泥河灣盆地下馬碑遺址2013年發(fā)掘簡(jiǎn)報(bào)

王法崗 楊石霞 葛俊逸 岳健平 趙克良 Andreu Ollé 李文艷 楊海勇 劉連強(qiáng) 關(guān)瑩 謝飛 Francesco dErrico6 Michael Petraglia 鄧成龍

關(guān)鍵詞：泥河灣盆地；下馬碑遺址；裝柄；赭石；早期現(xiàn)代人

冀西北的泥河灣盆地是華北乃至東亞地區(qū)舊石器時(shí)代古人類文化遺址最豐富、分布最集中的地區(qū)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。廣義的泥河灣盆地包括河北省的陽(yáng)原盆地、蔚縣盆地、懷來(lái)盆地以及山西省的大同盆地，盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的古人類文化遺存涵蓋了從早更新世至晚更新世之末，乃至新石器時(shí)代的超長(zhǎng)時(shí)間尺度。最初的考古發(fā)現(xiàn)和研究工作主要聚焦于陽(yáng)原盆地，特別是盆地東緣大田洼臺(tái)地發(fā)現(xiàn)豐富的早更新世遺址，如馬圈溝、岑家灣、小長(zhǎng)梁和東谷坨等[1-4]。近年來(lái)，隨著考古工作的進(jìn)一步推進(jìn)，相鄰的蔚縣盆地也有了諸多新的發(fā)現(xiàn)，如吉家莊、前上營(yíng)一帶發(fā)現(xiàn)一系列中更新世時(shí)期遺址[5]。2013年，河北省文物考古研究院主持發(fā)掘下馬碑遺址，該遺址是蔚縣盆地內(nèi)的一處地層清晰且出土豐富遺物和遺跡的晚更新世遺址（圖1）。2018年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外多家單位的學(xué)者共同完成了該遺址地層年代、埋藏過(guò)程、古環(huán)境和文化遺存的系統(tǒng)性多學(xué)科研究工作，研究成果于2022年發(fā)表于國(guó)際期刊Nature[6]。下馬碑遺址的研究工作再現(xiàn)了距今四萬(wàn)年前東亞現(xiàn)代人加工、使用赭石顏料和復(fù)合工具的生活圖景，更新了國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)東亞現(xiàn)代人行為適應(yīng)的認(rèn)識(shí)。本文將全面介紹遺址的地層、年代、古環(huán)境、動(dòng)植物資源、文化遺物及遺跡現(xiàn)象等，并簡(jiǎn)要總結(jié)所開(kāi)展的多學(xué)科研究工作的相關(guān)結(jié)果。

1遺址概況

下馬碑遺址（39°55′13.1″N、114°47′04.5″E）位于廣義泥河灣盆地南部的蔚縣盆地中東部（圖1），是坐落于壺流河第二級(jí)階地上的一處曠野遺址。壺流河是橫貫?zāi)嗪訛撑璧氐纳８珊幽蟼?cè)的重要支流，下馬碑遺址所處位置亦是蔚縣盆地重要的史前遺址集中分布區(qū)。20世紀(jì)七八十年代，該區(qū)域就發(fā)現(xiàn)了重要的三關(guān)新石器時(shí)代遺址，并開(kāi)展了連續(xù)的考古發(fā)掘[7]。2003年以來(lái)，河北省文物考古研究院開(kāi)始在該區(qū)域開(kāi)展舊石器專題調(diào)查，先后確認(rèn)了西沙河、南臺(tái)子和下馬碑3處舊石器時(shí)代遺址[8]。2013年冬季，河北省文物考古研究院和中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所對(duì)這3處遺址開(kāi)展系統(tǒng)發(fā)掘，其中下馬碑遺址發(fā)掘面積約12m2，遺址剖面頂部的海拔高度為917m，發(fā)掘深度約為2.9m。

