織機(jī)洞古人類洞穴遺址位于河南鄭州滎陽市城南20公里的崔廟鎮(zhèn)王宗店行政村北部半山腰上,為一天然溶洞。這里曾經(jīng)是古人類的居住地兼石制品生產(chǎn)地,屬于舊石器時代中至晚期的洞穴遺址。 織機(jī)洞在鄭州的位置 織機(jī)洞衛(wèi)星影像立體圖(下為北) 織機(jī)洞遺址全景(董衛(wèi)東航拍) 織機(jī)洞溶洞形成于晚寒武世崮山組碳酸鹽巖地層中(下圖)。 織機(jī)洞區(qū)域地質(zhì)圖 在織機(jī)洞所處位置的同一等高面上,形成了呈面狀分布的巖溶洞穴群,這種同一高度的洞穴不僅在織機(jī)洞所處的南北向山梁上有所分布,就是在其盆狀谷地西側(cè)的山梁上同樣也有大量地分布,織機(jī)洞就是這些溶洞中最大的一個。這種現(xiàn)象說明這個位置高度曾經(jīng)是一期長期穩(wěn)定的古地下潛水面,在這個潛水面附近,因地下潛水面的波動和長期的溶蝕作用沿斷裂與裂隙形成巖溶洞穴??棛C(jī)洞的頂部存在的溶蝕“天鍋”、“天溝”景觀,恰好證明了這一點(diǎn)。 織機(jī)洞及其周邊小型巖溶洞穴群 洞頂天鍋景觀 織機(jī)洞周邊灰?guī)r頂部為低山丘陵?duì)畹孛?,其上普遍被第四紀(jì)黃土所覆蓋,織機(jī)洞附近因風(fēng)化剝蝕基巖裸露。綜合區(qū)域地貌特征,這些低山丘陵地貌應(yīng)當(dāng)形成于新近紀(jì)末期,大致相當(dāng)于太行山地區(qū)的唐縣期夷平面。由于該夷平面的長期穩(wěn)定,在其下潛水面附近形成巖溶洞穴群,受后期喜馬拉雅造山運(yùn)動的作用,地殼抬升,經(jīng)風(fēng)化剝蝕溶洞出露地表。 織機(jī)洞附近第四紀(jì)黃土分布情況 織機(jī)洞古人類遺址1984年第二次全國文物普查時發(fā)現(xiàn),僅1989年~2003年間就有過7次發(fā)掘。 織機(jī)洞基本情況 織機(jī)洞洞口朝西280°方向,洞口海拔高程452米,洞口高4米,寬13-16米,洞穴現(xiàn)有進(jìn)深22米。源于嵩山的索須河西支溝從洞前流過,織機(jī)洞位于支溝西岸的山坡上,高出河床底部30米,洞下為南北長200米、東西寬100米的半月形河谷臺地,高出水面6米。沿溝發(fā)育有3級河流階地,均為基座階地,其中第三級階地沉積物主要由黃土狀堆積組成,厚13米,本級階地在洞口附近不發(fā)育,但在洞口的南、北兩側(cè)保存較好,階地面平整,寬數(shù)十米,高于河床10米,與織機(jī)洞洞口的高程大致相當(dāng);二級階地和一級階地分別高于河床6米和2米,在洞口附近保留完好,現(xiàn)已被用作農(nóng)田。 織機(jī)洞鳥瞰(董衛(wèi)東航拍) 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,織機(jī)洞所在的山脊現(xiàn)存寬度僅50余米,巖層傾向北,傾角20°左右,山脊的北端河谷處為東西向近于垂直的斷層崖,沿山脊向南與該斷層近于平行的方向有多組近于等間距分布的追蹤大型節(jié)理形成的破碎帶,織機(jī)洞位于臨近北部斷層的兩組次一級破碎帶之間,這兩個次一級破碎帶控制了溶洞的規(guī)模和走向。