关键词:遗址成因;阶地;晚更新世;东沟遗址;泥河湾盆地
1引言
更新世古人类活动范围广阔,以狩猎采集为生,足迹遍布河流、湖泊、山地、平原等各种地貌单元[1,2],其生存范围的广泛性造成了旧石器遗址埋藏类型的多样性。目前所发现的旧石器时代古人类活动遗存,均保存于各种各样的沉积体系或沉积类型中,包括河湖相、岩溶洞穴(含岩厦/ 裂隙)、黄土、红土、海岸带等[1-6]。遗址埋藏的沉积体系指示了古人类丰富多样的生存环境,同时也影响着遗址的埋藏过程及遗物的分布。因此,探明遗址的埋藏类型,了解遗物埋藏过程中各类自然营力的改造作用,进而复原遗址形成过程与沉积序列,是科学解读遗物组合、遗址性质与人类适应行为的前提[7,8]。在多种多样的地貌类型中,河流阶地以其临近水源、动植物资源丰富、生态环境优良等特点成为古人类活动的良好场所[9],是研究古人类演化与行为发展的重要地貌类型[10]。
河流沉积过程对考古遗存的埋藏有重要影响[11],近年来河流阶地也成为学术界密切关注的埋藏环境,目前已开展了大量相关研究[12]。河流阶地沉积的典型特点是其二元结构,即下部粗粒的砂砾石河床相沉积与上部细粒的河漫滩相沉积,其中细颗粒的河漫滩相沉积是保存早期人类活动遗物的理想沉积类型[13,14]。同时,相对较弱的水动力带来的细粒沉积物使得古人类活动遗物得到良好的保存,考古遗存发生位移较少,为科学解读古人类生存行为提供了良好的基础。
广义的泥河湾盆地包含了山西大同、河北阳原、蔚县等盆地[15](图1: a),盆地内保存了早更新世以来连续的河湖相沉积,是研究华北古人类演化、行为发展与环境适应的重要地区。近年来,泥河湾湖相地层中保存的遗址形成过程研究取得重要进展,如麻地沟[16]、东谷坨[17]、岑家湾[18]、飞梁[19]、吉家庄[20] 等,为早- 中更新世湖滨相环境下的人类适应模式探究打下了坚实的基础。晚更新世,泥河湾古湖消亡,盆地内桑干河及其支流遍布,河流阶地广泛发育,埋藏其中的遗存也取得重要发现与研究进展[21-24]。蔚县盆地下马碑遗址也是其中之一[24],遗址所见的技术革新及颜料运用等行为现代性遗存的发现也指示古人类在河流阶地环境中适应行为的复杂性和搭建人类适应序列的重要性。在此背景下,对河流阶地内遗址形成过程的解读是正确揭示古人类活动遗址的特点、探明盆地内晚更新世人类技术演化和生存适应序列的基础与前提。本研究选取近期发掘的蔚县盆地东沟遗址,对遗址地貌发育、地层特点与遗址形成过程进行研究,为构建区域晚更新世沉积环境与古人类适应策略的演变打下基础。
2 研究材料与研究方法
2.1 研究材料
东沟遗址位于河北省张家口市蔚县黄梅乡常胜疃村东约800 m 处,地理坐标为40°2′51.0″N、114°48′9.6″E,海拔905 m(图1: b)。2017年春,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与河北师范大学组成的联合考古队在该区域进行考古调查,发现并确认该遗址及其原生地层信息。同年9~11月及次年8~11月,联合考古队选取该遗址进行了正式考古发掘,遗址出土了丰富的石制品和动物化石。东沟遗址埋藏于泥河湾古湖消亡后形成的河流阶地沉积中,底部保留砂砾石层对下伏河湖相地层的侵蚀现象,顶部被马兰期黄土覆盖。遗址文化层厚1.5 m,以粉砂和黏土质粉砂为主,遗物丰富,为研究古人类在该遗址的生存行为提供了重要的实物材料[25]。