2地層與年代

2.1地層

遺址地層剖面深度約為290cm，根據(jù)土質(zhì)、土色及包含物性質(zhì)可以劃分為7層（圖2）。

1.耕土層：厚約20cm，包含現(xiàn)代磚塊、大量植物根系。

2.黃褐色砂質(zhì)粉砂層：厚約80～100cm，含少量次圓狀的細(xì)小礫石，出土少量石制品和動(dòng)物化石。

3.淺黃色粉砂層：厚50～60cm，。

4.灰褐色粉砂層：厚40～50cm，下部呈現(xiàn)潛育化特征，底部含少量石制品和動(dòng)物化石。

5.藍(lán)灰色含礫砂質(zhì)粉砂層：厚約10～15cm，其底部密集分布棱角狀角礫。

6.深褐色粉砂層：厚約10～20cm，含豐富文化遺物和遺跡現(xiàn)象，為遺址主文化層。

7.深褐色層狀粉砂層：偶爾含有礫石，探溝顯示該層厚超過(guò)100cm，無(wú)文化遺物及化石，未見(jiàn)底，該層指示著長(zhǎng)期穩(wěn)定的河流-湖泊沉積環(huán)境。

2.2年代

在該遺址剖面采集10個(gè)樣品，利用粗顆粒石英單片劑量法開(kāi)展了光釋光測(cè)年。同時(shí)，于遺址第二層下部和第6層分別獲取1件和3件動(dòng)物骨骼進(jìn)行高精度加速器質(zhì)譜14C測(cè)年。結(jié)果顯示，光釋光與14C測(cè)年數(shù)據(jù)具有較好的一致性，且并未發(fā)現(xiàn)明顯的年齡倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了建立下馬碑遺址各個(gè)層位的精細(xì)年代框架，我們利用上述測(cè)年數(shù)據(jù)開(kāi)展了貝葉斯模擬分析。貝葉斯分析表明，遺址最底部的第7層沉積至少起始于距今4.6～4.0萬(wàn)年；最頂部第1層沉積結(jié)束年齡為3.0～2.7萬(wàn)年；而第6層、第4層和第2層3個(gè)文化層的堆積時(shí)間分別為距今4.1～3.9萬(wàn)年、3.2～2.9萬(wàn)年和3.0～2.7萬(wàn)年。

3環(huán)境與動(dòng)、植物遺存

3.1粒度分析及環(huán)境意義

在遺址剖面按照5cm間距共采集56個(gè)樣品進(jìn)行了粒度分析，測(cè)試儀器為MalvernMastersizer3000粒度分析儀，分析精度小于1%。分析結(jié)果表明，下馬碑遺址粒度分布絕大部分表現(xiàn)出多組分特征，以10～50μm的粉砂組分為主，大于63μm的顆粒含量極低，并可見(jiàn)明顯的細(xì)粒組分，與中國(guó)北方的風(fēng)成黃土粒度組成基本一致。此外，其分選、峰度和偏度亦呈現(xiàn)出與黃土的高度相似性，表明其物質(zhì)來(lái)源主要為粉塵。

根據(jù)下馬碑遺址剖面的粒度分布特征和各組分含量變化可以看出，第1-3層表現(xiàn)為黃土狀堆積。第4層向下，粒度逐漸變粗，且呈現(xiàn)出潛育化特征，表明受到河流影響。第5層樣品呈現(xiàn)出明顯的沖積物粒度分布特征，而第6層則表現(xiàn)出與第4層相似的粒度組成，但表現(xiàn)出更大的波動(dòng)變化，顯示其為河漫灘沉積。最下部的第7層，粒度特征表明該處為河湖相沉積。

3.2植被重建

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析21個(gè)孢粉樣品，共鑒定出32種孢粉類型，其中草本類型占據(jù)主導(dǎo)地位。第6層發(fā)育時(shí)期，遺址植被為以菊科（Asteraceae）、禾本科（Poaceae）和蒿屬（Artemisia）為主的草原，周邊山地分布有松屬（Pinus）針葉林植被，氣候溫涼偏干。第5層開(kāi)始松屬植被減少，呈現(xiàn)以蒿屬、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科為主的干草原植被景觀[6]。