在山脊中央與溶洞走向近于垂直的南北方向,發(fā)育另一組破碎帶,該破碎帶被溶蝕后形成南北長16米,東西寬2-8米的頂部洞口,在該頂部洞口的南端另有一東西寬6米、高3米以上的溶洞口通過南部破碎帶與織機(jī)洞相通。因此織機(jī)洞應(yīng)該有三個天然洞口,兩個開口向上,一個開口向西。 出于古人類遺跡保護(hù),位于溶洞頂部的兩個洞口已被混凝土板封堵,僅在每一處天然洞口處留下了一個天窗(見照片)。織機(jī)洞的洞內(nèi)高度,因沉積物的充填,無法看到底部,考古資料也沒見洞內(nèi)充填物總厚度的報道,現(xiàn)有資料顯示在該溶洞洞口附近可能為一天然豎井,考古斷面也顯示出漏斗的沉積層理,考古資料顯示的沉積物總厚度也是從該豎井底部算起為24米以上。 織機(jī)洞洞內(nèi)情況(注:上被封堵后的洞頂落水洞、右中與下洞內(nèi)沉積物、左下洞口位置) 織機(jī)洞充填情況 織機(jī)洞發(fā)現(xiàn)時, 洞內(nèi)大部已被洪積物所充填,洞口堆積頂面距洞頂僅4米多,堆積呈斜坡狀,從洞口向外逐漸傾斜,與洞前河床臺地呈35°-50°斜坡。 織機(jī)洞之所以會被如此大量的洪積物所充填,其原因在于洞穴的頂部另有兩個與地表相通的天井式洞口,每當(dāng)大雨之時,沿山脊而下的洪流攜帶者大量的泥土與石塊從上部進(jìn)入洞穴,并從西部的洞口流出,從洞口附近的沉積物特征和考古發(fā)掘資料分析,洞口附近應(yīng)該還存在著一個豎井或者漏斗,反映出溶洞可能的多層性與地殼的抬升作用。 2003《織機(jī)洞舊石器時代遺址發(fā)掘報告》資料 根據(jù)張松林等2003《織機(jī)洞舊石器時代遺址發(fā)掘報告》,織機(jī)洞內(nèi)已發(fā)掘出土大角鹿、披毛犀、羚羊、野牛等動物化石2000余件,刮削器、砍砸器等石器2萬余件。最厚處地層堆積達(dá)24米以上,可分為23層(有資料為24層),用火痕跡17處。 織機(jī)洞古人類生活假想圖 織機(jī)洞柱狀剖面圖 (1.表土 2.黃土狀土夾角礫 3.深褐色壤土.4.紅褐色壤土 5.棕紅色第一層古土壤層 6.砂質(zhì)粘土 7.粘質(zhì)砂土夾角礫 8.鈣板 9.砂質(zhì)粘土、粘土與鈣互層 10.粘質(zhì)砂土夾灰燼層11.砂質(zhì)粘土夾灰燼層 12.鈣板、粘土與角礫 13.角礫層14.灰燼層 15.紅色砂質(zhì)粘土夾白色斑點(diǎn)層 16.砂質(zhì)粘土夾強(qiáng)風(fēng)化卵石層 17.陶片 18.石器 19.化石) 張松林等2003考古發(fā)掘認(rèn)為,從織機(jī)洞遺址剖面看,第一和第二層之間有沉積間斷,向上連續(xù)堆積至12層,出現(xiàn)層位不均勻的沉降,推測此時因洞底溶斗內(nèi)堆積受水浸泡產(chǎn)生下沉所致,10-12層為鋁土風(fēng)化物淤積層,不存在地層倒置和混亂現(xiàn)象。 經(jīng)對發(fā)掘資料的整理,織機(jī)洞遺址內(nèi)舊石器遺存可分為兩個較大階段,1-12層為早段,出土的化石石化程度較高,石制品原料中石英數(shù)量最多,燧石也占有相當(dāng)高的比例;13-18層為晚段,出土的化石石化程度較輕,石制品原料中石英占絕大多數(shù),燧石用量明顯地減少。