东沟遗址所在的蔚县盆地位于河北省西部,山西省的东北侧,地处太行山北段和燕山西段的连接地带,为晚新生代断陷沉积盆地,平面呈西南- 东北走向的纺锤形[26]。盆地四面环山,东南、西北与西南分别为抬升强烈的小五台山、六棱山和白见坨,东北侧为相对低矮的月山。上新世时期,受喜山运动影响,蔚县盆地开始沉积。第四纪以来,剧烈的构造运动促进了泥河湾古湖的发育,壶流河地堑沟通了蔚县盆地与北侧的阳原盆地,使两者成为一体的古湖,盆地内保留了丰富的河湖相沉积[27]。晚更新世以来,泥河湾古湖逐步消亡,桑干河支流壶流河发育,河流侵蚀加剧,两岸不断下切,形成阶地。
东沟遗址埋藏于壶流河支流定安河北部一条季节性河流“东沟”右岸的二级阶地下部,下伏泥河湾河湖相层,顶部被晚更新世以来的风成黄土堆积覆盖(图1: c,图2)。晚更新世泥河湾古湖消亡后,首先在山前地带发育片流,并汇入低洼地带形成壶流河及其支流定安河。随后,定安河北部山区的山前冲沟和溪流(东沟)随季节性降水在区内发育,并注入定安河,其两岸发育河流阶地。随着末次冰期的来临,气候冷干,地表转变为风积环境,黄土沉积覆盖在河流阶地沉积之上。
为确定遗址的年代,发掘团队选取了东沟遗址主要文化层(即第5 层,图2)采集的6件样品(4 件骨质样品,2 件炭屑样品)送往美国Beta 实验室进行AMS14C 测年工作。结果显示校正后的年代范围在45065~38049 BP[25],已达到14C 测年的上限。为精确探明人类活动的年代问题,河北师范大学测年团队已经采集了样品,并对遗址作了光释光测年(Optically Stimulated Luminescence, OSL);初步结果显示,东沟遗址的年代不晚于距今7 万年。
2.2 研究方法
本文研究方法包括地学研究方法和考古遗物指标分析两部分。
地学研究方法包括宏观和微观两个层面。首先是在宏观层面判断东沟遗址所在地貌特征,获取地层的单元划分、沉积物特征(包括颜色、成分、结构和包含物)等信息,进而释读遗址的地层沉积序列与沉积过程。东沟遗址二级阶地为基座阶地,其基座为遗址西北侧的泥河湾层,为发育水平层理的灰色、灰绿色黏土和粉砂层,指示了形成于湖水相对较深时期的湖相沉积[28],遗址所处的地层剖面为典型的河流相河漫滩环境,顶部发育柱状节理的棕黄色粉砂层指示后期的风成黄土堆积环境。微观层面则是通过粒度和磁化率分析解读遗址沉积过程的环境变化。粒度用于判断遗址埋藏过程中所受的机械营力的大小及沉积环境[7,29,30],磁化率指示了沉积物中磁性矿物的富集程度,其受沉积过程中气候、水文等环境因素影响。有研究认为,在河湖相沉积中,沉积物磁化率大小与粒度正相关,较小的磁化率可能反映了相对干冷且水动力条件较弱的沉积环境[8,31]。本研究中粒度测试过程如下:称约0.50g样品,加入10mL浓度为10% 的双氧水(H2O2)去除样品中的有机质后加入10mL 浓度为10% 的盐酸(HCl) 去除碳酸盐,并将样品洗涤至中性;加入10mL 0.05mol/L 的六偏磷酸钠((NaPO3)6) 分散剂和30mL 纯净水,并用超声波清洗机振荡10分钟后上机测试。测试使用英国Marvern 仪器有限公司生产的MASTERSIZER2000型粒度仪。磁化率样品自然风干后,将样品砸散装入8 cm3特制无磁性的专用样品盒内压实密封,测量体积磁化率(低频磁化率);然后称重,计算质量磁化率。磁化率测量使用MFK1-FA 多频磁化率仪,测试频率为976 Hz(低频),仪器分析精度为±0.1%。粒度及磁化率实验均在中国地质科学院地质研究所第四纪环境实验室完成。
出土遗物考古指标已经被广泛应用于遗址形成过程研究中,包括空间分析与埋藏学分析两个方面[3]。本研究利用遗物的空间分布特点解读遗址埋藏过程中人类和自然因素发挥的作用[3,32],通过石制品技术组合分析[20,32]、废片大小分布特征[33] 探讨遗址的完整性,借助石制品风化磨蚀状况揭示遗物制作完成后在地表暴露状况和其受到搬运程度[34],选取遗物产状信息[12,35] 评估遗物受到自然营力改造的情况。本文将结合上述相互关联的埋藏学指标,分析自然营力对考古材料的改造过程,评估遗存信息保存的完整度,复原遗址形成过程。
