泥河灣盆地下馬碑遺址2013年發掘簡報

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 關瑩 謝飛 Francesco dErrico6 Michael Petraglia 鄧成龍

關鍵詞：泥河灣盆地；下馬碑遺址；裝柄；赭石；早期現代人

冀西北的泥河灣盆地是華北乃至東亞地區舊石器時代古人類文化遺址最豐富、分布最集中的地區，受到國內外學術界的廣泛關注。廣義的泥河灣盆地包括河北省的陽原盆地、蔚縣盆地、懷來盆地以及山西省的大同盆地，盆地內發現的古人類文化遺存涵蓋了從早更新世至晚更新世之末，乃至新石器時代的超長時間尺度。最初的考古發現和研究工作主要聚焦于陽原盆地，特別是盆地東緣大田洼臺地發現豐富的早更新世遺址，如馬圈溝、岑家灣、小長梁和東谷坨等[1-4]。近年來，隨著考古工作的進一步推進，相鄰的蔚縣盆地也有了諸多新的發現，如吉家莊、前上營一帶發現一系列中更新世時期遺址[5]。2013年，河北省文物考古研究院主持發掘下馬碑遺址，該遺址是蔚縣盆地內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，國內外多家單位的學者共同完成了該遺址地層年代、埋藏過程、古環境和文化遺存的系統性多學科研究工作，研究成果于2022年發表于國際期刊Nature[6]。下馬碑遺址的研究工作再現了距今四萬年前東亞現代人加工、使用赭石顏料和復合工具的生活圖景，更新了國際學術界對東亞現代人行為適應的認識。本文將全面介紹遺址的地層、年代、古環境、動植物資源、文化遺物及遺跡現象等，并簡要總結所開展的多學科研究工作的相關結果。

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階地上的一處曠野遺址。壺流河是橫貫泥河灣盆地的桑干河南側的重要支流，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。20世紀七八十年代，該區域就發現了重要的三關新石器時代遺址，并開展了連續的考古發掘[7]。2003年以來，河北省文物考古研究院開始在該區域開展舊石器專題調查，先后確認了西沙河、南臺子和下馬碑3處舊石器時代遺址[8]。2013年冬季，河北省文物考古研究院和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所對這3處遺址開展系統發掘，其中下馬碑遺址發掘面積約12m2，遺址剖面頂部的海拔高度為917m，發掘深度約為2.9m。

2地層與年代

2.1地層

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

1.耕土層：厚約20cm，包含現代磚塊、大量植物根系。

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

3.淺黃色粉砂層：厚50～60cm，。

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

5.藍灰色含礫砂質粉砂層：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100cm，無文化遺物及化石，未見底，該層指示著長期穩定的河流-湖泊沉積環境。

2.2年代

在該遺址剖面采集10個樣品，利用粗顆粒石英單片劑量法開展了光釋光測年。同時，于遺址第二層下部和第6層分別獲取1件和3件動物骨骼進行高精度加速器質譜14C測年。結果顯示，光釋光與14C測年數據具有較好的一致性，且并未發現明顯的年齡倒轉現象。為了建立下馬碑遺址各個層位的精細年代框架，我們利用上述測年數據開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4.6～4.0萬年；最頂部第1層沉積結束年齡為3.0～2.7萬年；而第6層、第4層和第2層3個文化層的堆積時間分別為距今4.1～3.9萬年、3.2～2.9萬年和3.0～2.7萬年。

3環境與動、植物遺存

3.1粒度分析及環境意義

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

根據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層表現為黃土狀堆積。第4層向下，粒度逐漸變粗，且呈現出潛育化特征，表明受到河流影響。第5層樣品呈現出明顯的沖積物粒度分布特征，而第6層則表現出與第4層相似的粒度組成，但表現出更大的波動變化，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

實驗室內分析21個孢粉樣品，共鑒定出32種孢粉類型，其中草本類型占據主導地位。第6層發育時期，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層開始松屬植被減少，呈現以蒿屬、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科為主的干草原植被景觀[6]。