依此劃分,第1-12層為織機(jī)洞舊石器時代早段,第13-18層為織機(jī)洞舊石器時代晚段;第19-23層則為全新世遺存,其中19-21 層為新石器時代早、中期文化層。在第18層外觀酷似“棕色古土壤層”下鈣板,用不平衡鈾系法經(jīng)北京大學(xué)考古系年代實(shí)驗(yàn)室初步測定,其年代7.9±1.0(0.9)萬年(根據(jù)后來夏正楷等對下文化層所做的光釋光等測年數(shù)據(jù),該年齡值明顯偏老,如果夏正楷等測年數(shù)據(jù)可靠,該年齡值可能屬于繼承性年齡或者受繼承性物質(zhì)的干擾所致)。 2008年夏正楷等對織機(jī)洞研究情況 2008年夏正楷等重點(diǎn)對織機(jī)洞洞口以下部分進(jìn)行了深入的研究,取得如下認(rèn)識。 織機(jī)洞內(nèi)充填有巨厚的洞穴堆積物,剖面總厚可達(dá)31米(應(yīng)該是在2003年發(fā)掘的基礎(chǔ)上,繼續(xù)挖豎井下探深度)。根據(jù)巖性特征和所含文化遺物, 把整個剖面劃分為以下4個部分。 頂部:為含灰?guī)r角礫的棕黃色粘土質(zhì)粉砂,角礫大小不一,數(shù)量較多??拷緦拥撞坑幸粚雍?.5m左右的棕紅色粘土質(zhì)粉砂。本層中發(fā)現(xiàn)有裴李崗文化時期的陶片,屬新石器時代。稱上文化層。厚0-7米。 上部:為含角礫的棕黃色粘土質(zhì)粉砂堆積,角礫成分全部為灰?guī)r,大小不一,礫徑大者30-40cm,小者3-5cm,一般在10-15cm左右,呈懸浮狀分布在棕黃色粘土質(zhì)粉砂之中,略具成層性。其中產(chǎn)石制品,屬舊石器晚期。稱中文化層。厚7-17米。 中部:為淺紅灰色鈣質(zhì)粉砂質(zhì)粘土,呈上平下凹的袋狀嵌入下部地層之中,袋深5米,口寬4米,沉積物具有明顯的成層性,單層厚1-2cm,靠底部層面下凹明顯,與袋底基本保持一致。由下而上地層的曲率逐漸變大,到頂面已基本趨于平直。其上覆蓋有一層透鏡狀的黑色泥炭層,洞內(nèi)厚度較大,可達(dá)50cm,向洞口方向逐漸變薄,厚僅10cm左右。本層沒有發(fā)現(xiàn)文化遺物。厚17-23米。 織機(jī)洞發(fā)掘初期中部地層結(jié)構(gòu)照片(照片來自網(wǎng)絡(luò)) 下部:為褐灰色和灰褐色粉砂質(zhì)粘土互層,含有少量的灰?guī)r角礫。其中出土有大量的石制品,屬舊石器時代中至晚期。 稱下文化層。厚23-31米。 下部現(xiàn)狀 2008年年夏正楷等重點(diǎn)對下文化層進(jìn)行了研究,研究剖面位于織機(jī)洞洞口東側(cè),厚約9m,屬于遺址下文化層。根據(jù)巖性特征,該剖面由上而下可以劃分為以下9層,其中2-9層屬下文化層。 1.表土層,棕黃色粘土質(zhì)粉砂,含有灰?guī)r碎屑。 厚0-0.6m 2.黃色粘土質(zhì)粉砂,含有少量礫徑3~5cm的灰?guī)r角礫。光釋光測年數(shù)據(jù)為37.4±3.51 kaB.P.。厚0.6-1.6m 3.鈣積層,上部為灰白色,下部為磚紅色,風(fēng)化強(qiáng)烈,呈團(tuán)塊狀,頂部起伏不平,厚度變化較大。