草綱目》卷八《自然銅》條中引述了《寶藏論》的內(nèi)容。故此，《赤銅》條中就沒有必要再重復(fù)了。綜觀全文，并無“流行的十種銅”之句，可見此句是出自燕羽的判斷。我認為，這一判斷并不準確?！秾毑卣摗冯m然記載了十種銅，但至多只能表明這是當(dāng)時作者所能見到的銅的種類，而并不能說明這十種銅均流行于世。其中，以出產(chǎn)之地（包括出產(chǎn)國家）命名的銅，如丹陽銅、波斯青銅、新羅銅或可因其蜚名遠揚而被視為“流行”的銅，至于鐵銅、自然銅、石綠、石青、白青等銅則絕不可能成為“流行的十種銅的一種”。事實上，直到北宋前期，對膽水浸鐵成銅這一現(xiàn)象的認識仍僅僅限于極少數(shù)人，他們只能在民間極小范圍內(nèi)采取私下生產(chǎn)的方式付諸實踐。從遺留下的史籍記載看，這種實踐活動多出自信州鉛山縣一地。宋太宗時期成書的《太平寰宇記》中曾記載：“（信州鉛山縣）有膽泉，出觀音石，可浸鐵為銅?！薄?0〕（卷一○七）這之后的宋仁宗景yòu＠①四年（1037年）九月，東頭供奉官錢遜上奏時也提到“信州鉛山產(chǎn)石碌，可烹煉為銅”。由于當(dāng)時池、饒、江三州的銅錢監(jiān)正缺少鑄錢的銅原料，在三司的請求下，朝廷派遣錢遜與江南東路轉(zhuǎn)運使進行試驗，以期解決銅料供應(yīng)問題〔11〕（卷一二○景yòu＠①四年九月丙寅），但這次試驗結(jié)果如何，卻無明文記載。再往后就是宋哲宗元yòu＠①時期沈括寫就的《夢溪筆談》中提到的：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗，挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅，熬膽礬鐵釜久之亦化為銅。水能為銅，物之變化，固不可測?！薄?2〕（卷二五《雜志二》）關(guān)于這段文字記載是否為沈括親身考察的記錄，郭正誼在《水法煉銅史料溯源》一文中進行了考證。他認為不是沈括親眼所見，而應(yīng)該是沈括的讀書筆記，錄自中唐時期成書的《丹房鏡源》〔13〕（第67頁）。這條記載雖然說明中唐時期在生產(chǎn)膽礬的過程中已獲知了鐵經(jīng)過與膽礬接觸后可以置換出銅，但是沈括引錄這段話時并沒有加入任何新的內(nèi)容，這種情況恰恰說明，直到宋哲宗初期，官府尚未推行膽銅法生產(chǎn)，信州一地公開從事的只是膽礬的生產(chǎn)而已。
二、宋仁宗時期許申是否試行了膽銅法
對宋政府開始推行膽銅法生產(chǎn)的時期，現(xiàn)在基本上有兩種看法，一種認為始于宋哲宗時期，另一種認為始于北宋前期或宋仁宗時期。
前面曾提到，宋仁宗景yòu＠①四年（1037年），政府命錢遜試驗用石碌“烹煉為銅”，但試驗的結(jié)果如何，是不是加以推廣，史料中都沒有提到。因此這條材料充其量只能說明官府曾對膽銅法生產(chǎn)進行了一次試驗。
容易引起歧異的，是另外一些記載了許申的建議的材料，其中，《宋史·孫祖德傳》中有如下一段話：“時三司判官許申因宦官閻文應(yīng)獻計，以藥化鐵成銅，可鑄錢，裨國用。祖德言：‘偽銅，法所禁而官自為，是教民欺也?！虪幹鲋獌迹ㄖ荩薄?4〕（卷二九九《孫祖德傳》）這段話中，最關(guān)鍵的是“以藥化鐵成銅”一句，元末明初人危素的《浸銅要略序》中也有同樣的詞句：“當(dāng)宋之盛時，有三司度支判官許申，能以藥化鐵成銅，久之，工人厭苦之，事遂寢。”〔15〕（卷三《浸銅要略序》）如果將“藥”理解為是膽礬水，許申的建議無疑是指以膽銅作為制造銅錢的原料。
