周口店遗址发掘方法的演进
2020-03-19张月书
张月书
考古遗存是考古学研究的基础,而获取遗存的最主要手段是田野发掘,包括发掘和记录。考古发掘工作是否规范直接决定着遗存信息收集的精细化、全面化、科学化程度,如何科学地从事发掘进而获得全面、科学、可用的信息是考古学面临的首要问题。在九十余年的发展历程中,中国旧石器时代考古学的田野发掘和记录方法也在变革,北京周口店遗址的发掘见证了这一过程。周口店第1地点自1921年发现以来,历经多次发掘,其发掘和记录方法也在不断演变,尤其是1932-1937年的发掘基本奠定了遗址发掘方法的基础,并沿用至今。
周口店遗址群位于北京市房山县周口店镇西的龙骨山上,距离北京城约50公里,包含众多古人类化石、考古、古生物化石地点。1921和1923年由师丹斯基主持对龙骨山进行了发掘,收获了大量化石,其中包括两颗直立人牙齿化石,这一发现为东亚人类起源和演化的研究提供了宝贵的材料。在此之后,裴文中先生分别于1928年和1933年发现第一个完整的北京猿人头盖骨化石和山顶洞人化石,一系列重要发现使周口店遗址备受瞩目。
考古发掘“立规矩”
周口店遗址发掘之初基本采用“漫掘法”,而较少关注遗存的背景信息。发掘者虽然也注意到了层位的上下关系,但当时并未对地层和遗物的空间位置进行严格的控制,发掘记录也不甚详细,很多标本难寻出处。这种无“方法”的发掘导致遗存信息的丢失或混乱,给后来的研究造成极大不便。
1932年春季始,由于发现了石制品和用火遗迹,发掘者意识到这并非仅是一处化石点,而且是一处古人类文化遗址,因而改变了以往的“漫掘法”,采用在地层学指导下将探沟法和探方法相结合的方法。这不仅是周口店发掘方法上的一次重大变革,也奠定了中国旧石器时代考古遗址发掘记录方法的基础。“探沟法”即先在发掘区内开设“探沟”,根据其所揭露出来的地层情况拟定正式发掘规划。“打格分方法”是指将发掘区等分为若干方格,每一格即为“一方”,发掘过程中探方的面积和操作层深度可依据堆积状况灵活设定。此外,发掘清理出来的土石要以探方为单位进行筛选,以减少细小遗物遗漏。
1932年发掘周口店第1地点时,先在遗址区内开设1.5米宽、5米深的探沟,厘清地层状况后再在发掘区内打格分方,由于堆积坚硬、石块较多,不得不定为以3×3米为一方。到了1933年发掘山顶洞遗址时以1×1米为一方,操作层深约半米,发掘过程中对标本的位置及地层进行详细记录。1934年的发掘工作主要集中于北京猿人遗址,在沿用先前发掘方法的基础之上略作改进。首先是在发掘之前裴文中等人根据对遗址顶部的勘测情况事先制定了发掘计划,改变了以往发掘无计划的状态;其次改进了探方编号方式,不同于原来的数字流水编号,此编号由字母和数字组合而成,东西方向为A、B、C、D、E……,南北方向为1、2、3、4、5……,即探方号为“A1”、“A2”、“C3”、“D5”等。这种编号方式实际上与现在流行的横纵坐标法异曲同工,编号包含遗物的坐标信息,方便了野外记录和后期的整理、研究工作。此时,发掘者已经注重绘图记录,并将重要标本标注在平剖面图上。
遗址发掘记录是我们解释实物资料、开展遗址研究的重要依据,主要包括文字记录、绘图记录、照相记录三种方式。周口店遗址的文字记录十分详细,遗址有统一设计的发掘日记,由发掘者记录每日基本天气、工作内容、发掘人员和过程、重要发现以及重要来访等信息。研究工作的深入推动着记录方法的不断完善,发掘记录由最初的单一文字记录发展到文字、绘图、照相资料互为补充、图文并茂。1932年发掘周口店第1地点时,发掘者即开始对地层和重要标本进行绘图标注。至1933年山顶洞发掘时的绘图记录更为详细,通过绘制平剖面图记录地层状况,重要标本也一一标注于图上。当时详细的绘图和地层描述是我们现今了解遗址堆积、划分地层、明确遗物空间位置的重要参照。除绘图记录外,发掘者还需每日从南、东、西三个固定的角度对发掘区分别拍照,以记录当日的发掘情况,是为“记录照相”。此外还有“例常照相”,即每周两次从东、北、西三个方向各拍照一张全山的照片,以观察整个龙骨山随发掘而逐渐变化的情形。
周口店第1地点发掘平面(《周口店记事1927-1937》)
遗址发掘时所采用的野外编号独具特色,发掘山顶洞时,是用简码将遗物出土的时间及位置都标注于遗物之上,特殊的化石或石制品在号码之外还要加写“特”字。遗物的出土日期由野外工作日累计计算,由每年第一个工作日起顺序标记。如33:128:J10,代表该标本是在1933年第128个工作日出土自探方J10中。标本的平面位置可由探方号确定,而深度信息则可通过工作日推算,编号不再是单纯的流水号,也承载着遗物的空间位置信息。
解放后,周口店遗址的发掘基本保持1932年确定的方法。1958年周口店第1地点的发掘打破了以往按“水平层”发掘的方法,改为按“自然层”进行发掘。但1959年及其后的发掘又重新沿用了打格分方、按“水平层”发掘的方式。