含有少量石制品。厚1.6-3.0m 4.褐灰色鈣質(zhì)粉砂質(zhì)粘土,含極少量灰?guī)r碎屑,夾灰黑色錳質(zhì)條帶。含有少量的石制品。 厚3.00-3.65m 5.褐灰色鈣質(zhì)粉砂質(zhì)粘土,底部含薄層灰?guī)r碎屑,含有少量石制品。光釋光測年數(shù)據(jù)為46.5±4.12 ka B.P.。厚3.65-3.82m 6.磚紅色鈣質(zhì)粘土,含較多灰?guī)r碎屑,礫徑在3-5cm左右,扁平狀,含有大量的鈣結(jié)核; 底部顏色變深,出現(xiàn)灰黑色錳質(zhì)條帶。含有較多的石制品。光釋光測年數(shù)據(jù)為48.14±11.1kaB.P.。厚3.82-4.30m 7.灰黑色鈣質(zhì)粘土,含有少量灰?guī)r碎屑,鈣質(zhì)條帶發(fā)育。含有豐富的石制品,光釋光年代數(shù)據(jù)為49.7±53.76ka B.P.。厚4.30-4.59m 8.灰褐色砂質(zhì)粘土,夾灰白色鈣板團(tuán)塊,有較多的灰黑色錳質(zhì)條帶,分布不均。含有少量的石制品。厚4.59-5.26m 9.褐灰色砂質(zhì)粘土,混雜有大量的灰黑色錳質(zhì)條帶和灰白色鈣質(zhì)條帶,條帶彎曲,產(chǎn)狀多變,但基本上與洞壁保持一致,為洞底的落水洞充填物。含有少量的石制品。厚5.26-9.00m 夏正楷等系統(tǒng)采集了4個光釋光測年數(shù)據(jù)結(jié)果表明,下文化層的時代大致在距今5.0-3.5年之間,該時間段與深海氧同位素的MIS3階段相對應(yīng)。 織機(jī)洞文物出土情況 洞穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)的用火遺跡達(dá)17處,在舊石器時代中晚期的堆積中,出土的石制品有20000余件,脊椎動物化石有10000多件。石器中的刮削器最多,各種類型的刮削器竟達(dá)1055件,還有尖狀器、石錐、雕刻器、石錘等。材質(zhì)以脈石英為主,另有石英巖和燧石等。 織機(jī)洞中發(fā)掘物(圖片來自網(wǎng)絡(luò)) 動物化石有大角腫骨鹿、斑鹿、中華鬣狗、獾、鴕鳥、披毛犀、丁氏鼢鼠。還發(fā)現(xiàn)數(shù)量較多的經(jīng)過加工的獸骨。尤其是在下層堆積層中還發(fā)現(xiàn)大量鬣狗糞化石。 為此考古人員對文化層中石制品分布情況進(jìn)行了分層數(shù)量統(tǒng)計,結(jié)果表明,在距今5.0—3.5萬年的下文化層中,石制品十分普遍,但分布不均勻,其中位于文化層下部的第7層石制品最為集中,其數(shù)量達(dá)到2596片,第6層次之,為247片,其他層位石制品數(shù)量明顯變少,如第8層只有71片,第5層和第4層總共只,43片,第3層僅有2片,第2層未見石制品。 對照孢粉分析的結(jié)果,石制品豐富的第7層和第6層恰好對應(yīng)于MIS3階段氣候最為適宜的時期,當(dāng)時氣候溫暖濕潤,織機(jī)洞周圍是一片生長有喜暖落葉闊葉樹的暖溫帶森林草原環(huán)境,適宜的生態(tài)環(huán)境有利于古代人類的活動。