3.3動物種屬鑒定及痕跡分析

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

馬可鑒定種屬標本共21件，其中19件為游離牙齒，2件為下頜骨殘段，可代表的最小個體數為2。

鹿共計4件，最小個體數為1。發現1件鹿角角心主支殘段，四面皆為斷面，風化較嚴重，位置應為接近角盤處主支部位。另發現有3件跖骨骨干背側殘段，皆可見較深的血管溝，從骨骼形態和尺寸來看應隸屬于大型鹿類。

嚙齒類動物（鼢鼠）共計7件，出土于同一位置，應隸屬于同一個體。根據臼齒形態判斷其種屬為鼢鼠。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重，對骨骼表面痕跡的觀察產生較大影響。經鑒定，4件標本均展示了清晰的人工切割痕和磨痕。標本13XMB：848，殘骨片，標本殘長為43.19mm。骨片形狀近長方形，僅存留有骨密質部分，一側邊緣可見一條切割痕跡，痕跡較長，一側殘斷，殘長13.56mm，由淺入深，應是一次性劃骨剔肉所致（圖3：b）。標本13XMB：776，殘骨片，骨片形狀近似菱形，標本殘長為19.28mm。標本一端骨面上肉眼清楚可見1組切割痕跡，內含至少4條切割痕，痕跡較短，皆在6～7mm，應為在同一部位來回切割剔肉所致（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，數量較少，技術分析和統計意義相對較弱，待進一步發掘工作開展后再進行具體介紹。本報告主要對第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）進行詳細研究。

4.1石制品

共計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的標本占比達94%。石制品類型如表1所示。其中砸擊技術剝片產品129件，占比33.77%，錘擊剝片產品57件，占14.96%；另有大量無法識別具體打制技術的最大長小于或等于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，且修理極不規則。

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

石制品中僅有3件標本可見較淺的邊緣修理疤，缺乏經過修理的石器類型（圖5）。其中，最大一件為13XMB-805，長寬厚為26.95×14.92×5.41mm，原料為石英，毛坯為砸擊石片，在單側進行了反向修理，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地存在多樣的生活活動，但石器數量較低，為了進一步探究石制品使用情況，我們對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件無明顯修理痕跡的砸擊、錘擊石片）進行了殘留物和微痕分析[6]。研究結果表明，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、切割動物軟組織等多項生產活動中；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件標本甚至可見部分骨柄殘留（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赤鐵礦石（赭石）碎塊，同時伴出一長條形石灰巖和一鵝卵石，集中分布于沉積物明顯被染紅的區域（圖7：1，2）。

較大一塊赤鐵礦碎塊在研究報告中編號為OP1（野外編號230；圖7：3），長寬為28×20mm，質量為12.4g，表面部分區域磨光且呈現天然曲度，其磨痕在顯微鏡下可以被清晰觀察到；另有區域存在裂紋，表面呈顆粒狀凹凸不平。根據條痕的平衡情況和走向，OP1表面可以劃分出5個相鄰區域，可以判斷為經來回摩擦形成的痕跡，通過超景深顯微鏡的三維重現可以清晰地復原不同的摩擦軌跡。赤鐵礦碎塊OP2（野外編號232；圖7：4）的長寬為11×8mm，質量為0.6g，底部有一塊深棕色的平坦區域，表明其可能來自一個更大塊的赤鐵礦塊。其表面顯示顆粒狀、坑洼，未見類似于清晰的人工摩擦痕跡。長條形石灰巖作為研磨石砧使用，長寬為240×160mm，表面可見磨光區域，并可觀察到染紅的斑點（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，長寬為100×90mm，表面可見坑疤和磨平區域（圖7：6）。上述4件遺存相對集中地分布于一處約1m2的區域，且周邊的沉積物均被染成紅色。沉積物多指標分析顯示，其與遺址內其他區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用了多學科研究方法。一方面，為清晰觀察遺存表面加工痕跡，應用了普通光學顯微鏡、超景深顯微鏡和掃描電鏡等；另一方面，為了在礦物成分、化學成分和物理性質方面確定顏料的組成、屬性并判斷其來源，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）和巖石磁學等多項分析測試手段，確認下馬碑遺址顏料的成分為赤鐵礦，且是從遺址之外搬運而來[6]。