但是，關(guān)于許申的建議與活動，《續(xù)資治通鑒長編》中則有更為詳細的含義不同的記載。宋仁宗景yòu＠①二年（1035年）正月壬寅，度支判官、工部郎中許申被任命為江南東路轉(zhuǎn)運使?！?1〕（卷一一六景yòu＠①二年正月壬寅）在此之前，他曾建議采用新的方法鑄造銅錢，由于汴京沒有取得成效，故被派任江南東路轉(zhuǎn)運使，以期在江州繼續(xù)試驗。下面是《續(xù)資治通鑒長編》中的有關(guān)記載：
凡鑄銅錢，用劑八十八兩，得錢千，重八十兩。（注：中華書局點校本將此句斷為“重八十兩十分。其劑，……”斷句有誤。據(jù)《雞肋編》卷中《蔣仲本論鑄錢事》云：鑄錢“用銅、鉛、錫五斤八兩，除火耗，收凈五斤”。宋制，一斤為十六兩，用料八十八兩，除去火耗，鑄成銅錢正好是八十兩。故改正標點如上。）十分其劑，銅居六分，鉛、錫居三分，皆有奇贏?！暝谌?，乃建議以藥化鐵與銅雜鑄，輕重如銅錢法，而銅居三分，鐵居六分，皆有奇贏，亦得錢千，費省而利厚。因入內(nèi)都知閻文應(yīng)以納說，朝廷從之，即詔申用其法鑄于京師。然大率鑄錢雜鉛錫則其液流速而易成，雜以鐵則流澀而多不就，工人苦之。初命申鑄萬緡，逾月才得萬錢。申性詭譎，自度言無效，乃求為江東轉(zhuǎn)運使，欲用其法鑄于江州。朝廷又從之，詔申就江州鑄百萬緡，無漏其法。中外知其非是，而執(zhí)政主之，以為可行，然卒無成功。
先是鹽鐵副使任布請鑄大錢一當(dāng)十，而申欲以銅鐵雜鑄，朝廷下其議于三司。程琳奏曰：“布請用大錢，是誘民盜鑄而陷之罪。唐第五琦嘗用此法，訖不可行。申欲以銅鐵雜鑄，理恐難成，當(dāng)令申試之?！鄙暝p得售，蓋琳亦主其議故也。
天章閣待制孫祖德言：“偽銅，法所禁，而官自為之，是教民欺也。”固爭之，不從，遂出知兗州。
對于這條材料中的“以藥化鐵與銅雜鑄”、“銅居三分，鐵居六分”、“雜以鐵則流澀而多不就”、“申欲以銅鐵雜鑄”等句該如何理解呢？學(xué)者們有兩種不同的看法。張子高先生認為：“很可能他（指許申）是以藥化鐵，使鐵摻在銅內(nèi)成合金來鑄錢幣。鐵摻在銅內(nèi)，可以大大節(jié)省銅，因此許申的實驗曾經(jīng)為統(tǒng)治者所重視?！薄?〕（第107頁）汪圣鐸先生則認為許申的建議是指膽銅法生產(chǎn)。他還援引了《宋史全文》卷三二端平元年（1234年）五月壬戌條中“紹圣間以鉛山膽泉浸鐵為之，令泉司鼓鑄，和以三分真銅，所以錢不耐久”之句，認為：“《長編》所謂‘銅居三分，鐵居六分，皆有奇’，實際乃是膽水（“藥”）浸鐵產(chǎn)出的銅六分有余，加上“真銅三分”有余，熔在一起來鑄錢?！皇怯捎谑饭賹δ戙~不了解，不承認膽銅是銅，仍然認為膽銅是鐵，是‘偽銅’，故而在記述上有些失誤”〔16〕。
我認為汪先生的推論還是有值得推敲的地方。其一，所有上述材料中，李燾的《續(xù)資治通鑒長編》是最為原始的材料，可信度最高。是書始撰于宋高宗時期，完成于宋孝宗時期，而那個時期膽銅法生產(chǎn)早已在銅業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了重要的位置。如果說宋仁宗時期的官員因不了解膽銅而記述有誤，這還是可以理解的；但是如果南宋人李燾也不知膽銅為何物而在編書時對屢次出現(xiàn)的“銅鐵雜鑄”之意不加考辨，顯然就不合情理了。