3 研究结果
3.1 地层沉积物特征
东沟遗址周边为早期泥河湾湖相层和河流阶地的地貌景观。泥河湾层出露在遗址西北部,遗址所在的东沟第二级阶地切割泥河湾湖相层,形成西北高东南低的地形条件;后期东沟第一级阶地的发育在遗址的东南侧自东北至西南方向切割东沟遗址第二级阶地(图1: c)。东沟遗址剖面的地层可分为下部单元(Lower Unit, LU)、中部单元(MiddleUnit, MU)和上部单元(Upper Unit, UU),总厚度超过12m(图2)。下部单元(LU)为以泥河湾湖相层为基座的砂砾石层堆积,砾石成分以白云岩和火山角砾岩为主,无分选,磨圆度中等,砂层以条带状展布,内部可见泥河湾层泥砾。本层为典型的河床相沉积类型,指示泥河湾古湖消亡后,东沟自北部山区向南发育,侵蚀了湖相地层并形成了较厚的古河床沉积,反映了山前物源区的河道冲积环境。中部单元(MU)以灰黑- 棕灰色粉砂、粉砂质黏土为主,颗粒较细,指示河流发育稳定时期相对较细颗粒的河漫滩沉积体系。上部单元(UU)以灰- 棕黄色的粉砂、细粉砂为主,结构疏松,发育柱状节理,指示晚期河流消失后的风积环境。
东沟遗址地层从上到下可分为7个自然层。图2 中,左侧为遗址发掘区域剖面,右侧为发掘探沟剖面。其中,第7 层为下部单元,主体为砂砾石,指示水动力条件较强的河道冲积环境。第6至3层为中部单元,以灰棕色- 棕黑色粉砂、粉砂质黏土、黏土质粉砂为主。其中,第6 层局部夹粗砂条带和透镜体,层内含丰富的黄色锈斑,偶见碳屑和小砾石;第5 层中下部含大量黄色锈斑,内含丰富的动物碎骨、石制品、炭屑等文化遗物,为主要文化层;第4 层开始自下而上颜色逐渐变浅,黏土含量增多,第4 层下部含零星石制品;第3 层为棕黄色细粉砂,质地细腻,结构疏松。第2 层到第1 层为上部单元,以棕黄-灰色细粉砂、粉砂为主,发育柱状节理,指示风成黄土堆积。
为准确解读遗址形成过程中的水动力条件变化,本文对东沟遗址进行了粒度分析(表1,图3)。表1 展示了遗址全剖面、地层上部单元、中部单元及文化层的粒度结果,下部单元为砂砾石层,未进行粒度采样。分析结果表明,东沟遗址剖面的中上部沉积以粉砂(4≤dlt;63 μm, 75.22%)为主,其次为极细砂(63≤dlt;125 μm, 12.29%)和黏土(dlt;4 μm,10.52%),中粗砂以上(dgt;250 μm, 0.42%)含量很少,总体反映较弱的水动力条件。下部单元(第7 层)为砂砾石层,粒度较粗,分选较差,指示河床相砂砾石层;中部单元(第6~3 层)颗粒相对较细,以黏土和粉砂为主,反映了较弱的水动力条件的河漫滩环境。上部单元(第2~1层)粒度相对变粗,细粉砂、粉砂占比明显增加,反映了河流消失后的风成堆积环境。就人类活动的文化层来看,第5层的黏土(14.92%)含量增加,粉砂(72.52%)等含量相对较小,粒度相对较细,显示了较弱的水动力条件。
东沟遗址剖面的磁化率变化较为明显,第6、5层磁化率较低,到上部磁化率逐渐增高,在第2、1层达到最高值。具体来看,第5 层为主体文化层,粒度较细,磁化率处于一个相对较低的区间,反映了这一时期水动力条件较弱且相对干冷的环境。第4 层磁化率略有上升,粒度较第5层也更粗,但整体仍以细粒沉积为主,可能依旧指示古人类活动于水动力条件较弱、相对稳定的河漫滩环境。第2~1层磁化率达到剖面的最高值,指示较多外源磁性物质的加入,对应较粗的粒度,反映了河流消失后黄土沉积的环境。
3.2 出土遗物指标
3.2.1 标本空间分布
