河北泥河湾盆地西白马营遗址1985-1986年出土的石制品
2024-04-16周振宇王法岗关莹
周振宇 王法岗 关莹
关键词:泥河湾盆地;旧石器时代晚期;西白马营遗址;石制品;技术
河北阳原西白马营遗址位于泥河湾盆地中部,埋藏于桑干河北岸二級阶地(图1)。1985年调查时发现,当年进行试掘,次年正式发掘,总面积76m2,获取了石制品、骨制品、动物化石等丰富的文化遗物。谢飞等对遗址组织了科学系统的研究工作,既包括地质地貌的考察研判,也进行了以孢粉分析为基础的古环境重建和年代测试,将遗址定性为距今约1.8万年的临时石器加工场所,石器技术属中国华北的小型石片石器传统。研究者注意到西白马营遗址的石制品与盆地内同时期的油房、虎头梁的细石器遗存区别较大,而与山西峙峪文化关系甚为密切[1]。随着泥河湾盆地内的考古发现不断增多,这种差异性不断为学界所关注,其文化属性、源流和确切年代仍存在工作空间。其中,直接反映古人类生产力发展水平石器制作技术的研究则显得尤为重要和迫切,能够帮助我们确定西白马营古人类在中国现代人起源和演化脉络中的位置。为厘清上述问题,推进遗址的深入研究,我们对1985和1986年出土的石制品进行了新的类型学及技术学分析,并以此为基础,结合最新的年代工作收获,对遗址文化面貌及属性进行了讨论。本文所涉及材料的地层及新的年代工作另有专文发表,本文将不再做赘述。
西白马营遗址最初的发掘与研究工作距今已近40年,因当时学科发展程度及测年技术所限,遗址埋藏条件、年代等信息并不完善。如测年样品并未精确定位,在文化层中所处的位置不详,且当时所使用的铀系法测年需样品富含碳酸钙,在10~40万年区间内灵敏度最高,因而1.8万年的结果存在讨论空间,这为我们深入解读出土石制品带来了很大限制。西白马营遗址埋藏于桑干河二级阶地后缘,而泥河湾盆地旧石器时代晚期遗址多埋藏于二级阶地前缘,近年使用鸵鸟蛋皮进行碳十四测年,结果显示该遗址距今约4.5万年,新的光释光测年工作得到了相近的年代数据[2,3]。在新的年代背景下,重新审视遗址出土的石制品十分必要。
首次发掘的方法和研究手段存在时代局限性,遗物的三维坐标、产状等信息缺失。因此本次研究侧重于石制品分析,不涉及埋藏学探讨。石制品大小混杂,发现有丰富的碎屑、微片(小于1cm的石片),表明该遗址未经过大规模水流改造,原地埋藏可能性较大。2016年该遗址重新发掘,发掘显示存在主文化层,表明人类活动的时间相对集中,可以将1985-1986年发掘的石制品统一分析。因大部分石制品标本号无法与原报告对应,为测量记述便宜,将所有石制品重新编号。
1石制品面貌
本文涉及的西白马营遗址石制品均为1985-1986年发掘出土,现存于河北省文物考古研究院。我们对1511件石制品的观察测量及统计学分析表明1),石制品包括断片(n=129)、断块(n=535)、无法分类石片(n=167)等石器打制加工的副产品占绝大多数(n=831;55%),其次是石片(n=376;24.9%)、石器(n=235;15.6%)、石核(n=69;4.6%)。
1.1石核
共69件,包括砸击石核1件、锤击石核68件。锤击石核中又包括单台面石核42件,双台面石核22件,多台面石核4件。石核原料以燧石(n=18;26.5%)、硅质灰岩(n=13;19.1%)、石英(n=10;14.7%)和玛瑙(n=9;13.2%)为主(图2)。石核台面以素台面为主(67%),其次是自然台面(26%),另有零星线状台面和有脊台面。未发现预制台面。
单台面石核42件。从形态上看,单台面石核个体差异较大。人工台面中绝大多数为素台面,共25件,另有线状台面4件、有脊台面1件。自然台面共计10件。剥片方法均为锤击法,保存1个剥片面的为31件,2个剥片面的11件。从核体的剥片程度来看2),以中度(n=27)为主,另有10件重度和5件轻度。