而在此之前的第8層,氣候?qū)贉睾透稍锏牟菰h(huán)境,石制品不多;而從第5層開始,隨著氣候向干旱方向發(fā)展,溫和干燥的草原環(huán)境取代了原先溫暖濕潤的森林草原環(huán)境,石制品明顯減少。石制品數(shù)量變化與氣候變化的一致性,說明生態(tài)環(huán)境可能是導(dǎo)致當(dāng)時人類活動變化的重要原因。 出土獸骨(圖片來自網(wǎng)絡(luò)) 織機(jī)洞沉積物的來源 織機(jī)洞為一大型溶洞,溶洞形成于寒武紀(jì)石灰?guī)r地層中,溶洞應(yīng)該形成于新近紀(jì)-早中更新世時期,也即本地區(qū)地表低山丘陵面的形成時期,該時期是一個長期相對穩(wěn)定的時期,當(dāng)時氣候炎熱多雨,地表風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈,許多地區(qū)已經(jīng)準(zhǔn)平原化,山前地帶形成低山丘陵區(qū),在當(dāng)時地表以下的潛水面附近,地下水的長期溶蝕,形成一層呈面狀分布的溶洞群,位于斷層帶附近的織機(jī)洞是其中最大的一個,形成了地下暗河。 進(jìn)入第四紀(jì)以后隨著嵩山的抬升和北部華北平原西部地區(qū)的沉降,與北部的邙山相似,這里沉積了巨厚的黃土與古土壤沉積。更新世晚期,大約距今5.7萬年前后,地球上迎來了第四紀(jì)末次冰期中相對溫暖的間冰期,這個時期在“深海氧同位素的記載上,表現(xiàn)為“深海氧同位素的3階段(MIS3)”,在黃土剖面的記載中表現(xiàn)為馬蘭黃土的中部形成的一層弱發(fā)育的古土壤層。 根據(jù)考古資料,織機(jī)洞的洞穴堆積也是從更新世晚期,大約距今5.7萬年前后這個時間開始的。 說明在更新世末次大冰期中間的間冰期,隨著地球暖期的再次到來,雨量增加,織機(jī)洞洞前河流與地表洪水的沖刷,洞穴頂部的前期冰期堆積的黃土與古土壤層很快被沖刷殆盡,洞穴頂部的石灰?guī)r層逐步裸露于地表,隨著山洪對洞穴頂部大型節(jié)理裂隙的持續(xù)沖蝕,織機(jī)洞與洞頂逐漸相通,部分山洪沿裂隙開始有少量進(jìn)入洞穴,這種帶著少量泥沙的水經(jīng)洞底流入洞口的水潭。 隨著氣候的持續(xù)變暖,冰期消失了的古人類又回到了這里,并發(fā)現(xiàn)了這個避雨擋風(fēng)的洞穴,開始在這里定居生活。 早期的沉積以薄層和紋層為主,說明這個時期外來沉積物進(jìn)入洞穴內(nèi)的數(shù)量不大,由于織機(jī)洞頂部石灰?guī)r層厚度不大,地表直接覆蓋著黃土與黏土沉積,這些黃土與黏土通過溶洞頂部的節(jié)理與裂隙隨著地表雨水與山洪水的下滲開始有少量被帶入洞中,在織機(jī)洞底部與洞口附近的漏斗處沉積。 到距今大約3.5萬年以后,氣候再度開始變冷,進(jìn)入了晚更新世末次冰期最為寒冷的冰盛期。這個時期的沉積物可能對應(yīng)的就是洞口附近漏斗狀的沉積層和厚層淤泥層。洞口附近有5米深的漏斗般產(chǎn)狀沉積物,其上有厚1m左右的黑色淤泥層,說明這個地方應(yīng)該是個長期存在積水潭,這個積水潭曾經(jīng)為古人類在洞穴中生活提供了便利的水源??