20世纪30年代,随着研究目的的转变,周口店遗址的发掘和记录方法不断完善,是为当时科学发掘和记录的典范,奠定了中国旧石器时代考古发掘和记录方法的基础。“探沟法”可使发掘者预先了解地层堆积情况,制定更有针对性的发掘方案;“打格分方法”一方面使发掘更为有序、系统,另一方面方便记录出土遗物位置;详备的信息记录方法能够最大限度的获取遗物信息,为遗物的空间分布、不同层位间的遗物变化、遗址空间利用等遗址研究的不断深入提供数据。
新世纪的发掘:方法的承袭和创新
2009年,出于剖面保护和展示的目的,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和北京市房山区周口店北京人遗址管理处合作,对周口店第1地点西剖面开展抢救性发掘。
本次发掘在借鉴先前发掘方法的基础之上有所改进。为保证工作的连续性、系统性,发掘者以保留在洞北壁上的20世纪30年代发掘区的东西向坐标网格为参照,将新老发掘区坐标系相联系;发掘仍沿用打格分方、在自然层内划分操作层的方法。此次发掘所采用的探方编号方法为方向+坐标,以探方西南点的坐标代表该探方,如N113 E67;对遗物的收集更加全面,发掘出土的细颗粒堆积除干筛外,富含细小标本的堆积还要再次进行水筛。
除基本的文字、绘图和照相记录外,此次发掘工作中运用了大量新技术新方法,提高了信息记录的精细化、全面化、科学化程度。如利用便携式激光三维扫描仪对洞穴形态、特定地层和遗迹现象等(例如疑似用火产生的地层颜色变化和火塘结构)做数字化记录;利用全站仪测量记录出土遗物的三维坐标,使遗物空间坐标记录更为便捷准确,也方便后期的数据整理和分析。新发掘也更加注重遗存情景信息的收集,遗物、遗迹之间的相对位置的记录,为遗物空间分布及遗存间的相互关系研究提供更准确的数据支撑;发掘过程中注意对剖面的系统采样,以供年代学、沉积学、古人类生存环境及地质、地球化学分析之用,用以构建完整地层、推测遗址形成过程、建立年代和环境变迁框架、探究古人类生存的背景环境等,推动遗址综合研究的开展。
正是基于如此细致、规范的发掘方法,新发掘得以揭露一系列洞顶坍塌事件的遗迹,为遗址形成过程研究提供了更小尺度的地层信息。张双权等借助于此次发掘详细的记录资料,结合遗址动物骨骼的埋藏状况开展了埋藏学研究,认为在第三层堆积形成时该处并不适宜人类生存,西剖面第三层动物骨骼富集并非古人类行为所致。
前人种树 后人乘凉:方法改革的深远意义
周口店第1地点和山顶洞遗址在中国乃至世界旧石器时代考古学中具有举足轻重的地位,发现的丰富人类化石、考古材料等为研究东亚人类的演化具有关键意义。但近年来围绕第1地点是直立人居所还是鬣狗巢穴,灰烬堆积是否原地用火;山顶洞遗址是否是早期现代人的墓葬等问题的争议未有间断。虽然这些遗址发现的重要考古遗物和人类化石在第二次世界大战中丢失,幸运的是,当时详备的发掘和记录方法较为全面、科学地保存了遗存信息,为后来的遗址研究提供了重要依据。
2004年,Boaz等对周口店第1地点各水平层和不同地层进行数字化处理,重建了发掘体系和遗物空间关系,对于研究遗址形成过程、探讨古人类行为等具有重要意义。但在文章中,Boaz等误将当时发掘所采用的2米×2米探方尺寸当作1米×1米,且认为是贾兰坡先生在誊写记录及绘图时比例尺有误所致。Boaz等的错误造成了遗物绝对空间距离的偏差,影响我们对遗址形成过程及遗址空间利用的解释。2009年始的新发掘中,古脊椎所的研究人员李锋、陈福友、张双权、高星等对发掘资料仔细梳理,重新辨识、校对了当时的文字和照片记录,复原了当时的发掘区坐标系,最终确认20世纪30年代发掘的探方为2米×2米,纠正了Boaz文章中的错误,也为其后的研究提供了参照。
20世纪30年代山顶洞遗址的发掘,出土了丰富的文化遗迹和遗物,包括人类骨骼、石制品、装饰品、墓葬遗迹等,是研究中国北方现代人起源和演化的关键性遗址。80、90年代不同学者用不同测年方法对遗址进行测年,但所测得的遗址年代存在很大争议(距今5-1万年),影响了我们对这些出土化石和考古遗物意义的解释。李锋等根据出土遗物编号及遗址发掘记录大致推算出11个标本的空间位置,以此为基础利用加速器质谱测年法(AMS)重新测定了遗址年代,得到堆积最晚年代约为距今3.3万年,出土丰富人类化石及装饰品的第四层年代约为距今3.5-3.8万年。
结语
考古学以实物资料为研究对象,实物资料的获取主要依靠考古发掘,因而科学规范的发掘是考古学研究的基础。20世纪30年代周口店遗址发掘时,我国的旧石器时代考古遗址发掘便有着较为科学的发掘和记录方法。裴文中等人对周口店遗址发掘方法进行了改革创新,构建起中国旧石器时代考古遗址发掘和记录方法的基本框架。当时科学的发掘和详备的发掘记录方法保留下来的大量遗存仍是我们当下开展遗址研究的重要参照。新世纪以来,随着研究重心和研究理念的转变、考古资料解释体系的多样化、相关学科的发展、数字化技术的应用,以及国际流行的旧石器时代考古田野发掘方法在中国的推行,遗址发掘更加注重全方面、多层次的遗存信息的提取,精细的发掘加之现代化测绘和记录手段的运用大大提高了材料与信息提取的系统性、科学性、精细化程度,为考古学的科学、深入研究提供了良好的保障。