双台面石核22件。从形态上看,个体差异也比较大。人工台面中绝大多数为素台面,共32个,另有线状台面1件、刃状台面1件、点状台面1件。自然台面共计9个。剥片方法均为锤击法,保存1个剥片面的为2件,2个剥片面的19件,3个剥片面的2件。剥片程度中度者12件,重度11件。
多台面石核4件。从形态上看,个体差异小。人工台面中绝大多数为素台面,共9个,自然台面3个。剥片方法均为锤击法,3件保存有3个剥片面,1件可见4个剥片面。剥片程度中度者2件,重度2件。
总体来看,50%的石核不见原始石皮,单台面、双台面、多台面石核可见石皮的平均比例分别为15.7%、17.4%、12.5%。
1.2石片
石片共376件,含4件砸击石片。可观察到使用痕迹的石片共37件。完整石片中,I型石片8件,II型28件,III型59件,IV型4件,V型70件,VI型203件。石片原料以燧石(n=96;25.5%)、火山碎屑岩(n=53;14.1%)、石英(n=52;13.8%)和玛瑙(n=49;13%)为主(表1)。
总体来看,石片中252件可以观察到打击点,占67.7%;93件有打击泡,占25%;84件有半椎体,占22.6%;49件有锥疤,占13.2%;24件有波纹,占6.5%;16件有放射线,占4.3%;11件石片可以观察到唇,占3%。石片远端形态以羽翼状为主,占72%;崩断者占22%。石片延展平直者288件,占77%;内凹者71件,占19%。
台面类型中素台面占绝大多数(n=230;61.8%),其次为自然台面(n=87;23.4%),另有少量线状、点状、刃状台面,不见预制台面。
石片两边关系平行者204件,占54.8%,两边汇聚和扩展者均为81件,各占21.8%。
37件可以观察到使用痕迹的石片全部为硅质岩类(图3:6-8),以燧石为主(n=23),另有玛瑙、硅质灰岩、白云岩等,仅有少量火山碎屑岩。微疤正向分布者16件、复向16件,反向分布5件。使用微疤均为鱼鳞状,微疤分布长与有效刃缘长度的比值平均为0.63,表明使用石片的使用程度较深。
1.3石器
石器共235件,器物组合为刮削器和尖状器。绝大多数为刮削器,占220件,其中11件为大型刮削器(最大长70mm以上,质量100g以上)。尖状器15件。
刮削器原料种类多,没有显著的选择性。原料以燧石(n=63;30.1%)为主,其次为石英(n=33;15.8%)、玛瑙(n=30;14.4%)和火山角砾岩(n=19;9.1%)。大多数为最大长小于50mm的小型刮削器,92.3%的刮削器为片状毛坯。单刃刮削器占绝大多数,修疤数量多为2-8个,少数精致修理者修疤数量在10个以上(图3:3-4),修疤形态主要为鱼鳞状和阶梯状。修理方式以正向为主(44.5%),其次为复向(24.4%)和反向(18.7%)。刃缘平视形态以平直刃和锯齿状刃为主,其次为凸刃和波浪形刃;侧视形态平直占绝大多数,零星S字形,表明修理过程中有意识地控制刃缘平整度。刃缘角度大多分布于60°~65°之间。72件刮削器可观察到使用痕迹3)。大型刮削器原料选择性较强,以火山碎屑岩等质地较差的粗颗粒石料为主(图3:5)。修疤数量较多,修理方向以复向为主,刃缘多平直,刃角集中分布于35°~82°,平均值64.5°。
尖状器共15件。片状毛坯8件,块状毛坯7件。大多修理刃缘相交成尖角,也有少量利用毛坯原始边夹成尖角。相比刮削器,尖状器的原料选择偏向性很明显。以石英(n=6)为主,另有少量玛瑙、石英岩、燧石、火山角砾岩、硅质灰岩。修理方向以复向(38.5%)和正向(30.8%)为主,零星反向。修疤大多鱼鳞状,少量为阶梯状。刃缘侧视形态多平直;正视形态以波浪形为主,另有平直刃和凹刃。尖部角度集中分布于44°~70°,平均值59.1°。绝大多数尖状器为三棱状尖角(图3:9-11)。5件尖状器的尖部因使用而崩断;2件尖状器的尖部可见磨圆痕迹,推测可能作为钻使用而形成的使用痕迹。
2原料利用策略
