Je suis en train de lire un livre de Claude Domergue : les mines antiques - La production des métaux aux époques grecque et romaine.
ISBN 978-2-7084-04-0800-5
que j'ai emprunté à la bibliothèque.
Il répond à la question de 2 manières. La première est que les Anciens avaient des connaissances géologiques assez développées pour l'époque et qui venait d'une étude attentive de leur environnement. Il cite plusieurs cas. Par exemple, au Laurion, les mineurs antiques semblent avoir parfaitement compris la stratigraphie des couches géologiques et ils savaient où ils devaient creuser pour avoir plus de chance de tomber sur des filons. Mais, il note aussi des exemples inverses. Par exemple, certains minerais montrent des inclusions métallique et il est aisé de supposer qu'ils doivent contenir du métal. Or, ce n'est pas toujours le cas et dans certains mines, les mineurs ont extrait des minerais qui avaient un aspect terreux, pas vraiment coloré (la couleur étant parfois le critère de la présence de certains métaux). Les archéologues ont en donc déduit que la seule manière de savoir que ces pierres était un minerais était d'avoir systématiquement testé toutes les roches qui avaient été trouvées.
Donc un mélange de compréhension de la géologie et d'empirisme.