旧石器时代遗址中石制品等遗物空间分布特征不仅与古人类在遗址内的生存活动相关,也会在自然营力作用下产生不同的聚集特征,如水流改造作用使遗物在遗址内呈条带状或团簇状分布,因此遗物的空间分布状态一定程度上指示了遗址埋藏过程[13,33,36];标本的三维空间分布、数字等高模型及热力分布图等,均能够较为直观地展现遗物分布的情况[3,37]。
东沟遗址出土标本的空间分布图(图4: a,a 的底部为标本分布在平面上的投影)显示,标本从西北方高处向东南呈坡状分布,与古地形状况一致。为更清晰地展示遗物空间分布情况,本研究在ArcMap 10.6软件中用遗物的三维坐标点创建三角网并制作了遗物分布的高程图(Digital Elevation Model, DEM)(图4: b)。从图4 可以看出,标本主要分布在发掘区域的北部,集中在北部46~48 m,西北角、东北角之间为两个密集区,发掘区的南部相对稀疏。从剖面上看,出土标本的高程集中于908.4~909.2 m,自北向南缓向下呈斜坡状分布,自西向东水平状展布(图4: c)。整体来看,尽管标本集中分布于高程较高的地带,但平面分布范围较广,分布具有一定随机性,表明遗址可能受到一定的自然营力改造,但仍较大程度地保留了人类活动信息。
为进一步探明遗址形成过程中自然营力的改造情况和遗物的分选程度。本研究将具有详细位置信息的出土石质标本(n=2154),按照最大长度(L)划分为Llt;2 cm(n=250)、2≤L≤5 cm(n=1363)和Lgt;5 cm(n=541)三个区间[22,32](图4: d-f),分别观察标本的分布情况。由图4: d可见,Llt;2 cm 的标本基本集中于发掘区域的西北角(N: 46~47 m,47~49 m)和北部,东南部分布较少,高程较高,集中于908.8~909.2m;2≤L≤5 cm 的标本分布情况基本接近标本的总体分布情况(图4: e),集中分布于遗址的北半部(N:45~47 m);在西北角的分布较为集中,在东北部的分布有所增强,在少部分西南部有散乱分布现象,东南部未发现有标本;较低处仍有少量标本分布;Lgt;5 cm 的标本及大部分非人工痕迹石质标本则自遗址北部呈散射状向东南部分布,并在遗址的东北部形成密集分布的情况,整体高程更低(图4: f)。
上述分布特征表明,较小的遗物分布于发掘区域西北角高处,中等遗物分布的密集中心除发掘区域西北角外,也在遗址西南部与东北部出现,较大的遗物则表现出向东南散射状分布的趋势。这种分布情况的出现可能与遗址西北高- 东南低的区域地势有关。然而,若水流改造在遗址形成中发挥主要作用,则应当表现为较小石制品被搬离原位,较大石制品保留于原地的情况[33]。水流受到重力作用自高向低流动,但东沟遗址所见遗物分布情况却为较小的标本集中于西北角高处,较大的标本集中于东南部低处,这种分布状况指示了遗址埋藏过程中水流改造发挥着较弱的作用,前述的粒度和磁化率结果同样指示了弱水动力条件,可知水流冲刷并未对遗址的遗物分布造成严重干扰。
那么,何种因素影响了遗物的分布情况?由于石质标本具有均质性,密度相近,标本的大小与质量之间存在正相关性。故本研究推测,重力因素可能是影响遗物空间分布、促使遗物发生分选的一项重要原因。因此,本文尝试将标本按不同质量划分讨论遗物的空间分布情况。此前,学者对于石制品质量的关注相对较少[38],对质量划分的标准也不统一,因而进行研究时一般根据遗址的特点采取不同的标准[18]。本研究对遗址出土石质标本的重量进行统计,兼顾东沟遗址标本的实际情况与统计的时效性,将出土石质标本(n=2154)的质量(m, mass)分为mlt;5g(n=644),5≤mlt;10 g(n=421),10≤mlt;50g(n=604)、50≤mlt;100 g(n=134)、100≤mlt;500g(n=206)、m≥500g(n=145)进行统计。