辽宁庙后山与金牛山遗址考察采样记

文 图/解浩

为研究东北地区古人类遗址的年代学与环境演化等问题，2017 年9 月19—21 日和2018年11 月17 日，我跟随中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的老师一起去辽宁本溪县庙后山遗址和大石桥市金牛山遗址考察采样。

地理位置与概况

庙后山遗址位于本溪满族自治县山城子乡庙后山南坡洞穴中，海拔约400 米，是一处旧石器时代遗址。1978—1983 年，该遗址经过4 次发掘，出土2 颗古人类牙齿化石、少儿股骨化石、人工打制石器及少量骨器，并发现用火遗迹。2012年7 月，庙后山遗址考古发掘工作再次启动，持续到2017 年。

古人类生活场景复原

金牛山人遗址共发现4 处旧石器文化地点，A 地点发现的古人类化石被命名为“金牛山人”，石器种类有刮削器和尖状器，与北京直立人的石器文化类似。A 地点下部堆积年代距今31 万—20 万年。

金牛山遗址位于大石桥市南一个孤立的山丘上，海拔69 米，距渤海湾约20千米。1984 年在该遗址发现了古人类化石，包括1 个头骨、5 根脊椎骨、2 根肋骨以及其他部位的骨头，全部属于一个成年女性个体，被定名为“金牛山人”，此外还有大量的动物骨骼化石、石制品等遗物伴出。

庙后山遗址与金牛山遗址地理位置

辽宁境内的这两处旧石器时代遗址都出土了古人类化石，对研究东北地区古人类的生存演化具有重要意义，但目前遗址的年代还存在一定争议。此次考察采样的目的是为了对遗址沉积物进行分析，采集遗址的测年样品和环境样品，通过光释光测年分析、孢粉分析、粒度分析、磁化率分析等对遗址的年代与环境进行研究，为探讨东北地区古人类的演化以及环境适应提供科学依据。

庙后山遗址

洞穴中的旧石器时代遗址更容易发现古人类化石。因为洞穴为古人类提供了天然的庇护所，在这里生活可以避免风吹雨打。洞穴内部环境比较稳定，受外界影响相对较小，后期可以避免一些人为的扰动，所以很多古人类生活遗迹都能完整保存下来。

庙后山下竖立着两块文物保护碑。庙后山遗址在1988 年被列入辽宁省文物保护单位，2006 年5 月被列入全国重点文物保护单位。得益于辽宁省和本溪县政府的重视，遗址得到了较好的保护，洞穴经过加固，并且封闭起来，遗址至山下的路也铺上了石梯，我们去遗址可以直接攀登石梯。

2017 年，辽宁省文物考古研究所等单位对庙后山遗址开展了新的发掘，目前已经基本发掘完毕，待我们采集完古环境和年代样品就准备回填。南京师范大学地理科学学院沈冠军教授等曾对庙后山遗址进行过测年，结果显示第6 层上部人类臼齿至少为距今20 万年，下部少儿股骨很可能为40—30 万年，第5 层钙板下的人类犬齿至少为50 万年。由于洞穴沉积物的堆积情况复杂，仅仅用一种测年方法来确定地层和化石的年代误差比较大，如果用多种方法综合研究并进行对比分析，可以得出更精确的地层和化石年代。

站在洞穴往北看，远处是山，两山之间是一大片河流阶地。可以想象古人类在洞穴中居住，然后在这片水草丰茂的河流阶地上采集捕猎，生生不息。洞内的沉积物都是从洞外被流水搬运进来的，这些沉积物将洞内的骨骼等遗物掩埋，经过了数万年的沉积，地层已经到达洞穴顶部。整个剖面大概高3 米，底部的地层中包含大量的石块，都是石灰岩，上部是含砂黏土，包含了较多的化石。考古学者经过一个多月的发掘，在庙后山遗址石灰岩洞穴沉积物中清理出大量的动物化石和石制品，并且发现了一些用火遗迹。

我们采集光释光样品的过程比较辛苦。采集样品要用钢管垂直地层剖面砸进去，把沉积物封闭在钢管中，然后用不透明胶带封好，记录样品的埋藏深度等信息，带回实验室进行分析检测。采样位置尽量要避开沉积地层中的裂隙，沉积物最好岩性一致；采样最好是采集一个剖面整个序列，一般间隔30 厘米采集一个光释光测年样品。如果无法用钢管取样，可以把沉积物整块取下来然后拿到实验室取出中心位置的沉积物。整个采样过程都要避免阳光的曝晒和加热，因为过高的温度和阳光会使沉积物中石英和长石颗粒的光释光信号被晒退，无法测得真实的沉积年龄。

因为地层中的石块阻挡，钢管很难进入地层，除非把石灰岩破碎掉；并且用黏土把钢管完全包裹住，想要拔出来更难。我们只能把钢管周围的沉积物全都刨除掉才能将样品取出来。奋战几个小时后，我们终于取得了连续的沉积样品并记录样品信息。

本溪市博物馆

庙后山遗址出土的古人类化石被妥善收藏在本溪市博物馆库房中。我们在博物馆看到了庙后山古人类和古动物群的复原场景，有的人在打制石器，有的人在修理木质工具，有人似乎在站岗放哨，还有两个人抬着一头野猪，非常富有动感，生动有趣地展示了古人的生活方式。