脊旁谶@個層位發(fā)現(xiàn)的文物較少,可能說明了這個時期是冰期時期(缺乏年齡數(shù)據(jù)),沒有人類居住的時間段的沉積,這個階段氣候整體比較寒冷,雨水較少。從這個階段沉積物的巖性和厚度來看,主要為厚度1-2cm的淺紅灰色鈣質(zhì)粉砂質(zhì)粘土,是被山洪帶來的沙黃土的沉積,每次的沉積厚度都不大,考古人員形象地把這個層段稱為“狀如千層餅”。 到大約距今1.1萬年前后的,地球迎來了她的全新世時期,氣候再度轉(zhuǎn)暖,雨水量大增,經(jīng)過前期冰期時期的凍融作用,織機(jī)洞頂部南北向和東西向發(fā)育的兩條破碎帶已經(jīng)逐步與洞頂相通,隨著全新世雨水量的大增,時常有山洪的爆發(fā),加快了對織機(jī)洞頂部兩條破碎帶的沖刷和侵蝕,首先是南北向的破碎帶被切穿,部分山洪帶著泥沙和石塊進(jìn)入織機(jī)洞,并沿洞底向洞外流動,這個時期,盡管有大量的泥沙與石塊進(jìn)入洞穴,但是,順坡而下的洪水與南北向的裂隙近于平行,而且裂隙的寬度有限,進(jìn)入洞穴的泥沙量相對來說不是太大; 后來東西向的裂隙也被切穿,東西向的裂隙截斷了山脊一半左右順坡而下的洪水全部進(jìn)入洞中,這個時期是洞穴的快速堆積期,洞穴中上部大量的含石灰?guī)r角礫堆積物,就是這個時期形成的,而且是以洞穴北側(cè)東西向的裂隙為主要的進(jìn)洞沉積物的來源,所以我們可以看出洞穴靠近東側(cè)的沉積物以含大量巖塊的堆積物主要是從北向南堆積。此后,氣候逐漸變得溫暖宜人,古人類再次發(fā)現(xiàn)了這個洞穴,并在這里活動定居,出現(xiàn)洞穴頂部裴李崗期、仰韶期和秦漢時期的文化層。后來隨著洞穴中的堆積物越來越多了,空間變得越來越小,漸漸地已經(jīng)不適合人類的長期大量居住。 綜合考古成果,在距今5.0—3.5萬年之間,該洞穴是最適宜人類居住的時期。 織機(jī)洞古人類遺跡與馬蘭黃土中間冰期弱發(fā)育的古土壤層以及以及深海氧同位素MIS3 時期的耦合,對氣候演化過程以及人類對冰期環(huán)境適應(yīng)性研究具有重要意義。 織機(jī)洞沉積物的主要來源及形成示意圖 織機(jī)洞的科學(xué)價值 遺址出土舊石器的種類、形狀、打制方法等均體現(xiàn)了中國北方的小石制品傳統(tǒng)文化的特點(diǎn),遺址處于舊石器時代南北交流的重要有利地位,對研究人類起源以及舊石器文化等重大學(xué)術(shù)問題,均具有重要價值。 根據(jù)專家考證和出土遺物遺跡推測,該洞上部為全新世中后期的新石器時代,中、下層為更新世中期前的舊石器時代,延續(xù)時間長,是我國尤其是河南地區(qū)的第四紀(jì)洞穴沉積重要發(fā)現(xiàn),也是追溯發(fā)達(dá)的中原古文化淵源和恢復(fù)中原古環(huán)境及探討其與人類關(guān)系的重要研究對象,具有很高的學(xué)術(shù)價值。 織機(jī)洞遺址的發(fā)現(xiàn),改變了中原地區(qū)長期缺乏古人類遺存的局面,是河南舊石器時代考古的一大發(fā)現(xiàn),因此,被譽(yù)為“河南第一洞”。 |
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