3.3動(dòng)物種屬鑒定及痕跡分析

本文僅對(duì)第6層出土的動(dòng)物化石進(jìn)行介紹。除第6層外，第2和第4層也出土了零星的碎骨，均無(wú)法確定種屬。第6層共出土445件動(dòng)物化石，殘長(zhǎng)多為1～2cm，且多數(shù)通體燒黑，推測(cè)應(yīng)用作燃料使用（圖3：a）。骨骼保存情況較差，可鑒定動(dòng)物種屬比例較低，僅包括馬（Equussp.）、鹿（Cervussp.）和鼢鼠（Myospalaxsp.），具體鑒定結(jié)果如下：

馬可鑒定種屬標(biāo)本共21件，其中19件為游離牙齒，2件為下頜骨殘段，可代表的最小個(gè)體數(shù)為2。

鹿共計(jì)4件，最小個(gè)體數(shù)為1。發(fā)現(xiàn)1件鹿角角心主支殘段，四面皆為斷面，風(fēng)化較嚴(yán)重，位置應(yīng)為接近角盤處主支部位。另發(fā)現(xiàn)有3件跖骨骨干背側(cè)殘段，皆可見(jiàn)較深的血管溝，從骨骼形態(tài)和尺寸來(lái)看應(yīng)隸屬于大型鹿類。

嚙齒類動(dòng)物（鼢鼠）共計(jì)7件，出土于同一位置，應(yīng)隸屬于同一個(gè)體。根據(jù)臼齒形態(tài)判斷其種屬為鼢鼠。具體包括犬齒和臼齒各1件，其他5件為頭骨殘塊。

出土動(dòng)物骨骼破碎度較高，且多通體燒黑，加之不少骨干殘段表面土蝕較嚴(yán)重，對(duì)骨骼表面痕跡的觀察產(chǎn)生較大影響。經(jīng)鑒定，4件標(biāo)本均展示了清晰的人工切割痕和磨痕。標(biāo)本13XMB：848，殘骨片，標(biāo)本殘長(zhǎng)為43.19mm。骨片形狀近長(zhǎng)方形，僅存留有骨密質(zhì)部分，一側(cè)邊緣可見(jiàn)一條切割痕跡，痕跡較長(zhǎng)，一側(cè)殘斷，殘長(zhǎng)13.56mm，由淺入深，應(yīng)是一次性劃骨剔肉所致（圖3：b）。標(biāo)本13XMB：776，殘骨片，骨片形狀近似菱形，標(biāo)本殘長(zhǎng)為19.28mm。標(biāo)本一端骨面上肉眼清楚可見(jiàn)1組切割痕跡，內(nèi)含至少4條切割痕，痕跡較短，皆在6～7mm，應(yīng)為在同一部位來(lái)回切割剔肉所致（圖3：c）。

4文化遺存研究

下馬碑遺址第2、第4和第6層均有文化遺存，其中第2和第4層分別出土33件和12件石制品，數(shù)量較少，技術(shù)分析和統(tǒng)計(jì)意義相對(duì)較弱，待進(jìn)一步發(fā)掘工作開(kāi)展后再進(jìn)行具體介紹。本報(bào)告主要對(duì)第6層出土的382件石制品、1件骨器和1套赭石顏料加工遺物（含2件赤鐵礦塊和2件研磨石器）進(jìn)行詳細(xì)研究。

4.1石制品

共計(jì)382件。原料主要為燧石，占比約為55%；其他的原料包括石英、石英巖、玢巖等。石制品較小，最大徑小于40mm的標(biāo)本占比達(dá)94%。石制品類型如表1所示。其中砸擊技術(shù)剝片產(chǎn)品129件，占比33.77%，錘擊剝片產(chǎn)品57件，占14.96%；另有大量無(wú)法識(shí)別具體打制技術(shù)的最大長(zhǎng)小于或等于20mm的碎屑（n=130;34.03%）和斷塊、斷片（n=56;14.66%）；具有修理特征的石器僅有3件，且修理極不規(guī)則。

