《自然》杂志：泥河湾盆地发现早期人类使用颜料和复合工具的考古证据
赤铁矿加工相关遗迹（红色染色区）与遗物。A, 相关遗物和遗迹的原始状态；B, 赤铁矿粉末染色区；C, 表面可观察到摩擦痕的赤铁矿；D, 赤铁矿小块；E, 表面染色并残留赤铁矿微屑的加工工具（石灰岩板）。（研究团队提供）
下马碑遗址的位置、地层与年代。A, 下马碑遗址在泥河湾盆地中的位置；B，下马碑遗址主文化层（#6）发掘面；C，遗址地层剖面及测年结果。（研究团队供图）
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：现代人类的起源与演化是近30多年的学术热点。通过颜料使用、艺术创作与复合工具等“现代行为要素”追溯早期现代人群的形成、扩散、交流与“行为现代性”的发端与演变是开展相关研究的重要手段。长期以来，中国、东亚缺乏这类考古遗存，被作为现代人群在东亚形成的时间晚于旧大陆西部的推论基础。在英国《自然》（Nature）杂志发表的一项有关泥河湾盆地下马碑遗址出土的颜料使用和复合工具的研究成果，有望彻底改变传统的认识。
被誉为“东方人类故乡”的泥河湾盆地再次为我们带来了突破性认识。在盆地东南缘的下马碑遗址发现了我国乃至东亚地区目前已知最早的史前人类颜料加工与细小石器镶嵌使用的关键证据，生动再现了4万年前东亚人类的生活场景。该遗址由河北省文物考古研究院于2013~2014年发现并系统发掘。河北省文物考古研究院、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、安徽大学、德国马普人类历史科学研究所（MPI）、法国波尔多大学、蔚蓝海岸大学、西班牙加泰罗尼亚古生态与人类演化研究所（IPHES）等国内外多家科研单位开展了综合性、多学科、跨平台的国际合作研究，研究成果于2022年3月2日以"Innovative ochre processing and tool use in China 40,000 years ago"为题在国际顶级学术期刊Nature正式在线发表。
遗址堆积厚度290cm，主文化层(#6)为罕见的原位埋藏，保存了颜料生产遗迹、遗物，火塘周边散落石器、骨器及动物化石碎片。高精度加速器质谱碳十四和光释光定年及其贝叶斯模型计算结果显示，下马碑遗址主文化层形成于距今4.1~3.9万年前。沉积学及沉积物粒度分析显示下马碑遗址形成于河漫滩环境，孢粉分析结果显示当时为凉干气候下的草原环境，动物化石鉴定结果显示马、鹿和鼢鼠等占比较高。因此，我们推测下马碑古人类生活于壶流河阶地上，植被以草原景观为主，周边山地存在片状针叶林。
下马碑遗址中的赤铁矿加工遗存的确定是研究工作的重点。首先通过拉曼光谱(Raman)、X射线荧光光谱(XRF)和扫描电镜能谱(SEM-EDS)分析，确定野外发掘中疑似颜料加工区内含有两块大小不同、矿物成分亦有差异的赤铁矿(赭石)小块。进一步的显微分析揭示出其中较大一块表面有明显的反复摩擦痕迹。随后对伴生的另一块表面明显被染红的长条形石灰岩进行分析，发现在其表面残留有赤铁矿微屑，大小200mm左右，犹如发丝。颜料加工区内另一件遗物为一件表面部分磨光的卵石，虽无明显的残留物，但其部分明显磨光的特征说明可能作为磨锤或杵使用。为了进一步明确染色区域是由人为因素产生而非自然形成，我们对染色区、遗址内其他区域及遗址外不同区域的沉积物进行了多指标综合分析，包括X射线衍射(XRD)、微束X射线荧光光谱(microXRF)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜能谱(SEM-EDS)和岩石磁学等，多种手段的分析结果一致显示，仅染色区富集赤铁矿，其他区域并不含有赤铁矿。此次在下马碑遗址发现的赤铁矿加工遗存是东亚地区首次正式见诸报道的此类发现，将东亚早期人类使用颜料的历史提早到距今4万年前，也使东方古人类艺术创作、审美、认知表达的历史大大提前，改写了学术界的认识。
除颜料加工外，作为当时重要生产生活工具的石器也是这项工作的核心研究对象。从石器的打制技术和所表现的工具加工情况来看，整体上技术较为简单，以砸击为主。但在尺寸上具有显著特点，50%以上的石器小于20mm，呈细长形。为了解读当时人类如何使用这些细长的小碎片，我们在石器技术类型分析的基础上展开了残留物与微痕分析。应用扫描电镜-能谱联合分析方法，同时完成了残留物化学成分分析和微痕观察，结果显示石器表面附着有骨柄残留，线性排布的植物纤维残留明确指示了镶嵌捆绑加固的行为。在微痕分析中，我们引入了多台不同功能的显微观察设备，提升了石器表面痕迹的可观察和分析性。综合石器打制技术、类型、残留物及微痕的分析结果，我们认为，下马碑遗址出土的部分细小石器是古人类通过装柄形成复合工具，而石器整体上被用来钻孔、加工皮毛、切割植物、切割动物软组织等等。此项研究再次说明现代人技术和行为复杂化的表现并不单一，不能以欧亚大陆西侧流行的技术因素（如石叶等）作为标准。
结合野外发掘过程中对遗物、遗迹分布情况的记录，在目前发掘的12平方米的范围内，我们可以清晰地看到赤铁矿加工区位于遗址西北角，向东有火塘，火塘的灰烬溢出，周边散落石器。这些石器按功能分布在不同的位置，可见当时的人们围绕火塘各显其能、各司其职，如此便可以勾勒出四万年前古人类“围炉而息、磨石取彩、嵌石为刃、分享猎物”的鲜活生活图景。