分析结果表明,遗物分布的趋势基本与大小分布情况相近(图5)。质量较轻的遗物(mlt;5 g)集中于西北部高处(图5: a),高程集中于908.8~909.2 m,随着标本质量的增加,遗物分布向东部、南部扩散与偏移,高程逐渐降低(图5: b, c),10≤mlt;50g的遗物分布情况表现明显。质量较大的遗物(50≤mlt;100g、100≤mlt;500g)在西北部分布减少,在东北部分布集中(图5: d, e)。质量极大(m≥500g)的石制品及非人工痕迹石质标本基本上呈现出向东南部坡状分布的情况(图5: f),遗物集中在遗址东南边缘,高程集中在908.5 m 左右,整体上达到最低。这种遗物分布情况与遗址的西北高- 东南低的自然地势吻合,表明遗物的坡状分布与重力因素有较大的关联。结合前文可知,水流并未对遗物分布造成强烈破坏,遗物被丢弃和埋藏的过程中不断受到遗址地势与重力作用影响发生一定的分选与偏移,但是较大量小型石制品在高处的保存指示了这种自然营力扰动是相对轻微的。
3.2.2 石制品技术类型组合
石制品技术类型组合能够一定程度上判断考古材料受水流改造搬运程度的强弱,进而反映遗址的完整性[3],如遗址未经过大规模的水流改造,应保留相对完整的石制品技术组合,如原地埋藏的遗址中石核数量一般不超过3%,在使用5 mm 的筛网过筛的前提下,最大长小于20 mm 的碎屑(small flaking debris)的比例应该在60%~75%[33]。
东沟遗址2017年度试掘出土具有详细位置信息的石质标本2154件,此外还有筛选品1190件,共计3344件,具有人工打制特征的石制品3182 件。其中,石核80件,占2.51%;废片2959件,占92.99%(图6: a)。对标本最大长度统计表明,碎屑的含量为33.4%,石核数量小于3%,废片比例极高,表明遗址石制品技术组合上具有一定完整性,然而遗址碎屑含量较低的具体原因不明。可能是东沟遗址石制品埋藏与发掘中损失了部分小型标本,也可能与遗址出土石制品偏大及石料特性存在一定关联。
3.2.3 废片大小分布区间
废片标本的保存状况和大小分布区间指示了遗址受自然营力扰动的程度。实验考古的数据表明,水流会搬运较小的石制品,Kathy Schick 进行的流水作用模拟实验提供了可供参考的实验曲线[33]。同时,本研究将任进成针对泥河湾板井子遗址的燧石原料进行打制实验获得的曲线加入对比[22],两条实验曲线与东沟遗址出土废片大小分布曲线的比较分析可以帮助讨论东沟遗址的埋藏情况。此外,本研究还运用出土废片大小分布累积概率曲线比较遗址和实验废片大小分布的总体情况[39]。
东沟遗址出土石制品废片数量共计3011件,其中长度在1cm的石制品比例较低,仅占1.31%,与实验数据相差较大(图6: c),一般情况下这可能指示了遗物经过水流改造,使得遗址中较小的遗物标本丢失。然而根据前文所述的遗物分布情况来看,大量较小、质量较轻的遗物被保留在遗址地势较高处,表明尽管水流造成一定程度的小遗物丢失,但水动力条件并不强。因此本研究推测造成这种分布情况的原因可能有以下几点:1)相对于Kathy Schick 和任进成的实验石制品大小数据,东沟遗址废片累积曲线图指示东沟遗址废片大小相较于实验数据明显较大,这可能与石制品原料不同存在一定关联(图6: d);东沟遗址原料以硅质白云岩和火山岩为主,作为沉积岩的硅质白云岩及粗面岩一类的火山岩因其原料特性,在打击过程中较少产生小于1 cm 的碎屑。