直接錘擊和砸擊法是遺址中主要的兩種剝片技術(shù)。錘擊剝片產(chǎn)品由具有連續(xù)片疤的石核和具有明顯打擊點(diǎn)、打擊泡等赫茲錐體破裂特征的石片、石片斷片構(gòu)成（圖4：1-6）；砸擊技術(shù)則體現(xiàn)為大量具有兩極片疤或兩端臺(tái)面受損的石核和具有砸痕或兩極特征的石片/裂片（圖4：7-20），以及石砧（圖4：21）。砸擊剝片產(chǎn)品較錘擊產(chǎn)品占比更高，兩種技術(shù)產(chǎn)生的石片在長(zhǎng)度上差異不大，但在寬和厚方面，砸擊產(chǎn)品體現(xiàn)了更為窄薄的特征（表1）。形態(tài)上，砸擊產(chǎn)品更多的是長(zhǎng)大于寬的類型。砸擊石片的平均寬為13.59mm（小于10mm者占29.5%），這一數(shù)值與下川和柿子灘遺址的細(xì)石葉相近[11]，亦處于相距下馬碑遺址僅50m的西沙河遺址細(xì)石葉的寬度范圍（2.91～22.69mm，平均值為8.79mm）[8]。長(zhǎng)寬比分析表明，幾乎所有砸擊石片均顯示其長(zhǎng)大于寬，明顯區(qū)別于錘擊石片。

石制品中僅有3件標(biāo)本可見(jiàn)較淺的邊緣修理疤，缺乏經(jīng)過(guò)修理的石器類型（圖5）。其中，最大一件為13XMB-805，長(zhǎng)寬厚為26.95×14.92×5.41mm，原料為石英，毛坯為砸擊石片，在單側(cè)進(jìn)行了反向修理，形成了波浪形刃緣，最大修理疤深為2.86mm。另外兩件同樣采用單側(cè)修理，修理疤深度最大為5.86mm（13XMB-156）。

下馬碑遺址作為一處原地埋藏的營(yíng)地存在多樣的生活活動(dòng)，但石器數(shù)量較低，為了進(jìn)一步探究石制品使用情況，我們對(duì)初步觀察中具有明顯使用痕跡的17件石制品（包含3件石器和14件無(wú)明顯修理痕跡的砸擊、錘擊石片）進(jìn)行了殘留物和微痕分析[6]。研究結(jié)果表明，這些石制品有明顯使用痕跡，被用于鉆孔、加工皮毛、切割植物、切割動(dòng)物軟組織等多項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)中；7件石制品具有明顯的鑲嵌著柄痕跡，存在清晰有序的著柄微疤、殘留的植物纖維，其中2件標(biāo)本甚至可見(jiàn)部分骨柄殘留（圖6）。

4.2顏料加工遺存

顏料加工遺存包括大小不同、礦物成分亦有差異的兩個(gè)赤鐵礦石（赭石）碎塊，同時(shí)伴出一長(zhǎng)條形石灰?guī)r和一鵝卵石，集中分布于沉積物明顯被染紅的區(qū)域（圖7：1，2）。

較大一塊赤鐵礦碎塊在研究報(bào)告中編號(hào)為OP1（野外編號(hào)230；圖7：3），長(zhǎng)寬為28×20mm，質(zhì)量為12.4g，表面部分區(qū)域磨光且呈現(xiàn)天然曲度，其磨痕在顯微鏡下可以被清晰觀察到；另有區(qū)域存在裂紋，表面呈顆粒狀凹凸不平。根據(jù)條痕的平衡情況和走向，OP1表面可以劃分出5個(gè)相鄰區(qū)域，可以判斷為經(jīng)來(lái)回摩擦形成的痕跡，通過(guò)超景深顯微鏡的三維重現(xiàn)可以清晰地復(fù)原不同的摩擦軌跡。赤鐵礦碎塊OP2（野外編號(hào)232；圖7：4）的長(zhǎng)寬為11×8mm，質(zhì)量為0.6g，底部有一塊深棕色的平坦區(qū)域，表明其可能來(lái)自一個(gè)更大塊的赤鐵礦塊。其表面顯示顆粒狀、坑洼，未見(jiàn)類似于清晰的人工摩擦痕跡。長(zhǎng)條形石灰?guī)r作為研磨石砧使用，長(zhǎng)寬為240×160mm，表面可見(jiàn)磨光區(qū)域，并可觀察到染紅的斑點(diǎn)（圖7：5）。在其表面提取到的微小赤鐵礦殘留物的最大徑約為200μm，經(jīng)能譜分析確定為赤鐵礦。另有一件研磨石錘，毛坯為石英巖卵石，長(zhǎng)寬為100×90mm，表面可見(jiàn)坑疤和磨平區(qū)域（圖7：6）。上述4件遺存相對(duì)集中地分布于一處約1m2的區(qū)域，且周邊的沉積物均被染成紅色。沉積物多指標(biāo)分析顯示，其與遺址內(nèi)其他區(qū)域及遺址外沉積物具有明顯差異，確定為人為加工赤鐵礦形成的染色。