雖然現(xiàn)存《續(xù)資治通鑒長編》內(nèi)容中并無膽銅記載，但是這一情況并不能證明李燾對膽銅不了解。政府開始大力推行膽銅法生產(chǎn)是在宋哲宗紹圣年間以及宋徽宗統(tǒng)治時期，而現(xiàn)存的《續(xù)資治通鑒長編》恰恰缺失哲宗元yòu＠①八年（1093年）七月至紹圣四年（1097年）三月的內(nèi)容以及徽宗、欽宗兩朝的全部內(nèi)容，致使我們無法從現(xiàn)存的《續(xù)資治通鑒長編》中看到有關(guān)膽銅生產(chǎn)的記載。然而，章如愚的《群書考索》中引用了一條現(xiàn)已佚失的《續(xù)資治通鑒長編》內(nèi)容，其中就明確提到了膽銅。引文如下：“（崇寧五年中書省勘會諸路歲收銅數(shù)）每年約收諸色銅六百六十余萬斤，舊銅錫約收四百六十余萬斤，膽銅約收一百萬斤……”緊接其后的一條材料也是引自現(xiàn)已佚失的《續(xù)資治通鑒長編》內(nèi)容，材料記錄了開封尹兼提舉京畿錢監(jiān)宋喬年在大觀二年的上言，其中更是多次提到“漉銅錢（用膽銅鑄造的錢）”，由于膽銅鑄錢成本低，宋喬年還建議：“戶部上供之?dāng)?shù)，可以漉銅錢下諸路令依樣鑄?！薄?7〕（后集卷六○《財用門·銅錢類》）從這些記載中可以得知，李燾的原書是記述過膽銅的，他對膽銅與礦銅的區(qū)別應(yīng)該有所了解。基于此，似不應(yīng)將“銅鐵雜鑄”等內(nèi)容視為“失誤”的記述。其二，宋代鑄造銅錢的主要原料是銅，輔料是鉛和錫，北宋的銅錢基本上保持了“十分其劑，銅居六分，鉛、錫居三分，皆有奇贏”的用料比例。宋徽宗以后至南宋期間因缺少礦銅銅料，又已批量生產(chǎn)出膽銅，所以鑄錢的銅原料中同時也使用了膽銅?！端问啡摹匪f的“和以三分真銅”之意，既反映了當(dāng)時人們?nèi)员в袀鹘y(tǒng)的觀念，只承認經(jīng)過采礦冶煉得到的銅才是“真銅”，同時也反映了礦銅數(shù)量只占鑄錢所用全部銅原料的十分之三。這一數(shù)字與《續(xù)資治通鑒長編》中許申的鑄錢配方只是在料例的比例上巧合而已，內(nèi)涵則是不同的。許申所說的“銅居三分，鐵居六分”，并不是指礦銅和膽銅的比例，而是指要變更鑄造銅錢的原料和比例，將鉛和錫去掉，加入鐵作為主要原料，占全部料例的十分之六強；此時銅成為輔料，僅占全部料例的十分之三強。其三，《續(xù)資治通鑒長編》中提到的“以藥化鐵與銅雜鑄”之意，亦可以從另一個角度來理解。由于鐵的熔點高、銅的熔點底，把兩種原料放到一起來熔化，必然產(chǎn)生銅先熔化而鐵未化的不同步現(xiàn)象，許申的建議中所說的“藥”很可能就是指為了解決這一問題而加入的某些助熔劑，以降低鐵的熔點。然而，這種別出心裁的鐵、銅配方是根本行不通的，試驗過程中自然出現(xiàn)了“雜以鐵則流澀而多不就”的問題。另外，受當(dāng)時生產(chǎn)條件的限制，生產(chǎn)膽銅應(yīng)該是在膽水（或膽土）充沛的礦區(qū)中進行，而《續(xù)資治通鑒長編》只是提到許申初在京師、后在江州直接進行鑄錢試驗。這兩個地方僅是鑄錢場所，并不生產(chǎn)膽銅，如果許申使用了膽銅作為鑄錢材料，官府必定要先在某些礦場生產(chǎn)出膽銅，再運至京師或江州鑄錢，但是對于這樣重要的生產(chǎn)活動，北宋仁宗時期的各類記載中卻只字未提。鑒于以上幾點分析，我認為宋仁宗時期許申在京師和江州進行的鑄錢試驗應(yīng)該是用鐵和銅作原料而進行的，與膽銅生產(chǎn)并無關(guān)系。