石制品原料以燧石、石英、玛瑙等为主(图4)。遗址附近河流的砾石层中,石英、石英岩、火山碎屑岩、火山角砾岩、白云岩等在质地、大小均与遗址石制品原料一致,所以古人类制作石器主要是就地取材。另外,燧石、玛瑙等优质原料在砾石层中的数量极少,零星几件且体积也很小,与出土遗物不符,推测也可能存在远距离搬运原料行为。
西白马营遗址史前人群对原料的认知程度高,首先表现在选择性上,燧石、玛瑙、火山角砾岩、白云岩等优质原料的比例,明显高于遗址周边砾石层中的岩性分布比例。同时,大型刮削器、尖状器、使用石片的原料分布存在明显的选择,石核、石片和刮削器的原料比例基本一致。其次在不同类型石器的加工策略上,特别是优质玛瑙、燧石等远距离原料制成的石器,无论是刃缘数量还是修疤的规整分布程度,均显示出区别性加工策略。
剥片策略和打制技术也反映出原料的认知程度。石核剥片效率较高,剥片范围均在50%以上,单台面、双台面、多台面石核的剥片范围逐次递增,其中多台面石核的平均剥片范围接近70%。白云岩、火山角砾岩、玛瑙、燧石等优质原料的石片角和石片外角的度数标准偏差较小(表2),也显示出优质原料本身的打制性能更好。也存在因原料本身的缺陷而导致的剥片效率不高的情况。如硅质岩等优质原料体积较小,脉石英、火山碎屑岩、石英砂岩、白云岩等裂隙节理多等。燧石石料的石片背面自然面比例高,部分优质原料石核、石核断块尽管体积很小,但仍存在大量砾石面。这种现象并非古人类未深度开发原料,推测是因为石料体积小,即使到使用的最终阶段,石制品砾石面仍无法全部剥离。
原料的认知程度还表现在石料的利用效率和程度上。有效刃缘指数(有效刃缘长度/石片重量)是反映单位原料产出有效刃缘效率的指标,白云岩、火山角砾岩和石英砂岩石片刃缘的有效长度绝对值较高,但玛瑙和燧石的有效刃缘指数远高于其他原料(表3)。指示出古人类对这两种优质原料的利用程度远较其他原料高。
西白马营遗的原料利用策略具有选择性强、利用率高、目的性明确的特点,反映出古人类对原料的高度认知,并据此针对不同原料、不同工具类型、不同加工目的采用高效的使用策略。同时也具备一定长距离搜寻并搬运原料的能力。
3剥片技术分析
遗址石器绝大多数由片状毛坯制成,也存在一定数量的使用石片,因此剥取有效石片是西白马营遗址石器工业体系中的重要環节,剥片技术也是技术环节的核心。
锤击法为剥片的基本方法,剥片过程中基本不对台面进行预制修理。石核剥片范围集中于40%~80%,单台面、双台面、多台面石核的尺寸大小依次递减,剥片范围和可见片疤数量均依次递增,剥片范围平均值分别为52.4%、63.5%、67.5%;可见片疤数平均值分别为4.64、6.35、7.75个。石核体积越小片疤越多,相应的片疤面积越小。石核中有6件盘状剥片,其中5件均为单台面,沿石核边缘单向剥片,另有1件沿边缘交互剥片(图3:1)。盘状石核是特定的石核类型,被认为与勒瓦娄哇石核存在密切联系,在特定区域或石器工业中,盘状石核是简单剥片和预制剥片的过渡[4,5]。西白马营遗址发现的石核大多为单面盘状剥片石核(n=5),仅1件双面盘状剥片石核,表现出相对高效稳定的剥片方式,反映出古人类稳定高效的剥片策略。但现有材料还无法将其与预制剥片联系起来。
完整石片中背面人工者最多,占68%,显示出石核的剥片效率较高。素台面者占绝大多数,缺乏石核台面预制。背脊的数量和形态表明,古人类可能有意识地控制石片的形态。245件石片存在背脊(占完整石片的65.9%),其中60%(n=147)为纵脊,另有Y字形脊、人字形脊、斜脊等纵向分布的背脊,合计48件。80%的石片背面可见纵向分布的背脊,表明古人类对纵脊的作用有所认识,剥片过程中有意识地利用脊控制力的传导。