下馬碑遺址顏料遺存研究中運(yùn)用了多學(xué)科研究方法。一方面，為清晰觀察遺存表面加工痕跡，應(yīng)用了普通光學(xué)顯微鏡、超景深顯微鏡和掃描電鏡等；另一方面，為了在礦物成分、化學(xué)成分和物理性質(zhì)方面確定顏料的組成、屬性并判斷其來(lái)源，使用了X射線衍射（XRD）、微束X射線熒光光譜（microXRF）、拉曼光譜（Raman）、掃描電鏡能譜（SEM-EDS）和巖石磁學(xué)等多項(xiàng)分析測(cè)試手段，確認(rèn)下馬碑遺址顏料的成分為赤鐵礦，且是從遺址之外搬運(yùn)而來(lái)[6]。

4.3骨器

第6層還出土1件局部磨光骨器，由中型哺乳動(dòng)物的長(zhǎng)骨骨片制成（圖8）。長(zhǎng)寬為74.3×17.6mm，質(zhì)量為5.5g，保存狀況良好。骨器外形似鏟形，近端為圓形，遠(yuǎn)端收窄變尖銳，除了后期破壞造成左側(cè)一個(gè)缺口和右側(cè)邊緣部分破損外，整體保存較為完整。圓形末端可以觀察到使用后造成的強(qiáng)烈磨損微疤。與邊緣微疤相接的表面被與長(zhǎng)軸平行或傾斜的擦痕所覆蓋，這些條痕向邊緣逐漸變?nèi)醪⑾В▓D8：b）。左側(cè)向遠(yuǎn)端變尖銳，邊緣有被石器修理過(guò)的痕跡而變得鈍化；由于加工修理過(guò)程的刮擦，相鄰的骨膜表面也形成了縱向條紋，以及垂直于主軸的短條紋組（圖8：c）。

5遺址功能與空間利用

根據(jù)遺物的三維坐標(biāo)以及遺跡分布圖等信息，并綜合上述研究結(jié)果，我們對(duì)遺址第6層保存的古人類生活面進(jìn)行了功能復(fù)原（圖9）。

遺址發(fā)掘區(qū)的中部保存有一處火塘，火塘開(kāi)口呈不規(guī)則橢圓形，東北-西南走向，最大徑長(zhǎng)約50cm、寬28cm。如圖9所示，具有明顯使用痕跡的石制品較為集中地分布在火塘周邊，微痕研究也表明從事相同或相似活動(dòng)的石器分布也相對(duì)集中。由此可以推測(cè)，下馬碑遺址的史前人類以火塘為中心，開(kāi)展了不同類型的活動(dòng)，包括動(dòng)物屠宰、皮毛加工、鉆孔、石器修整等。而前文所介紹的赭石顏料加工區(qū)域位于火塘的西北方向，周邊基本未見(jiàn)其他石器，應(yīng)為一處相對(duì)獨(dú)立的功能區(qū)。盡管我們無(wú)從得知紅色的赤鐵礦粉末在當(dāng)時(shí)究竟被如何使用，但可見(jiàn)該加工區(qū)域已作為重要的生活活動(dòng)占據(jù)了營(yíng)地的一角。

整體上，下馬碑遺址第6層再現(xiàn)了一處有序安排的營(yíng)地，勾勒出四萬(wàn)年前古人類“圍爐而息、磨石取彩、嵌石為刃、分享獵物”的鮮活生活圖景。