三、宋哲宗時期膽銅法開始推廣
據(jù)蘇轍《龍川略志》載，宋哲宗元yòu＠①時期，有一位商人毛遂自薦，向政府獻出秘法——膽銅法。當(dāng)時，蘇轍任戶部侍郎，“有商人自言于戶部，有秘法能以膽礬點鐵為銅者。予（指蘇轍）召而詰之曰：‘法所禁而汝能之，誠秘法也。今若試之于官，則所為必廣，汝一人而不能自了，必使他人助汝，則人人知之，非復(fù)秘也，昔之所禁，今將遍行天下。且吾掌朝廷大計，而首以行濫亂法，吾不為也?！淙耍愧趂ǔ＠③而出，即詣都省言之，諸公惑之，令試斬馬刀，厥后竟不成?！薄?8〕（卷五《不聽bì＠④法能以鐵為銅者》）蘇轍任戶部侍郎的時間是在元yòu＠①二年（1087年）十一月至元yòu＠①四年（1089年）六月〔11〕（卷四○七元yòu＠①二年十一月甲戌；卷四二九元yòu＠①四年六月丁未），可見這段時期宋政府的執(zhí)政者仍然不了解膽銅生產(chǎn)及其所能起到的作用，膽銅生產(chǎn)還被稱為“秘法”，仍舊是民間私下進行的小范圍生產(chǎn)。
膽銅法不再作為政府所禁的秘法而得到推廣，是在饒州德興縣人張潛、張甲父子將撰寫的《浸銅要略》獻給朝廷之后的宋哲宗紹圣年間。關(guān)于《浸銅要略》的作者及成書年代，南宋人陳振孫和趙蕃的記載大致相同。陳振孫在《直齋書錄解題》中指出：“《浸銅要略》一卷，張甲撰，稱‘德興草澤’。紹圣元年（1094年）序，蓋膽水浸鐵成銅之始。甲，參政子公之祖?！薄?9〕（卷一四《雜藝類》）趙蕃在《截留綱運記》一文中追述信州鉛山縣在紹圣年間推行膽銅生產(chǎn)的情景時也提到：〔20〕（卷五《截留綱運記》）
鉛（指鉛山縣）之阜，寶藏興焉；鉛之泉，寶貨化焉。興者有時，化者無窮。方泉之蒙，孰知其功，布衣張甲，體物索理，獻言以佐圜法。宋紹圣間，詔經(jīng)理之。dī＠⑤泉為池，疏池為溝，布鐵其中，期以浹旬，鐵化為銅……這兩條材料都僅僅指出張甲是膽銅的試驗者和向朝廷獻書者，從而遺漏了張甲之父張潛的功績。實際上，在膽銅法生產(chǎn)的試驗過程中，張潛的功勞是最大的。王象之在《輿地紀勝》中引用了褚孝錫的《長沙志》（注：褚孝錫作《長沙志》十一卷，見《宋史》卷二○四《藝文三》。）記載，曰：“長沙志云：‘始，饒州張潛得變鐵為銅之妙，使其子甲詣闕獻之。朝廷始行其法于鉛山，及饒之興利、韶之涔（岑）水皆潛法也?！薄?1〕（卷二三《江南東路·饒州·景物下》）前幾年，江西德興發(fā)現(xiàn)了張潛的墓行狀碑，碑刻于北宋大觀元年（1107年）三月，碑文記載：張潛“嘗讀《神農(nóng)書》，見膽礬水可浸鐵為銅，試之信然。曰：‘此利國術(shù)也’。命其子甲獻之?！保ㄗⅲ簱?jù)報道，碑文三千多字。此碑保存在德興縣博物館。）〔22〕這段碑文說明，張潛從流傳下來的《神農(nóng)本草經(jīng)》一書的記載中獲得對膽銅法的認識，經(jīng)過自己的試驗后寫成《浸銅要略》一書，囑其子張甲上交朝廷，這之后膽銅法才得以推廣開來。
除以上宋人記載外，元末明初人危素寫有《浸銅要略序》一文，介紹了宋代《浸銅要略》一書的撰寫者及德興縣浸銅情況，內(nèi)容最為詳盡。他寫道：