2)遗址中废片类产品原料以硅质白云岩和火山岩为主,燧石等优质原料次之,石核中燧石原料占比也较低,而工具中却以燧石原料占比较高,推测加工工具产生较小碎屑的过程可能并不发生在遗址中,遗址内部发生的具体生产活动还需后续结合石制品技术进行具体分析。上述因素造成了遗址中在1cm 以下的石制品占比低于实验曲线的情况。此外,东沟遗址石制品大小分布与KathySchick 的实验数据同在lt;2cm 时达到峰值(图6: c),意味着遗址中仍然大量保留了小尺寸的遗物。东沟遗址废片大小分布曲线与Kathy Schick实验曲线相比拟合度较高,指示了东沟遗址尽管经过了一定程度的水流改造,使得部分细小的石制品流失。
3.2.4石制品风化和磨蚀程度
石制品的表面风化和边缘磨蚀程度反映了遗物的化学蚀变程度和被搬运的距离。风化程度反映了标本制作后至埋藏前在地表暴露的时间长短,风化程度越深,暴露时间越长,磨蚀程度则反映了标本在埋藏中被水流搬运时间与距离的长短,程度越高,石制品受到水流搬运强度越大[33]。本研究将石制品的风化程度与磨蚀程度分别划分为4 个等级:0(无)、1(轻度)、2(中度)和3(重度)级。对东沟遗址石制品的风化与磨蚀状况的统计结果表明,4.88% 的石制品表面新鲜没有风化;风化程度轻微者(1 级)占比较高,为57.98%;其次为中度风化(2 级),占比30.89%,石制品受到重度风化比例很低(6.26%),表明少部分石制品在埋藏前经历了一段时间的地表暴露,但整体风化程度较低,人工特征可辨识度较高(图6: b)。磨蚀程度则以轻度磨蚀者(1 级)占据绝对主导地位(74.19%),少数为中度磨蚀(2 级,13.84%),重度磨蚀者(3 级)占比极低(0.69%),反映石制品仅经过了较近距离或较短时间的水流搬运即被埋藏,水流改造程度较低,与前文分析的水动力情况相符。
3.2.5 标本的走向、倾向和倾角
出土标本的走向、倾向、倾角是广泛应用于遗址形成过程的指标。一般情况下认为自然废弃后原地埋藏的遗物标本大多随机分布,但水流的扰动可能会使遗物形成定向排列的特征[11,33,40]。经过水流改造的石制品走向可以反映水流的强度和方向,一般认为长与宽比值大于1.7 的长型标本具有指向性,长轴指示的方向即标本的走向。Llt;4 cm 的长型石制品的走向常与水流方向平行,而L≥4 cm 长型石制品的走向常常呈现与水流方向垂直的状态[13]。此外,重力作用造成的遗物的滑动或者产生的碎屑流亦可能造成标本长轴沿着斜坡分布的倾向[41-43]。标本集中分布的倾向往往受到水流摆动方向的影响,指示了水流的上游方向,而遗物的倾角则反映了水动力条件的强弱,较弱的低速水流往往产生较小的倾角范围(5°~10°);高能的水流则可能产生较大的倾角(10°~30° 或gt;30°)[13,33],然而具体研究过程中还需要考虑遗址地形的实际情况,综合分析多项指标。
在发掘东沟遗址过程中,测量了940 件长型标本;其中动物标本216 件、石质标本724 件。将石质标本的走向和倾向分为Llt;4 cm 和L≥4 cm 进行统计分析。结果显示,遗址中动物标本与石质标本走向上均呈现出明显的定向分布特征。长轴集中于西北- 东南方向(图7: a-c);Llt;4 cm 的石质标本走向分布不定,以南北向为主(图7: c1);L≥4cm的石质标本则呈明显的西北- 东南走向(图7: c2)。水流改造的环境下,L≥4 cm的石质标本走向分布情况应当指示了遗址受到来自东北方向的水流改造,然而,Llt;4 cm的标本分布情况未显示出平行于该方向水流分布的特征(图7: c2)。因此,结合遗址西北高-东南低的地势以及遗物空间分布所反映出的重力作用对遗址的影响,东沟遗址中标本走向的集中趋势更有可能与重力作用下造成的标本滑动及偏移相关。所有标本的倾向没有明确的分布趋势(图7: d),略偏西北- 东南,动物标本倾向以东西向为主(图7: e),石质标本整体上也为西北- 东南倾向(图7: f)。包括动物标本在内的所有遗物倾角的峰值出现在22.5° 左右(图7: g),较为均质的石质标本的倾角的峰值则出现在0~10° 之间(图7: i)。结合遗址地势及重力作用的影响分析,倾角的分布情况依旧指示了较弱程度的水流参与。综合来看,东沟遗址标本的产状特征的形成受到包括重力(自西北向东南)、水流(自东北向西南)等自然因素叠加的影响,但改造强度相对较弱。