6結(jié)語(yǔ)

下馬碑遺址主文化層（第6層）沉積年代為距今4萬(wàn)年前，該時(shí)段是探討現(xiàn)代人遷徙擴(kuò)散和行為變革的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[12-14]。盡管下馬碑遺址尚未發(fā)現(xiàn)人類化石，但其距離田園洞遺址僅約100km[12]，因此可以推測(cè)下馬碑遺址的“主人”極有可能是田園洞個(gè)體為代表的東亞現(xiàn)代人群。

遺址中最引人注目的發(fā)現(xiàn)便是赤鐵礦顏料加工遺存，這是東亞地區(qū)首次正式見(jiàn)諸報(bào)道并經(jīng)系統(tǒng)研究的此類發(fā)現(xiàn)，將東亞史前人類加工和使用顏料的歷史提早到距今4萬(wàn)年前，有力提升了對(duì)東亞古人類藝術(shù)創(chuàng)作、審美、認(rèn)知表達(dá)的認(rèn)識(shí)，改寫(xiě)了國(guó)際學(xué)術(shù)界的一些固有看法。此外，遺址中經(jīng)砸擊法和錘擊法生產(chǎn)的細(xì)小石器被用來(lái)鉆孔、加工皮毛、切割植物、切割動(dòng)物軟組織等，部分經(jīng)裝柄形成復(fù)合工具，這也表明現(xiàn)代人的技術(shù)和行為表現(xiàn)并不單一，具有顯著的復(fù)雜性，突破了學(xué)界對(duì)華北小石器傳統(tǒng)的固有認(rèn)識(shí)。下馬碑石器制作者在不進(jìn)行復(fù)雜的剝片預(yù)制情況下，對(duì)簡(jiǎn)單錘擊和砸擊產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新性的直接利用。其將細(xì)小石片直接鑲嵌著柄的方式利用未經(jīng)二次修理的鋒利刃緣，在石器的加工使用思維上與后期廣為流行細(xì)石器相似。

下馬碑遺址所揭示的文化與技術(shù)革新對(duì)于解讀東亞現(xiàn)代人演化具有極為重要的價(jià)值，并有助于深入理解現(xiàn)代人演化研究這一全球性科學(xué)問(wèn)題。下馬碑遺址揭示了東亞現(xiàn)代人復(fù)雜的文化演進(jìn)與交流過(guò)程，且很可能與本地其他人群存在文化與基因交流，反映了局地的馬賽克式的“文化與技術(shù)創(chuàng)新”而非簡(jiǎn)單的擴(kuò)散、替代。這種文化面貌的特殊性既與以往認(rèn)為的連續(xù)性的文化演進(jìn)不同，亦區(qū)別于普遍被認(rèn)知的現(xiàn)代人在歐亞大陸擴(kuò)散的文化模式。

該項(xiàng)研究工作除了在東亞現(xiàn)代人行為變革這一學(xué)術(shù)問(wèn)題的研究進(jìn)展中具有重要意義外，其多學(xué)科合作的研究方法和創(chuàng)新性的研究思路，極大地提升了東亞早期人類研究工作的質(zhì)量[15]。為了能夠盡可能多地提取文化層所蘊(yùn)含的早期人類行為信息，我們針對(duì)出土的赤鐵礦、骨器、石器及相關(guān)沉積物等開(kāi)展了地層沉積物分析、年代測(cè)定、孢粉分析、植硅體分析、礦物成分分析（XRF、Raman、XRD、磁學(xué)等）、掃描電鏡能譜分析（SEM-EDS）、石器技術(shù)類型、微痕和殘留物分析等10余項(xiàng)分析測(cè)試工作。組織和開(kāi)展類似的跨學(xué)科、多團(tuán)隊(duì)協(xié)作將極大地提高研究工作的質(zhì)量，有效克服舊石器時(shí)代遺址考古信息提取的諸多困難，最大程度地從多維度提取信息，豐富和完善我們對(duì)史前人類技術(shù)與行為的認(rèn)知。