（元代）德興張理從事福建宣慰司，考滿調(diào)官京師，會國家方更錢幣之法，獻其先世《浸銅要略》于朝?！X幣之行尚矣，然鼓鑄之無窮，產(chǎn)銅則有限。理之術(shù)乃能浸鐵以為銅，用費少而收功博?！駮饔诮B圣間，而其說始備，蓋元yòu＠①元年?；蜓匀∧懭F，取礦烹銅，其泉三十有二：五日一舉洗者一，曰黃牛；七日一舉洗者十有四，曰永豐、青山、黃山、大巖、橫泉、石墻wù＠⑥、齊官wù＠⑥、小南山、章木原、東山南畔、上東山、下東山、上石姑、下石姑；十日一舉洗者十有七，曰西焦原、銅精、大尚山、橫槎山、橫槎wù＠⑥、羊棧、陲mín＠⑦、冷浸、橫槎下wù＠⑥、陳君、爐前、上姚mín＠⑦、下姚mín＠⑦、上炭灶、下炭灶、上何木、中何木、下何木。凡為溝百三十有八。政和五年雨多泉溢，所浸為最多。是書，理之先贈少保府君諱潛所撰，以授其子贈少師府君諱盤、成忠府君諱甲。少師之孫參知政事忠定公諱燾shí＠⑧序志之。（注：原文中有文字錯誤，已與《江西通志》卷一六二《雜記補》中引錄的危素《浸銅要略序》對校改正。）〔15〕（卷三《浸銅要略序》）
從危素的記述來看，他見到的《浸銅要略》這部書中載有張潛的曾孫張燾作的序，可見此書已不是張潛紹圣元年獻呈朝廷的版本。張燾的家世淵源及仕宦生涯在周必大的《文忠集》〔23〕（卷六四《資政殿大學(xué)士左中大夫參知政事贈太師張忠定公燾神道碑》）和《宋史》〔14〕（卷三八二《張燾傳》）中均有記載：“張氏世家德興，唐宰相文＠⑨之后……。公（張燾）曾祖諱潛，通直郎致仕，贈太子少?！?。祖磐，袁州萬載縣主簿，贈太子少師……。公諱燾，……政和八年（1118年）廷試……天子嘉之，親擢第三?！睆垹c任官于徽、欽、高、孝四朝，于隆興元年（1163年）遷參知政事，以老病不拜，臺諫交章留之，除資政殿大學(xué)士、提舉萬壽觀兼侍讀。后致仕。卒于乾道二年（1165年），年七十五，謚忠定。根據(jù)張燾的生平來判斷，張燾為《浸銅要略》作序，應(yīng)在他進入仕途之后的北宋末期至南宋乾道初年之間。危素在《浸銅要略序》中提到的“其泉三十有二”的名稱及“政和五年雨多泉溢，所浸為最多”之句，有可能出自張燾為《浸銅要略》所作序中的內(nèi)容。若果如此，三十二泉一百三十八溝的膽泉浸鐵規(guī)?？赡芫筒粌H僅是北宋末期的情況（注：日本中島敏先生雖未考證，但是提到三十二泉一百三十八溝是德興縣興利場最盛時期（北宋末期）的事。見《支那た於什る濕式收銅の沿革》，東洋學(xué)報27卷第3號，1939年。），還延續(xù)到了南宋，但饒州的膽銅生產(chǎn)量則以宋微宗政和五年為最高。
膽礬化鐵成銅的記載古已有之，北宋仁宗時期還曾進行過試驗，為什么偏偏到宋哲宗時期才得到推廣呢？這既是客觀局勢的需要，也與張潛父子的努力密切相關(guān)。北宋前期，一方面，銅礦的開采量呈逐步上升的勢態(tài)，銅料供與需的矛盾尚不尖銳；另一方面，政府長期以來采取著“銅禁”措施，恐怕新的生產(chǎn)技術(shù)普及流傳開來，會對政府的貨幣政策造成難以掌控的局面；加之，膽銅的規(guī)模化生產(chǎn)理論還處在摸索階段。這一時期，無論是客觀因素，還是主觀因素，都還沒有提供膽銅法生產(chǎn)的基礎(chǔ)。而宋哲宗嗣位時，卻面臨著銅礦生產(chǎn)結(jié)束了宋神宗時期輝煌發(fā)展的階段而進入急劇衰落的時期，這種局面導(dǎo)致了大批鑄錢監(jiān)的罷廢和鑄錢額的劇減。宋政府面臨著巨大的壓力，急需采取各種辦法恢復(fù)銅礦生產(chǎn)，提高產(chǎn)量。正是在這種局勢下，張潛父子經(jīng)過潛心試驗，系統(tǒng)地總結(jié)出膽銅生產(chǎn)的方法，并主動將《浸銅要略》獻給朝廷。客觀需求與主觀努力得到了完美的結(jié)合。于是，在宋政府的大力提倡下，膽銅法生產(chǎn)迅速地被推廣開來。
