泥河湾盆地下马碑遗址2013年发掘简报

王法岗 杨石霞 葛俊逸 岳健平 赵克良 Andreu Ollé 李文艳 杨海勇 刘连强 关莹 谢飞 Francesco dErrico6 Michael Petraglia 邓成龙

关键词：泥河湾盆地；下马碑遗址；装柄；赭石；早期现代人

冀西北的泥河湾盆地是华北乃至东亚地区旧石器时代古人类文化遗址最丰富、分布最集中的地区，受到国内外学术界的广泛关注。广义的泥河湾盆地包括河北省的阳原盆地、蔚县盆地、怀来盆地以及山西省的大同盆地，盆地内发现的古人类文化遗存涵盖了从早更新世至晚更新世之末，乃至新石器时代的超长时间尺度。最初的考古发现和研究工作主要聚焦于阳原盆地，特别是盆地东缘大田洼台地发现丰富的早更新世遗址，如马圈沟、岑家湾、小长梁和东谷坨等[1-4]。近年来，随着考古工作的进一步推进，相邻的蔚县盆地也有了诸多新的发现，如吉家庄、前上营一带发现一系列中更新世时期遗址[5]。2013年，河北省文物考古研究院主持发掘下马碑遗址，该遗址是蔚县盆地内的一处地层清晰且出土丰富遗物和遗迹的晚更新世遗址（图1）。2018年以来，国内外多家单位的学者共同完成了该遗址地层年代、埋藏过程、古环境和文化遗存的系统性多学科研究工作，研究成果于2022年发表于国际期刊Nature[6]。下马碑遗址的研究工作再现了距今四万年前东亚现代人加工、使用赭石颜料和复合工具的生活图景，更新了国际学术界对东亚现代人行为适应的认识。本文将全面介绍遗址的地层、年代、古环境、动植物资源、文化遗物及遗迹现象等，并简要总结所开展的多学科研究工作的相关结果。

1遗址概况

下马碑遗址（39°55′13.1″N、114°47′04.5″E）位于广义泥河湾盆地南部的蔚县盆地中东部（图1），是坐落于壶流河第二级阶地上的一处旷野遗址。壶流河是横贯泥河湾盆地的桑干河南侧的重要支流，下马碑遗址所处位置亦是蔚县盆地重要的史前遗址集中分布区。20世纪七八十年代，该区域就发现了重要的三关新石器时代遗址，并开展了连续的考古发掘[7]。2003年以来，河北省文物考古研究院开始在该区域开展旧石器专题调查，先后确认了西沙河、南台子和下马碑3处旧石器时代遗址[8]。2013年冬季，河北省文物考古研究院和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所对这3处遗址开展系统发掘，其中下马碑遗址发掘面积约12m2，遗址剖面顶部的海拔高度为917m，发掘深度约为2.9m。

2地层与年代

2.1地层

遗址地层剖面深度约为290cm，根据土质、土色及包含物性质可以划分为7层（图2）。

1.耕土层：厚约20cm，包含现代砖块、大量植物根系。

2.黄褐色砂质粉砂层：厚约80～100cm，含少量次圆状的细小砾石，出土少量石制品和动物化石。

3.浅黄色粉砂层：厚50～60cm，。

4.灰褐色粉砂层：厚40～50cm，下部呈现潜育化特征，底部含少量石制品和动物化石。

5.蓝灰色含砾砂质粉砂层：厚约10～15cm，其底部密集分布棱角状角砾。

6.深褐色粉砂层：厚约10～20cm，含丰富文化遗物和遗迹现象，为遗址主文化层。

7.深褐色层状粉砂层：偶尔含有砾石，探沟显示该层厚超过100cm，无文化遗物及化石，未见底，该层指示着长期稳定的河流-湖泊沉积环境。

2.2年代

在该遗址剖面采集10个样品，利用粗颗粒石英单片剂量法开展了光释光测年。同时，于遗址第二层下部和第6层分别获取1件和3件动物骨骼进行高精度加速器质谱14C测年。结果显示，光释光与14C测年数据具有较好的一致性，且并未发现明显的年龄倒转现象。为了建立下马碑遗址各个层位的精细年代框架，我们利用上述测年数据开展了贝叶斯模拟分析。贝叶斯分析表明，遗址最底部的第7层沉积至少起始于距今4.6～4.0万年；最顶部第1层沉积结束年龄为3.0～2.7万年；而第6层、第4层和第2层3个文化层的堆积时间分别为距今4.1～3.9万年、3.2～2.9万年和3.0～2.7万年。

