• 來源：科普時報
• 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）”紀念封及內插頁。（中國集郵有限公司供圖）

圖④： 非遺藝人復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的井鹽深鉆及汲制技術，被譽為“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，使鉆頭迅速進入地層，從而實現鉆深井的一種方法。

頓鉆利用地面提升設備（如鋼絲繩）將鉆頭提離井底，再通過自由下落產生的沖擊力破碎巖石。鉆井過程中需交替進行鉆進和撈砂（清除巖屑），無法連續作業。此工藝被古人形象地稱作“卓筒井”法。

傳統頓鉆，是北宋時期發明的繩式深井鉆探設備，為中國古代重大發明之一，被英國著名科學史學家李約瑟稱為“中國文化中最壯觀的應用”。

井鹽技藝的發明，催生了繩式頓鉆鉆井技術的出現，使地底深處的天然鹵水得到了開采。沖擊式頓銼鉆鑿技術的發源地，是被譽為中國鹽都的自貢市，這一技術經歷了東漢至宋初大口淺井的孕育期、宋代卓筒井的轉型期，以及明代至清代小口深井的成熟期等發展階段，有近2000年歷史。

傳統頓鉆通常包括碓架、繩索與加重桿、圓刃鉆頭、搧泥筒和下木竹套管等部件。前兩部分與鐵質鉆頭構成一個以人力或畜力為動力、上下往復運動的機械裝置，而鉆頭與后兩部分則分別對應沖擊式鉆鑿、取出巖屑和固井并隔絕地表淡水的三項關鍵工序。

頓鉆（沖擊式頓鉆鑿井法）作為中國古代一項革命性的鉆探技術，其發明與發展不僅深刻影響了中國井鹽與天然氣的開采史，更被國際學術界譽為“現代鉆井技術的先河”，甚至被稱為“中國第五大發明”。《頓鉆吟》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”。

頓鉆的發明與井鹽的開采關系密切。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很早就出現在世界多個地區，但頓鉆與深井鉆探技術的發明，至少經歷了上千年的技術累積期和數百年的完善期。

井鹽鑿井自戰國末期開始，至北宋發明比較成熟的頓鉆和“卓筒井”法。蘇軾在《蜀鹽說》中詳細記載了其工藝：“用圓刃鑿山如碗大，深者數十丈……以竹筒隔橫入淡水，則咸泉自上。”在此發展過程中，人們不斷改進和發明品類豐富的鑿井、修治井、汲鹵的系列工具，改善了鉆井及汲制技藝，還開發了天然氣。

可以說，頓鉆的發明和演化，伴隨著一個長期相關工具的發明和工藝的創新。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，是當時的世界鉆井之最。

井鹽深鉆及汲制的技術優勢，還促進了云南等地資源優勢的形成，也拓展了世界其他地區的人們對鹽業資源的認知與開采。李約瑟在《中國科學技術史》中指出，中國頓鉆技術通過貿易與文化交流傳入西方，直接啟發了現代石油鉆井技術，西方直到19世紀才在蒸汽動力支持下實現類似突破。

2006年5月，自貢井鹽深鉆汲制技藝經國務院批準，列入第一批國家級非物質文化遺產名錄。2019年11月，自貢井鹽深鉆汲制技藝被列入國家級非物質文化遺產代表性項目保護單位名單。

（作者系國家教育咨詢委員會委員、中國科技館原館長）