宋政府推廣的膽銅生產(chǎn)，最早實行于哪個采礦場呢？宋人著述中，首推信州鉛山場。前引褚孝錫的《長沙志》就明確提到“朝廷始行其法于鉛山”〔21〕（卷二三《江南東路·饒州·景物下》）。洪咨夔的《大冶賦》中也專門提到：“其浸銅也，鉛山興利，首鳩＠⑩功。推而放諸，象皆取蒙?！薄?4〕（卷一《大冶賦》）《輿地紀勝》中《信州》條下則曰：“膽水在銅山，自昔無之。始因饒州布衣張甲獻言，可用膽水浸鐵為銅，紹圣元年（1094年），始令本州差廂軍興浸，其利漸興?！睆纳厦鎺讞l材料來看，朝廷最早是在信州鉛山縣推行膽銅法的，時間正是在張甲獻《浸銅要略》的紹圣元年（1094年），其后才擴大到其他礦場。然而《建炎以來系年要錄》〔25〕（卷五九紹興二年十月辛卯）和《皇宋中興兩朝圣政》〔26〕（卷一二紹興二年十月辛卯）中均提到：“元yòu＠①中始置饒州興利場，歲額五萬斤。紹圣二年（《皇宋中興兩朝圣政》為“三年”）又置信州鉛山場，歲額三十八萬斤。”明確指出元yòu＠①年間饒州先設(shè)興利場，開始浸銅。那么如何分析上述材料的矛盾之處呢？我認為：張潛早在元yòu＠①年間就已在饒州從事膽銅生產(chǎn)的試驗，估計那時的試驗可能獲得了礦場監(jiān)官提供場地、鐵等原料的幫助，因尚屬試驗階段，所以地方官沒有提前申報中央政府。而信州鉛山場則是官府在獲得《浸銅要略》之后，經(jīng)過調(diào)查，首先推行的膽銅場地。
由于信州膽銅產(chǎn)量高，地位重要，現(xiàn)存史料中記述信州鉛山場浸銅生產(chǎn)的內(nèi)容也非常多，如前引南宋人趙蕃的記載等等。明代人胡我琨在《錢通》中也曾引錄《廣信府志勝》的記載，提到鉛山縣有兩處浸銅場所：其一，“銅寶山，在縣西南七里，一名七寶山。下有竹葉、猊（貌）平坑，石＠(11)中膽泉涌出，浸鐵成銅。天久晴，有礬可拾。建隆三年置銅場，今廢。其銅以土垢淋水浸鐵為之?！逼涠?，“鎖山門，浸銅之所，在縣鵝湖鄉(xiāng)，去治七十里許。有溝漕七十七處，興于宋紹圣四年，更創(chuàng)于淳熙八年，縣尉馬子巖有銘，至淳yòu＠①后漸廢?！薄?7〕（卷三《資采》）（注：建隆三年在銅寶山銅場生產(chǎn)的應(yīng)是礦銅，不是膽銅。）相比之下，饒州興利場膽銅生產(chǎn)的記載不僅極少，膽銅產(chǎn)額也只占信州鉛山場的八分之一弱。
四、膽銅的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)成本
宋代膽銅的生產(chǎn)工藝有兩種，一為膽水浸銅，一為膽土淋銅。兩種工藝過程，在洪咨夔的《大冶賦》中均有詳細的記錄〔24〕（卷一《大冶賦》），現(xiàn)摘錄如下：
從所述情況來看，膽水浸銅與膽土淋銅兩種方法的原理是相同的，都是用膽礬水浸泡鐵片置換出膽銅，只是膽水浸銅是指直接將天然膽水引入人工建造的溝槽中，浸泡鐵片；而膽土淋銅則要先采挖含有膽礬的土壤（包括采礦時被廢棄的礦土），用水灌浸，使膽礬溶入水中，產(chǎn)生膽水，再用人工盛舀膽水淋浸鐵片置換出膽銅。這兩種方法，各有長處與不足，宋人總結(jié)為：“古坑有水處為膽水，無水處為膽土。膽水浸銅，工少利多，其水有限；膽土煎銅，工多利少，其土無窮?！