Nớc ta dới triều Nguyễn vẫn là một nớc nằm trong nền văn minh nôn nghiệp lạc hậu, việc xây dựng thành trì trên cả nớc đợc thực hiện bằng phơng pháp thủ công thô sơ và nguồn nguyên liệu sẵn có trong địa phơng. Thành Nghệ An cũng không nằm ngoài điều kiện đó, nguyên liệu chủ yếu để xây dựng thành Nghệ An là phiến nham (schiste) Bến Thuỷ, đá sò Phủ Diễn và đá ong Nam Đàn, trong đó đá ong là nguyên liệu quan trọng nhất. Đá ong đợc coi là nguyên liệu chủ yếu trong công cuộc xây dựng thành Nghệ An trong hai năm 1831 và 1832 dới triều Minh Mạng.
Các bộ sử cũ của triều Nguyễn nh Đại Nam nhất thống chí, Khâm Định Đại Nam hội điển sự lệ... không cho biết nhiều về nguyên liệu xây dựng thành Nghệ An. Các tài liệu đó chỉ cho biết rằng nguyên liệu xây dựng thành Nghệ An dới triều vua Minh Mạng là đá ong đợc lấy ở Nam Đàn. Nhà Nghệ An học ngời Pháp là H.L.Bretton cũng không cho biết gì về điều đó.
Trong bài viết "Nguyên liệu xây dựng thành Nghệ An dới triều vua Minh Mạng (1820 - 1840)" cuả P.GS.Hoàng Văn Lân và TS.Nguyễn Quang Hồng cho rằng: đá ong có rất nhiều ở các làng xã trên cả nớc, dỡi triều Nguyễn c dân huyện Nam Đờng, nay là huyện Nam Đan sống ở khu vực châu thổ sông Lam
đã coi đây là nguồn lợi tự nhiên và đã biết sử dụng nó vào viê xây dựng nhà cửa, đình chùa, đền, miếu, đồn luỹ.
Đá ong Nam Đàn có nhiều loại nhng để phân loại nguyên liệu này ngời ta dựa trên hai tiêu chuẩn: th nhất là theo màu sắc biê thị chất lợng, th hai là theo kích thớc biểu thị khối lợng chế định theo nhu cầu kiến trúc.
Qua sự phân chia nh vậy thì theo cách thứ nhất đá ong đợc chia làm hai loại: loại có màu vàng và loại có màu đen sẫm. Sở dĩ đá ong có màu nh vậy là do quá trình đá ong hoá diễn ra trong điều kiện khí hậu nhiệt đới [14;30].
ở huyện Nam Đàn thời Nguyễn có rất nhiều mỏ đá ong song loại đá ong sử dụng trong xây dựng thành Nghệ An năm 1831 - 1832 là loại đá ong ở Rú Nghè và mỏ đá Cống Lao thuộc làng Thanh Thuỷ - Huyện Nam Đàn (thời nguyễn). Loại đá ong ở mỏ Rú Nghè và Cống Lao thuộc loại tốt, có màu đen sẫm đá nằm lộ thiên, có chỗ cách mặt đất từ 30 - 50 m, vỉa đá dày 2,5 - 3 m.
Cũng trong bài viết này P.GS.Hoàng Văn Lân và TS.Nguyễn Quang Hồng đã lập bảng thống kê một số loại đã ong Nam Đàn theo kích cỡ và tên gọi thông dụng từ xa tới nay nh sau:
TT Tên gọi Bề dài (cm) Rộng (cm) Dày (cm) Cộng dụng từng loại
1 Đá đôi 38 - 40 20 - 22 13 - 15 Xây miếu thờ, nhà, đình chùa
2 Đá ba 56 - 60 25 - 28 15 - 20 Xây miếu thờ, nhà, đình chùa
3 Đá t 75 - 80 27 - 30 17 - 20 Xây nhà cửa, dinh thự, miếu đình
4 Đá liếp 100 - 120 30 - 35 20 - 30 Xây nhà cửa, dinh thự, miếu đình 5 Đá tảng 40 - 60 40 - 60 20 - 30 Loại đá kê cột đình chịu lực lớn 6 Đá vòng cung Loại đá có hình vòng cung dùng ở những công đoạn hoặc những chi tiết có độ cong, độ dày theo yêu cầu
7 Đá quyết 1,5 - 2m 40 - 60 40 - 60 Dùng kàm cột cửa thành, trọng lợng lớn Qua bảng thống kê trên cùng với di tích hiện còn của thành Nghệ An chúng ta thấy rằng đá ong đợc sử dụng là loại đá ong có số thứ tự từ 3 -7 là chủ yếu. Trong đó đá liếp, đá quyết, đá tảng đợc sủ dụng để lắp ghép mặt ngoài.
Nh chúng ta đã biết, đá ong Nam Đàn dùng để xây thành là loại đá tốt, có độ cứng lớn. Vì thế để khai thác đợc loại đá này những c dân trên lu vực sông Lam đã sử dụng công cụ nh quốc, choòng, bai gọt... trong đó choòng và bai gọt là công cụ chủ yếu.
Đá ong sử dụng để xây dựng thành phải đúng kích cỡ theo yêu cầu của xây dựng và trong qua trình lắp ghép xây dựng hầu nh ít ửu dụng đến vôi vữa. Do đó lỡi choòng phải tốt, vừa phải sắc vừa phải cứng lại phải có độ dẻo cao thì mới đáp ứng yêu cầu của qua trình khai thác đá ong.
Loại công cụ quan trọng thứ hai trọng việc khai thác đa ong là bai gọt. Bại gọt có chức năng cơ bản là:
Bai gọt có chức năng tác dụng nh một chiếc bai để điều chỉnh kích cỡ của đá ong trong quá trình xây dựng công trình đến những chi tiết nhỏ nhất.
Chức năng thc hai của bai got giống nh một lỡi dao, nó đợc sử dụng trong việc đẽo và gọt một khối đã ong ngay sau khi vừa đợc nâng khỏi vỉa khai thác,
sao cho khối đá ong ấy có đúng kích cỡ theo từng nhu cầu lắp ghép của tổng thể cấu trúc thành Nghệ An mà những ngời chỉ đạo công trình đã tính toán công cụ này phải vừa sắc vừa gọn nhẹ giúp cho ngời kỹ thuật và ngời thợ thực hiện dễ dàng [14;32].
Để xây dựng thành Nghệ An triều đình đã phải huy động một đội ngũ mà đứng đầu là viên quan đợc Minh Mạng điều từ Bộ công tới để trực tiếp chỉ đạo. Tiếp sau là ngời chỉ đạo kỹ thuật (kiến trúc s) phải xác định kiểu mẫu, kích cỡ và số lợng từng loại đá ong. Rồi đến lợt những ngời chỉ huy công trờng xây dựng đá ong giao cho tng đội thợ đá đợc phiên chế theo chế độ lao dịch thực hiện.
Đá ong sau khi khai thác và chế tác xong thì đợc vận chuyển về công tr- ờng xây dựng thành Nghệ An sao cho ăn khớp với tiến độ xây dựng.
Nh vậy, để xây dựng thành Nghệ An những ngời chỉ đạo kỹ thuật đã sử dụng đá ong Nam Đàn làm nguyên liệu chính để xây thành