3环境与动、植物遗存

3.1粒度分析及环境意义

在遗址剖面按照5cm间距共采集56个样品进行了粒度分析，测试仪器为MalvernMastersizer3000粒度分析仪，分析精度小于1%。分析结果表明，下马碑遗址粒度分布绝大部分表现出多组分特征，以10～50μm的粉砂组分为主，大于63μm的颗粒含量极低，并可见明显的细粒组分，与中国北方的风成黄土粒度组成基本一致。此外，其分选、峰度和偏度亦呈现出与黄土的高度相似性，表明其物质来源主要为粉尘。

根据下马碑遗址剖面的粒度分布特征和各组分含量变化可以看出，第1-3层表现为黄土状堆积。第4层向下，粒度逐渐变粗，且呈现出潜育化特征，表明受到河流影响。第5层样品呈现出明显的冲积物粒度分布特征，而第6层则表现出与第4层相似的粒度组成，但表现出更大的波动变化，显示其为河漫滩沉积。最下部的第7层，粒度特征表明该处为河湖相沉积。

3.2植被重建

实验室内分析21个孢粉样品，共鉴定出32种孢粉类型，其中草本类型占据主导地位。第6层发育时期，遗址植被为以菊科（Asteraceae）、禾本科（Poaceae）和蒿属（Artemisia）为主的草原，周边山地分布有松属（Pinus）針叶林植被，气候温凉偏干。第5层开始松属植被减少，呈现以蒿属、藜科（Chenopodiaceae）、禾本科为主的干草原植被景观[6]。

3.3动物种属鉴定及痕迹分析

本文仅对第6层出土的动物化石进行介绍。除第6层外，第2和第4层也出土了零星的碎骨，均无法确定种属。第6层共出土445件动物化石，残长多为1～2cm，且多数通体烧黑，推测应用作燃料使用（图3：a）。骨骼保存情况较差，可鉴定动物种属比例较低，仅包括马（Equussp.）、鹿（Cervussp.）和鼢鼠（Myospalaxsp.），具体鉴定结果如下：

马可鉴定种属标本共21件，其中19件为游离牙齿，2件为下颌骨残段，可代表的最小个体数为2。

鹿共计4件，最小个体数为1。发现1件鹿角角心主支残段，四面皆为断面，风化较严重，位置应为接近角盘处主支部位。另发现有3件跖骨骨干背侧残段，皆可见较深的血管沟，从骨骼形态和尺寸来看应隶属于大型鹿类。

啮齿类动物（鼢鼠）共计7件，出土于同一位置，应隶属于同一个体。根据臼齿形态判断其种属为鼢鼠。具体包括犬齿和臼齿各1件，其他5件为头骨残块。

出土动物骨骼破碎度较高，且多通体烧黑，加之不少骨干残段表面土蚀较严重，对骨骼表面痕迹的观察产生较大影响。经鉴定，4件标本均展示了清晰的人工切割痕和磨痕。标本13XMB：848，残骨片，标本残长为43.19mm。骨片形状近长方形，仅存留有骨密质部分，一侧边缘可见一条切割痕迹，痕迹较长，一侧残断，残长13.56mm，由浅入深，应是一次性划骨剔肉所致（图3：b）。标本13XMB：776，残骨片，骨片形状近似菱形，标本残长为19.28mm。标本一端骨面上肉眼清楚可见1组切割痕迹，内含至少4条切割痕，痕迹较短，皆在6～7mm，应为在同一部位来回切割剔肉所致（图3：c）。

4文化遗存研究

下马碑遗址第2、第4和第6层均有文化遗存，其中第2和第4层分别出土33件和12件石制品，数量较少，技术分析和统计意义相对较弱，待进一步发掘工作开展后再进行具体介绍。本报告主要对第6层出土的382件石制品、1件骨器和1套赭石颜料加工遗物（含2件赤铁矿块和2件研磨石器）进行详细研究。

4.1石制品

共计382件。原料主要为燧石，占比约为55%；其他的原料包括石英、石英岩、玢岩等。石制品较小，最大径小于40mm的标本占比达94%。石制品类型如表1所示。其中砸击技术剥片产品129件，占比33.77%，锤击剥片产品57件，占14.96%；另有大量无法识别具体打制技术的最大长小于或等于20mm的碎屑（n=130;34.03%）和断块、断片（n=56;14.66%）；具有修理特征的石器仅有3件，且修理极不规则。