蹦懰~的優(yōu)點是用工少，成本低，但必須依靠春夏雨季膽水充沛時從事生產(chǎn)，受季節(jié)、氣候的影響很大。一旦春夏雨水少，涌出的膽水也會減少，自然無法大量生產(chǎn)膽銅。膽土淋銅比膽水浸銅投入的人工多，成本高，但是膽土取之不竭，生產(chǎn)上又不受季節(jié)的影響，一年四季均可生產(chǎn)。由于兩種方法各有優(yōu)劣，在膽水浸銅法推行后，宋政府又先后在韶州岑水場、潭州永興場、信州鉛山場等處推行了膽土淋銅法，最大限度地提高產(chǎn)銅數(shù)量。
與礦銅生產(chǎn)相比，膽水浸銅和膽土淋銅兩種生產(chǎn)的成本都比較低。崇寧元年（1102年）時，負責(zé)膽銅生產(chǎn)的官員游經(jīng)提到，每生產(chǎn)一斤膽銅（此處應(yīng)指膽水浸銅法），用本錢四十四文省。他建議：“措置之初，宜增本減息，庶使后來可繼。膽水浸銅，斤以錢五十為本；膽土煎銅，斤以錢八十為本。比之礦銅，其利已厚?！薄? 〕（食貨三四之二五）當(dāng)時政府向礦銅生產(chǎn)者支付的成本大約是每斤一百文〔28〕（卷四《論時事》）至二百五十文〔3〕（食貨三四之二七）。 從節(jié)約政府資金的角度來考慮，膽銅法生產(chǎn)是值得大力提倡的。從北宋后期至南宋期間，生產(chǎn)一斤膽銅需要的耗鐵量不是固定不變的，耗鐵量最少的如《文獻通考》所載，“大率用鐵二斤四兩得銅一斤”〔29〕（卷一八《征榷考五·坑冶）），耗鐵量與出銅量比為2.25∶1； 據(jù)《宋會要輯稿》記載，南宋高宗末期，各地年供鐵料八十八萬斤以上，而全部膽銅產(chǎn)額只有二十一萬斤，耗鐵量與出銅量比為4∶1；南宋理宗時期，按照張端義《貴耳集》所言：“韶州涔（岑）水場以＠(12)水浸銅之地，會百萬斤鐵浸煉二十萬（斤）銅……”〔30〕（卷下）耗鐵量與出銅量比則增至5∶1。綜合以上材料，可以看出，隨著耗鐵量的增加，膽銅原有的成本低廉的優(yōu)勢逐漸減弱以至消失，這應(yīng)該是南宋以后膽銅生產(chǎn)無法再恢復(fù)到北宋時期的原因之一。
五、宋徽宗至南宋期間膽銅生產(chǎn)地區(qū)與產(chǎn)量的變化
自宋哲宗紹圣年間在信州鉛山推行膽銅法后，很快就將這一新的生產(chǎn)方法推廣到有膽水的礦區(qū)。大概在宋哲宗紹圣末元符初，游經(jīng)曾主管推行膽銅生產(chǎn)，后以丁憂去官。建中靖國元年（1101年），游經(jīng)守孝期滿，向朝廷上言：“昨在任日常講究有膽水可以浸鐵為銅者：韶州岑水、潭州瀏陽、信州鉛山、饒州德興、建州蔡池、婺州銅山、汀州赤水、邵武軍黃齊、潭州礬山、溫州南溪、池州銅山，凡一十處。唯岑水、鉛山、德興已嘗措置，其余未及經(jīng)理。將來錢額愈見虧失?！睉舨恳詾檎垼谑敲靶吕捎谓?jīng)提舉措置江淮荊浙福建廣南銅事”?！俺鐚幵陸舨垦裕骸谓?jīng)申，自興置信州鉛山場膽銅已（以）來，收及八十九萬斤八千八十九斤八兩?！远n解職之后，皆權(quán)官時暫監(jiān)管，致今膽銅十失五六，今再除職事以來，自今年正月至九月二十日終，已收膽銅一十七萬二千一百二十三斤八兩……’”〔3〕（食貨三四之二五）依據(jù)上述記載推測，游經(jīng)在丁憂前推廣膽銅生產(chǎn)時，信州鉛山場、韶州岑水場、饒州德興場膽銅生產(chǎn)成效已十分顯著。游經(jīng)以丁憂去官后，膽銅生產(chǎn)曾一度懈怠，建中靖國元年