4 结论
东沟遗址埋藏于壶流河支流定安河的二级阶地,阶地基座为盆地内保留的泥河湾湖相层。东沟古人类活动期间,蔚县盆地区域内泥河湾古湖已经消亡,桑干河及其支流发育,河流不断下切侵蚀形成河流阶地,丰富的动植物资源及适宜的生态环境吸引了晚更新世古人类在河流两岸活动。东沟遗址的地层堆积情况反映了晚更新世河流阶地沉积的几个地貌发育阶段:1)泥河湾古湖消亡后,山前河流发育阶段,水流携带粗颗粒的砂砾石在水动力较强的条件下侵蚀泥河湾湖相地层,形成河床相沉积,堆积物以砂砾石为主,夹杂下部湖相层泥砾,此阶段以河流冲积作用为主,河道不固定,发现的古人类活动遗物较少;2)经过一定的冲积,河道进入稳定阶段,在侧方侵蚀的条件下,发育稳定的河漫滩环境,沉积物以细颗粒的粉砂为主,古人类长期在河漫滩进行生产活动,留下丰富的遗物;3)遗址形成后期气候变干,河流消失后,地表开始沉积黄土,古人类远离遗址区。
遗址的粒度与磁化率结果反映了与地层几乎一致的沉积过程,河床相沉积较粗的粒度指示不稳定的山前片流冲积环境,细粒的河漫滩环境与较低的磁化率反映相对稳定的弱水动力条件,古人类活动的主要时期是也是粒度与磁化率最低的时期,表明这一时期河水动力较小,稳定的河漫滩环境为古人类提供了适宜的活动范围。上部地层较粗的粒度与较高的磁化率指示了外源物质的加入,印证了干旱时期地表的风积环境。
东沟遗址的遗物分布呈西北高- 东南低的坡状分布,然而总体具有较强的随机性。对石制品进行大小与质量分级后的空间分析(图4,图5)发现,小而轻的产品集中于西北角高处,大且重的遗物呈散射状向东南分布,并未出现较小遗物被水流冲刷至低远处的情况。文化层指示低能量的水流环境,排除较强水流改造的可能性。遗物的分布特征是埋藏过程中受到一定的重力影响形成的。石制品的技术组合较为完整,废片占比较高(92.99%),长度在2cm 以下的碎屑占一定比例(33.4%),指示了遗址的技术组合具有较高完整性(图6: a, c, d)。石制品风化程度较低,反映了标本经过了较短时间的地表暴露,标本磨蚀程度普遍微弱,指示了较短距离的水流搬运(图6: b)。出土标本的分布情况因遗址地形及重力因素也发生一定程度的偏移,但水流改造作用相对微弱。总体上看,东沟遗址的地学指标及多项考古遗物指标均指示了遗址的埋藏过程受到了包括重力、水流等在内的自然因素的影响与改造,但是改造程度较弱,遗址更大程度上反映了古人类活动的地势情况,保存信息较为完整,应为近原地埋藏。
东沟遗址的埋藏过程研究为后续的石制品技术组合分析、古人类适应行为研究打下基础,同时也提示我们在复原遗址形成过程时应综合考虑包括遗址地形在内的多种影响因素,在指标运用的过程中注意沉积因素的复杂性。中国旧石器时代旷野遗址多与河流的发育相关,因此河流阶地古人类遗址的形成过程研究具有较高的学术价值。东沟遗址的埋藏过程研究为探讨古人类对河流的景观适应策略提供了参照。
致谢:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所裴树文研究员在野外发掘与地层描述、室内研究过程中给予了诸多指导和帮助,河北师范大学郭玉杰老师对遗址年代问题提供信息,作者在此谨致谢忱。