直接锤击和砸击法是遗址中主要的两种剥片技术。锤击剥片产品由具有连续片疤的石核和具有明显打击点、打击泡等赫兹锥体破裂特征的石片、石片断片构成（图4：1-6）；砸击技术则体现为大量具有两极片疤或两端台面受损的石核和具有砸痕或两极特征的石片/裂片（图4：7-20），以及石砧（图4：21）。砸击剥片产品较锤击产品占比更高，两种技术产生的石片在长度上差异不大，但在宽和厚方面，砸击产品体现了更为窄薄的特征（表1）。形态上，砸击产品更多的是长大于宽的类型。砸击石片的平均宽为13.59mm（小于10mm者占29.5%），这一数值与下川和柿子滩遗址的细石叶相近[11]，亦处于相距下马碑遗址仅50m的西沙河遗址细石叶的宽度范围（2.91～22.69mm，平均值为8.79mm）[8]。长宽比分析表明，几乎所有砸击石片均显示其长大于宽，明显区别于锤击石片。

石制品中仅有3件标本可见较浅的边缘修理疤，缺乏經过修理的石器类型（图5）。其中，最大一件为13XMB-805，长宽厚为26.95×14.92×5.41mm，原料为石英，毛坯为砸击石片，在单侧进行了反向修理，形成了波浪形刃缘，最大修理疤深为2.86mm。另外两件同样采用单侧修理，修理疤深度最大为5.86mm（13XMB-156）。

下马碑遗址作为一处原地埋藏的营地存在多样的生活活动，但石器数量较低，为了进一步探究石制品使用情况，我们对初步观察中具有明显使用痕迹的17件石制品（包含3件石器和14件无明显修理痕迹的砸击、锤击石片）进行了残留物和微痕分析[6]。研究结果表明，这些石制品有明显使用痕迹，被用于钻孔、加工皮毛、切割植物、切割动物软组织等多项生产活动中；7件石制品具有明显的镶嵌着柄痕迹，存在清晰有序的着柄微疤、残留的植物纤维，其中2件标本甚至可见部分骨柄残留（图6）。

4.2颜料加工遗存

颜料加工遗存包括大小不同、矿物成分亦有差异的两个赤铁矿石（赭石）碎块，同时伴出一长条形石灰岩和一鹅卵石，集中分布于沉积物明显被染红的区域（图7：1，2）。

较大一块赤铁矿碎块在研究报告中编号为OP1（野外编号230；图7：3），长宽为28×20mm，质量为12.4g，表面部分区域磨光且呈现天然曲度，其磨痕在显微镜下可以被清晰观察到；另有区域存在裂纹，表面呈颗粒状凹凸不平。根据条痕的平衡情况和走向，OP1表面可以划分出5个相邻区域，可以判断为经来回摩擦形成的痕迹，通过超景深显微镜的三维重现可以清晰地复原不同的摩擦轨迹。赤铁矿碎块OP2（野外编号232；图7：4）的长宽为11×8mm，质量为0.6g，底部有一块深棕色的平坦区域，表明其可能来自一个更大块的赤铁矿块。其表面显示颗粒状、坑洼，未见类似于清晰的人工摩擦痕迹。长条形石灰岩作为研磨石砧使用，长宽为240×160mm，表面可见磨光区域，并可观察到染红的斑点（图7：5）。在其表面提取到的微小赤铁矿残留物的最大径约为200μm，经能谱分析确定为赤铁矿。另有一件研磨石锤，毛坯为石英岩卵石，长宽为100×90mm，表面可见坑疤和磨平区域（图7：6）。上述4件遗存相对集中地分布于一处约1m2的区域，且周边的沉积物均被染成红色。沉积物多指标分析显示，其与遗址内其他区域及遗址外沉积物具有明显差异，确定为人为加工赤铁矿形成的染色。

下马碑遗址颜料遗存研究中运用了多学科研究方法。一方面，为清晰观察遗存表面加工痕迹，应用了普通光学显微镜、超景深显微镜和扫描电镜等；另一方面，为了在矿物成分、化学成分和物理性质方面确定颜料的组成、属性并判断其来源，使用了X射线衍射（XRD）、微束X射线荧光光谱（microXRF）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜能谱（SEM-EDS）和岩石磁学等多项分析测试手段，确认下马碑遗址颜料的成分为赤铁矿，且是从遗址之外搬运而来[6]。