能够反映剥片技术的另一个指标就是台面角,包括石片台面角、台面外角和石核台面角。Speth的石器打制实验表明,石片角的改变会导致石片长度的改变[6,7]。石片台面角大多在100°~110°之间,台面外角多在80°~90°之间,台面角大于90°者占84.6%,台面外角小于等于90°者占71.6%(表2),角度控制多能控制在易于剥片的区间,有利于持续剥片。多台面石核和双台面石核的台面角度大于单台面石核,表明这两种类型石核处于剥片的最终废弃阶段阶段,可见片疤的角度多大于95°,不适宜继续剥片。将原料剥片至最终阶段,也从另一个角度反映出古人类有明确的剥片策略,能够最大化地利用原料。
背脊的利用、台面角的控制均是反映剥片技术的指标,形态规整的石片是充分利用剥片原理的结果。石片中两边平行者占半数以上。不同原料的两边平行石片比例类似,没有明显差异,表明不同原料的剥片策略和目的基本一致。剥片技术稳定成熟,出产的石片形态稳定,完整石片中羽翼状远端和延展平直者均占绝大多数,两边平行石片比例最高也表明古人打制剥片目的明确,即获取能够直接使用或者工具毛坯。
尽管西白马营遗址没有发现预制台面等传统意义上的高效剥片技术特征,但以获取能够直接使用和石器毛坯为目的剥片策略十分明确。展现出成熟、高效、稳定的剥片技术。
4石器组合与制作工艺
西白马营遗址石器组合为中国北方旧石器时代晚期普遍存在的刮削器、尖状器。刮削器占绝对多数,原料选择性不强,但不同原料的修理策略存在区别,石英、石英岩等原料修疤数量少,修理程度相对低;燧石、玛瑙等优质原料修理精致,鱼鳞状修疤连续叠压分布,刃缘相对规整。硅质岩类的稀缺可能是修理策略区别产生的主因,规整的修理能够提高刃缘的强度、延长使用时间、提高利用率。
大型刮削器体型相对较大,平均长度约9cm,修理方式和策略与中小型刮削器无异,多使用片状毛坯(图3:5),与以块状毛坯的砍砸器存在明显区别(西白马营遗址2015年田野工作中发现有重型砍砸器)。其中3件周边修理,类似盘状刮削器。还有少数有修理把手便于持握的现象。
尖状器原料偏向性明显,以石英岩、石英、火山碎屑岩为主。不同器型因功能不同,在修理过程中对使用单元存在不同的形态要求。尖状器修理目的则主要是获取厚钝而非薄锐的尖角,这表明古人类对尖状器刃缘的锋利度要求较低,而对尖角的耐久度要求较高。修理方式没有明显的规律性。刮削器的加工更加注重刃部的开发,以单刃为主,双刃刮削器刃缘间的关系以相对为主,相连者比例低,注重单个刃缘的开发;因刮削器体积较少,少量的多刃刮削器刃缘关系均为相连。修理方式以单向为主,其中正向占绝大多数。大型刮削器修理方式以复向为主。尖状器修理方式以正向和复向为主,显示出不同的修理策略。
不同器型加工刃长指数相近,但是大型刮削器和尖状器的加工进深指数更大,普通刮削器加工进深指数则相对更小,刃部修疤的形态更小,表明对刃部的修理要求是获取更加规整的刃部。石器的加工比例高,刃缘长度与刃边长度比值的平均值均大于0.85,表明古人类有效利用毛坯的邊缘进行加工,反映出当时人类对加工成器的毛坯原料利用率较高。
西白马营遗址石器组合延续了中国北方石片、石器的传统,但在数量比例上具有自身特点;石器的加工更加注重使用的部位,比如刮削器的刃缘、尖状器的尖角,以最经济高效的方式获取有效的功能单元;不同器型的应用对象不同,在石料上也具有选择性。遗址的石器表现出器物组合特点鲜明、器物刃缘功能明确、修理策略稳定高效的特征。
5讨论
5.1石器工业的新定位
新的年代数据使我们必须重新审视西白马营遗址在中国北方旧石器时代晚期遗址中的地位。谢飞结合文化面貌和年代数据认为,遗址的石器工业为华北地区小石器文化传统的延续,是与盆地内的细石叶同时并存的文化类型;精细加工的玛瑙、燧石质石器的确与旧石器时代末期的技术特征类似[1]。贾真秀调查了西白马营遗址并对采集的石制品进行了研究,不仅得出了相近的结论,而且对遗址的文化特征进行了重新定位和思考;还指出,西白马营遗址的小型石片石器传统年代与细石叶传统的关系是值得深入探索的问题[8]。