庙后山遗址文物保护碑

庙后山遗址洞穴

古动物群复原

古动物群包括梅氏犀、中华河狸、肿骨鹿、杨氏虎、复齿旱獭、翁氏兔和中华鬣狗。如今这些动物已经灭绝了，根据庙后山遗址洞穴中出土的动物骨骼，古生物学家复原了它们的形象。

为了研究庙后山古人类化石与其他遗址直立人的关系，我们在发掘出的头盖骨化石上钻取一些样品计划提取DNA。通过DNA 分析可以研究古人类的遗传特征、迁徙演化途径等问题。我们钻取样品时小心翼翼，从古人类头盖骨化石内侧取了约50 毫克的样品。

庙后山遗址出土的古人类化石：① 头盖骨化石 ② 牙齿化石 ③ 股骨化石

金牛山遗址

金牛山遗址包括四个地点，其中A地点出土了金牛山人化石和大量的石制品。为了探究金牛山人的具体年代，我们对A 地点的地层进行了光释光样品的采集工作。

A 地点洞穴大概高（深）13 米，为了更好保护遗址，文保部门设计了玻璃罩，既能保护遗址安全，也大大减轻了遗址的风化。

金牛山遗址文物保护碑

有学者认为这是一个洞穴堆积，也有专家表示这是一个岩厦。据金牛山遗址博物馆的工作人员介绍，当年发掘的时候挖出来了钟乳石，说明这不是一个岩厦，只有洞穴才可能形成钟乳石。发现该遗址也是一个巧合，1942 年日本人田野光雄到大石桥调查和开采镁矿石，在石灰岩溶洞中发现了第四纪堆积物，找到一些哺乳动物化石。1949 年后，有人在这里开采石灰，将洞炸掉了，所以才感觉像一个岩厦。当年发掘清理出来的遗物除了一部分收藏于遗址博物馆，一部分存放于辽宁省文物考古研究所，还有一些存放在北京大学，包括当年的金牛山人化石。

金牛山遗址动物雕塑群：

① 肿骨鹿

② 梅氏犀

③ 剑齿虎

④ 葛氏斑鹿

金牛山遗址A 点洞穴全貌

金牛山遗址地层中的动物骨骼：

① 鼠类下颌骨

② 鼠类头骨

③ 啮齿动物肢骨④ 啮齿动物门齿

⑤ 大型哺乳动物肩胛骨

采样时我们在地层中发现了很多啮齿动物的骨骼，因为没有石化，所以很脆，轻轻一碰就会断掉。水流带来一些沉积物，逐渐堆积，可能经历了几万年甚至十几万年才形成了这样一个厚达十几米的古动物化石地层。

在剖面上工作很艰难，我们借来梯子上去，找到沉积物比较多的地方然后采集样品。采集完之后马上放进不透光的锡纸袋中避光保存，然后用胶带包裹好。这个遗址已经不再进行发掘了，在这里采集的样品十分珍贵。我们在尽量保护遗址的情况下采集尽量多的样品。地层中的动物化石和岩石比较多，因此采样进度很慢。

再探金牛山遗址

金牛山遗址地层采样

学术界对金牛山遗址进行了大量研究，但是就古人类生存的年代还存在着一定争议。北京大学考古文博学院陈铁梅教授等利用不平衡铀系法对金牛山遗址各层位的30 个骨骼、牙齿化石样品进行测年，把含有古人类化石的第6层年代定为距今31—24 万年，平均为28 万年左右。后来他又用ESR（电子自旋共振）法和铀系法对金牛山5 个牙化石进行测年，结果显示为距今23 万年。现在一般认为金牛山人的生存年代是距今26 万年。但地层年代与古人生存的年代并不一定是一致的，需要经过严密的推理和细致的研究。此外学术界对金牛山人属于什么人种也存在着争议。中科院古脊椎动物与古人类研究所吴汝康院士认为金牛山人属于早期智人，而北京大学考古文博学院吕遵谔教授认为属于直立人向早期智人过渡的阶段。

上次采集完样品就送往实验室抓紧时间处理，但测年结果不太理想。我们在沉积物中提取了石英颗粒，但是因为该遗址下部地层沉积年代古老，超出了粗颗粒石英的测年范围。我们想利用沉积物中的钾长石颗粒来测年，但因为钾长石样品量太小，我们不得不计划再次取样。

2018 年11 月17 日，我们和南京师范大学地理科学学院的邵庆丰副教授一起再次去往金牛山遗址。这次采样的目的就是重新厘定金牛山人所在地层的埋藏年代，建立高分辨率的年代学序列。其实对洞穴沉积物中的石英和长石颗粒测年是有很多问题的，不像沙漠和河流阶地，矿物颗粒很容易晒退归零，可能存在着不完全晒退和其他问题。洞穴沉积物比较复杂，想要得到一个准确的年代，需要考虑各种因素，还要对比其他测年技术所得出的测年结果以及动物化石种类等。

除了光释光样品我们还采集了遗址洞穴壁上结晶的碳酸盐，可以用来做Al-Be 测年和铀系测年。通过两种测年方法，我们可以进行对比研究，希望能够得出比较可靠的年代结果。

目前样品仍在处理中，相信不久后会对这两个遗址的环境变化以及地层年代有一个更加清晰的认识。科学研究从来都不是一蹴而就的，需要提出科学问题、制定详细的计划、采取科学技术手段、进行科学的对比分析，只有做到这些才能够做好科研工作。也许需要一代人甚至是几代人的共同努力才能够将一个科学问题搞清楚、做明白。千里之行，始于足下，我们要努力做好自己的基础性工作，得出真实可靠的数据，为新的发现奠定坚实的基础。