4.3骨器

第6层还出土1件局部磨光骨器，由中型哺乳动物的长骨骨片制成（图8）。长宽为74.3×17.6mm，质量为5.5g，保存状况良好。骨器外形似铲形，近端为圆形，远端收窄变尖锐，除了后期破坏造成左侧一个缺口和右侧边缘部分破损外，整体保存较为完整。圆形末端可以观察到使用后造成的强烈磨损微疤。与边缘微疤相接的表面被与长轴平行或倾斜的擦痕所覆盖，这些条痕向边缘逐渐变弱并消失（图8：b）。左侧向远端变尖锐，边缘有被石器修理过的痕迹而变得钝化；由于加工修理过程的刮擦，相邻的骨膜表面也形成了纵向条纹，以及垂直于主軸的短条纹组（图8：c）。

5遗址功能与空间利用

根据遗物的三维坐标以及遗迹分布图等信息，并综合上述研究结果，我们对遗址第6层保存的古人类生活面进行了功能复原（图9）。

遗址发掘区的中部保存有一处火塘，火塘开口呈不规则椭圆形，东北-西南走向，最大径长约50cm、宽28cm。如图9所示，具有明显使用痕迹的石制品较为集中地分布在火塘周边，微痕研究也表明从事相同或相似活动的石器分布也相对集中。由此可以推测，下马碑遗址的史前人类以火塘为中心，开展了不同类型的活动，包括动物屠宰、皮毛加工、钻孔、石器修整等。而前文所介绍的赭石颜料加工区域位于火塘的西北方向，周边基本未见其他石器，应为一处相对独立的功能区。尽管我们无从得知红色的赤铁矿粉末在当时究竟被如何使用，但可见该加工区域已作为重要的生活活动占据了营地的一角。

整体上，下马碑遗址第6层再现了一处有序安排的营地，勾勒出四万年前古人类“围炉而息、磨石取彩、嵌石为刃、分享猎物”的鲜活生活图景。

6结语

下马碑遗址主文化层（第6层）沉积年代为距今4万年前，该时段是探讨现代人迁徙扩散和行为变革的关键节点[12-14]。尽管下马碑遗址尚未发现人类化石，但其距离田园洞遗址仅约100km[12]，因此可以推测下马碑遗址的“主人”极有可能是田园洞个体为代表的东亚现代人群。

遗址中最引人注目的发现便是赤铁矿颜料加工遗存，这是东亚地区首次正式见诸报道并经系统研究的此类发现，将东亚史前人类加工和使用颜料的历史提早到距今4万年前，有力提升了对东亚古人类艺术创作、审美、认知表达的认识，改写了国际学术界的一些固有看法。此外，遗址中经砸击法和锤击法生产的细小石器被用来钻孔、加工皮毛、切割植物、切割动物软组织等，部分经装柄形成复合工具，这也表明现代人的技术和行为表现并不单一，具有显著的复杂性，突破了学界对华北小石器传统的固有认识。下马碑石器制作者在不进行复杂的剥片预制情况下，对简单锤击和砸击产品进行创新性的直接利用。其将细小石片直接镶嵌着柄的方式利用未经二次修理的锋利刃缘，在石器的加工使用思维上与后期广为流行细石器相似。

下马碑遗址所揭示的文化与技术革新对于解读东亚现代人演化具有极为重要的价值，并有助于深入理解现代人演化研究这一全球性科学问题。下马碑遗址揭示了东亚现代人复杂的文化演进与交流过程，且很可能与本地其他人群存在文化与基因交流，反映了局地的马赛克式的“文化与技术创新”而非简单的扩散、替代。这种文化面貌的特殊性既与以往认为的连续性的文化演进不同，亦区别于普遍被认知的现代人在欧亚大陆扩散的文化模式。

该项研究工作除了在东亚现代人行为变革这一学术问题的研究进展中具有重要意义外，其多学科合作的研究方法和创新性的研究思路，极大地提升了东亚早期人类研究工作的质量[15]。为了能够尽可能多地提取文化层所蕴含的早期人类行为信息，我们针对出土的赤铁矿、骨器、石器及相关沉积物等开展了地层沉积物分析、年代测定、孢粉分析、植硅体分析、矿物成分分析（XRF、Raman、XRD、磁学等）、扫描电镜能谱分析（SEM-EDS）、石器技术类型、微痕和残留物分析等10余项分析测试工作。组织和开展类似的跨学科、多团队协作将极大地提高研究工作的质量，有效克服旧石器时代遗址考古信息提取的诸多困难，最大程度地从多维度提取信息，丰富和完善我们对史前人类技术与行为的认知。