4.3骨器

第6層還出土1件局部磨光骨器，由中型哺乳動物的長骨骨片制成（圖8）。長寬為74.3×17.6mm，質量為5.5g，保存狀況良好。骨器外形似鏟形，近端為圓形，遠端收窄變尖銳，除了后期破壞造成左側一個缺口和右側邊緣部分破損外，整體保存較為完整。圓形末端可以觀察到使用后造成的強烈磨損微疤。與邊緣微疤相接的表面被與長軸平行或傾斜的擦痕所覆蓋，這些條痕向邊緣逐漸變弱并消失（圖8：b）。左側向遠端變尖銳，邊緣有被石器修理過的痕跡而變得鈍化；由于加工修理過程的刮擦，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

根據遺物的三維坐標以及遺跡分布圖等信息，并綜合上述研究結果，我們對遺址第6層保存的古人類生活面進行了功能復原（圖9）。

遺址發掘區的中部保存有一處火塘，火塘開口呈不規則橢圓形，東北-西南走向，最大徑長約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的石器分布也相對集中。由此可以推測，下馬碑遺址的史前人類以火塘為中心，開展了不同類型的活動，包括動物屠宰、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域位于火塘的西北方向，周邊基本未見其他石器，應為一處相對獨立的功能區。盡管我們無從得知紅色的赤鐵礦粉末在當時究竟被如何使用，但可見該加工區域已作為重要的生活活動占據了營地的一角。

整體上，下馬碑遺址第6層再現了一處有序安排的營地，勾勒出四萬年前古人類“圍爐而息、磨石取彩、嵌石為刃、分享獵物”的鮮活生活圖景。

6結語

下馬碑遺址主文化層（第6層）沉積年代為距今4萬年前，該時段是探討現代人遷徙擴散和行為變革的關鍵節點[12-14]。盡管下馬碑遺址尚未發現人類化石，但其距離田園洞遺址僅約100km[12]，因此可以推測下馬碑遺址的“主人”極有可能是田園洞個體為代表的東亞現代人群。

遺址中最引人注目的發現便是赤鐵礦顏料加工遺存，這是東亞地區首次正式見諸報道并經系統研究的此類發現，將東亞史前人類加工和使用顏料的歷史提早到距今4萬年前，有力提升了對東亞古人類藝術創作、審美、認知表達的認識，改寫了國際學術界的一些固有看法。此外，遺址中經砸擊法和錘擊法生產的細小石器被用來鉆孔、加工皮毛、切割植物、切割動物軟組織等，部分經裝柄形成復合工具，這也表明現代人的技術和行為表現并不單一，具有顯著的復雜性，突破了學界對華北小石器傳統的固有認識。下馬碑石器制作者在不進行復雜的剝片預制情況下，對簡單錘擊和砸擊產品進行創新性的直接利用。其將細小石片直接鑲嵌著柄的方式利用未經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石器相似。

下馬碑遺址所揭示的文化與技術革新對于解讀東亞現代人演化具有極為重要的價值，并有助于深入理解現代人演化研究這一全球性科學問題。下馬碑遺址揭示了東亞現代人復雜的文化演進與交流過程，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“文化與技術創新”而非簡單的擴散、替代。這種文化面貌的特殊性既與以往認為的連續性的文化演進不同，亦區別于普遍被認知的現代人在歐亞大陸擴散的文化模式。

該項研究工作除了在東亞現代人行為變革這一學術問題的研究進展中具有重要意義外，其多學科合作的研究方法和創新性的研究思路，極大地提升了東亞早期人類研究工作的質量[15]。為了能夠盡可能多地提取文化層所蘊含的早期人類行為信息，我們針對出土的赤鐵礦、骨器、石器及相關沉積物等開展了地層沉積物分析、年代測定、孢粉分析、植硅體分析、礦物成分分析（XRF、Raman、XRD、磁學等）、掃描電鏡能譜分析（SEM-EDS）、石器技術類型、微痕和殘留物分析等10余項分析測試工作。組織和開展類似的跨學科、多團隊協作將極大地提高研究工作的質量，有效克服舊石器時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，豐富和完善我們對史前人類技術與行為的認知。