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⑾В▓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。