近年西白马营遗址田野和测年工作重启,对1985年发掘出土的鸵鸟蛋皮进行14C测年,并对1985年发掘探方文化层进行光释光测年[2]。不同的测年手段和材料均将遗址文化层的主要年代指向了距今5万年左右。石制品分析结果表明,遗址整体文化面貌上延续了许家窑、板井子、新庙庄等盆地内旧石器时代中期的文化传统。石制品面貌反映出剥片和加工技术的成熟高效,并且面对加工对象开发出成熟的石制品制作策略,优质原料的精致加工、大型刮削器、三棱尖状器的存在都反映了这种特征。精细加工石器比例的提升可视为中国北方人群在旧石器时代晚期提升生存策略的技术储备,但这类石器并非主流。
5.2石制品反映的人类环境适应性
地层的沉积特征和孢粉含量变化指示出两个存在差异的植被类型和环境特征。早期是稀疏针阔叶混交林——草原植被类型,属偏阴凉干旱环境,近水处有喜暖植物。晚期为稀疏针叶林—荒漠草原植被类型,气候变得更干冷。文化层处于二者之间,即人类在气候相对暖时选择在此活动,但整体上相比现代更加干冷。所处地层的沉积物也表现出颜色由灰变黄,粒度由粗变细的对应特征[1]。动物遗存以羚羊、蒙古野驴与原始牛等大型哺乳动物化石的材料最为丰富,同样也指示了相对干冷的气候。
古人类适应气候开发相应的石制品制作和使用策略。前文论及的石器刃部加工特征与微痕分析结果一致。经过观察,73件石制品中有12件存在使用微痕。其中尖状器的尖部微痕状态指示了旋转运动,也发现有的器物的微痕分布于尖、刃相对的一侧,推测是捆绑或持握形成,且这些痕迹不见线状痕迹,表明为静态接触形成,有可能手持包裹物持握使用[9]。尖状器的微痕观察率远高于刮削器,有一种可能是尖状器的使用强度更大,微痕更加容易保留并被辨识。这也从侧面表明,三棱状尖角是适应更大力度和强度的使用需求的加工策略。遗址最新的发掘已发现砾石砍砸器这种重型工具,结合大量破碎动物遗存,结合上述微痕分析的结果,很可能大型工具、三棱尖状器等与加工处理包括动物皮毛、肢骨在内的资源密切相关,工具的组合与使用对象之间存在直接联系。对于动物皮毛和高热量骨髓的需求,是人类在寒冷环境下的应对行为,由此反映在上述石制品的类型组合上。
5.3与北方地区早期现代人起源的关系
在探寻人类演化历史的过程中,现代人起源一直是研究的焦点、热点问题。西白马营遗址距今约5万年的时间坐标将其与现代人起源与扩散研究联系起来。在没有人类化石等直接证据的条件下,与现代人行为相关的物质遗存是我们探讨相关问题的基础。现代人行为常被定义为:象征性行为及装饰品的出现[10-13];骨角器的使用;石叶技术出现,石器类型标准化及多样化;构造相对复杂的火塘;合理、系统化的空间利用行为;交换行为出现;采用季节性迁徙的生存模式;严酷环境下的生存能力;捕鱼猎鸟行为等[14-23]。值得注意的是,上述现代人行为标准基于有限时空范围内发现,无法普适于全世界。新的发现也表明,所谓的“现代人行为”并不专属于现代人,行为无法与特定人群直接对应[24]。
石制品技术的传播和演化可以反映人群的迁徙和扩散,因此石制品工业中新的技术因素应该被视为人类行为演化的内容之一。本文分析表明,西白马营遗址石制品存在技术性进步性:器物组合特点鲜明、器物刃缘功能明确、修理策略稳定高效的特征;成熟、高效、稳定的剥片技术;选择性强、利用率高、目的性明确的原料利用策略,都指示了现代行为的因素。许家窑人的新研究显示,其牙齿的生长发育模式已经进入现代人行列[25,26],泥河湾盆地存在现代人繁衍演化的“土壤”。许家窑、板井子、西白马营均发现古人类具备狩猎大型哺乳动物能力,文化遗存上也存在相似和关联。下马碑遗址发现的赤铁矿加工遗存将东亚早期人类使用颜料的历史提早到距今4万年前,也存在疑似装柄复合工具[27],为现代行为提供了新的注解。
近年来郑州老奶奶庙[28]、许昌灵井[29]、水洞沟2号地点下文化层[30]等发现,以及水洞沟1号地点的再研究[31],有力推动了我国早期现代人演化、扩散研究。随着考古工作的深入开展,泥河湾盆地10-5万年前的人类活动线索的新发现近年来逐渐增多,定会在推进早期现代人这一国际重大学术领域的研究中发挥重要作用。