- 來源：科普時(shí)報(bào)
- 作者：王渝生
圖①： 自貢市千米古鹽井——燊海井“天車”。
（“自貢井鹽深鉆汲制技藝展”供圖）
圖②③： “頓鉆（井鹽深鉆及汲制技藝）”紀(jì)念封及內(nèi)插頁。（中國集郵有限公司供圖）
圖④： 非遺藝人復(fù)制中國古代井鹽頓鉆。
（作者供圖）
圖⑤： “頓鉆”篆刻章。（馬國馨院士 刻）
余生憶譚
頓鉆，亦稱沖擊鉆，自古流行于四川自貢地區(qū)的井鹽深鉆及汲制技術(shù)，被譽(yù)為“世界石油鉆井之父”。
頓鉆的“頓”字，解釋為“忽然、立刻、一下子”。頓鉆是利用鉆頭在鉆井過程中突然施加壓力，使鉆頭迅速進(jìn)入地層，從而實(shí)現(xiàn)鉆深井的一種方法。
頓鉆利用地面提升設(shè)備（如鋼絲繩）將鉆頭提離井底，再通過自由下落產(chǎn)生的沖擊力破碎巖石。鉆井過程中需交替進(jìn)行鉆進(jìn)和撈砂（清除巖屑），無法連續(xù)作業(yè)。此工藝被古人形象地稱作“卓筒井”法。
傳統(tǒng)頓鉆，是北宋時(shí)期發(fā)明的繩式深井鉆探設(shè)備，為中國古代重大發(fā)明之一，被英國著名科學(xué)史學(xué)家李約瑟稱為“中國文化中最壯觀的應(yīng)用”。
井鹽技藝的發(fā)明，催生了繩式頓鉆鉆井技術(shù)的出現(xiàn)，使地底深處的天然鹵水得到了開采。沖擊式頓銼鉆鑿技術(shù)的發(fā)源地，是被譽(yù)為中國鹽都的自貢市，這一技術(shù)經(jīng)歷了東漢至宋初大口淺井的孕育期、宋代卓筒井的轉(zhuǎn)型期，以及明代至清代小口深井的成熟期等發(fā)展階段，有近2000年歷史。
傳統(tǒng)頓鉆通常包括碓架、繩索與加重桿、圓刃鉆頭、搧泥筒和下木竹套管等部件。前兩部分與鐵質(zhì)鉆頭構(gòu)成一個(gè)以人力或畜力為動(dòng)力、上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置，而鉆頭與后兩部分則分別對(duì)應(yīng)沖擊式鉆鑿、取出巖屑和固井并隔絕地表淡水的三項(xiàng)關(guān)鍵工序。
頓鉆（沖擊式頓鉆鑿井法）作為中國古代一項(xiàng)革命性的鉆探技術(shù)，其發(fā)明與發(fā)展不僅深刻影響了中國井鹽與天然氣的開采史，更被國際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“現(xiàn)代鉆井技術(shù)的先河”，甚至被稱為“中國第五大發(fā)明”?！额D鉆吟》曰，“頓鉆如劍破巖層，鐵骨錚錚顯神威”“光芒四射照天地，銳利無比斬蛟龍”。
頓鉆的發(fā)明與井鹽的開采關(guān)系密切。鹽是人類日常生活的必需品和官府管控的重要資源。由于自然分布不均衡，部分地區(qū)需用鑿井的方式從鹽巖層開采鹽礦。盡管被稱為井鹽鑿井的技術(shù)很早就出現(xiàn)在世界多個(gè)地區(qū)，但頓鉆與深井鉆探技術(shù)的發(fā)明，至少經(jīng)歷了上千年的技術(shù)累積期和數(shù)百年的完善期。
井鹽鑿井自戰(zhàn)國末期開始，至北宋發(fā)明比較成熟的頓鉆和“卓筒井”法。蘇軾在《蜀鹽說》中詳細(xì)記載了其工藝：“用圓刃鑿山如碗大，深者數(shù)十丈……以竹筒隔橫入淡水，則咸泉自上。”在此發(fā)展過程中，人們不斷改進(jìn)和發(fā)明品類豐富的鑿井、修治井、汲鹵的系列工具，改善了鉆井及汲制技藝，還開發(fā)了天然氣。
可以說，頓鉆的發(fā)明和演化，伴隨著一個(gè)長期相關(guān)工具的發(fā)明和工藝的創(chuàng)新。明代《天工開物》記載了鉆井、汲鹵和煎鹽的工具與工藝流程。
清道光十五年（1835年），自貢市大安區(qū)鉆鑿了一口深1001.42米的深井，其125米以上井徑11.4厘米，以下至井底10.7厘米，是當(dāng)時(shí)的世界鉆井之最。
井鹽深鉆及汲制的技術(shù)優(yōu)勢，還促進(jìn)了云南等地資源優(yōu)勢的形成，也拓展了世界其他地區(qū)的人們對(duì)鹽業(yè)資源的認(rèn)知與開采。李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史》中指出，中國頓鉆技術(shù)通過貿(mào)易與文化交流傳入西方，直接啟發(fā)了現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)，西方直到19世紀(jì)才在蒸汽動(dòng)力支持下實(shí)現(xiàn)類似突破。
2006年5月，自貢井鹽深鉆汲制技藝經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，列入第一批國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。2019年11月，自貢井鹽深鉆汲制技藝被列入國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表性項(xiàng)目保護(hù)單位名單。
（作者系國家教育咨詢委員會(huì)委員、中國科技館原館長）
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