距今4万年是旧石器时代晚期革命和早期现代人群形成、扩散与行为现代化的关键节点。来自田园洞的人类化石和分子生物学证据证实，在距今4万年前后，现代人已经在华北地区活动，但我们对他们的行为和文化知之甚少。此次对下马碑遗址所蕴含的人类行为信息的全方位提取，对于解读东亚现代人演化具有极为重要的价值，并有助于深入理解现代人演化研究这一全球性科学问题。下马碑遗址揭示了东亚现代人复杂的文化演进过程，与欧亚大陆西部人群的技术与文化发展同步，且很可能与其他人群(例如丹尼索瓦人)存在文化与基因交流，反映了局地的马赛克式的“文化与技术革新”。下马碑遗址揭示出的这种文化面貌的特殊性既与以往认为的连续性的文化演进不同，亦有别于普遍被认知的现代人在欧亚大陆扩散的文化模式。
本次研究工作中的国际化、跨学科、多平台协作凸显了人类演化领域科学研究发展的趋势和要求。对全球性关键科学问题的探究中，人类作为命运共同体协同配合关注自身发展演化的历史。此外，研究团队通过邮件和网络视频等手段克服了新冠疫情爆发带来的各种困难，在完成具有重要学术价值和社会影响力的研究工作同时，也书写了具有新时代特点的“研究工作故事”。
中科院古脊椎所杨石霞博士为本文共同第一作者及通讯作者，葛俊逸博士、赵克良博士和关莹博士为共同作者，依托中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室共同完成多项重要分析测试工作。
本次研究工作得到了国家文物局、河北省文物局、中国科学院、科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院青年创新促进会、德国马普学会、法国波尔多大学和西班牙IPHES等部门和研究机构的大力支持和资助。
相关报道：王法岗专访：四万年前古人类加工颜料的“工场”
（神秘的地球uux.cn报道）据长城网·冀云客户端讯（记者 郑梦婷 郑皓天 陈思思）：3月3日，国家文物局在北京召开“考古中国”重大项目重要进展工作会，通报了河北泥河湾盆地旧石器考古发现与研究的最新进展，特别通报了“泥河湾发现东亚地区早期人类最早使用颜料和复合工具的考古证据”。据了解，该项研究成果于3月2日以“Innovative ochre processing and tool use in China 40,000 years ago”为题在世界顶级期刊nature杂志在线发表。河北省文物考古研究院王法岗博士主持了下马碑遗址的考古发掘，开展了相关综合研究，为该论文的第一作者。
3月4日，河北省文物局在河北省文物考古研究院举办了“考古中国”重大项目重大进展——河北泥河湾考古发现与研究重大成果亲历者访谈会，河北省文物考古研究院主任、副研究员王法岗在会议上介绍了遗址发现、发掘、研究过程及学术价值和意义。
在会议现场，长城新媒体记者独家专访了这位儒雅的学者。作为该篇论文的第一作者、下马碑遗址考古发现的主持者，这位看起来些许腼腆的学者，提起泥河湾考古的成果，有说不完的话。
以下为长城新媒体记者和王法岗博士的采访实录：
记者：下马碑遗址是何时发现并系统发掘的？
王法岗：河北西北部发育了一系列断陷盆地，盆地内古人类文化遗存丰富，构建起东亚地区古人类演化的文化序列，被誉为“东方人类的故乡”。以往，泥河湾盆地考古的发现主要集中于大概相当于阳原县域的部分。2000年前后，河北省文物研究所开始在周围区域开展旧石器调查和发掘，并首先在相邻的蔚县北部有了重要突破。
2004年，在蔚县中部三关村附近，首先发现第一处旧石器地点——西沙河遗址，发现有典型的细石核。因为该区域有20世纪七八十年代发掘的三关新石器时代遗址，现在又找到了旧石器时代晚期的细石器遗址，有望找到旧石器向新石器时代过渡的材料，我们也特别兴奋。后来开展了持续的观察和调查，大约到2005年前后，在这一个区域就发现了西沙河、南台子、下马碑三个地点。后来又开展了持续追踪考察，在2013年的时候，我们向国家文物局申请批准对三个地点开展系统发掘工作。
记者：您能简单介绍下马碑遗址出土的颜料使用和复合工具的研究概况吗？
王法岗：当时发掘了三个地点，每个地点的遗存都有自身的特点。
西沙河地点发现2.7万年前的石叶、细石叶遗存，这也是目前华北地区最早的该类遗存，对研究华北地区石叶、细石叶遗存的发现具有重要价值。
南台子地点上部发现零星的细石叶技术石制品，底部发现比较丰富的烧石，距今3.3万年。我们推测可能与炊器发明之前，古人类的煮食物或者烧水的“石煮法”活动有关。
下马碑地点发现三个文化层，古人类使用赤铁矿颜料的遗迹发现于下文化层，或者准确地说叫加工颜料的遗迹，因为可以说我们发现了一个古人类加工颜料的“工场”。
下文化层主要揭露一处古人类活动面，约12平方米的发掘范围内发现了密布的石制品和动物骨骼，中部有集中的灰烬，西部即为加工赤铁矿颜料的遗迹。灰烬区揭露至底面可发现清晰的椭圆形火塘，说明当时古人类在这里有用火的活动。赤铁矿颜料加工遗迹发现于发掘区西部，在大约1-2平方米的范围内发现有一大、一小两件砾石，赤铁矿碎块和被染红的土壤，我们揭露出来整个遗迹就感觉到我们找到古人类加工赤铁矿颜料的“工场”，因为赤铁矿粉是旧石器时代以来古人类使用最广泛的颜料。
我们分析大的为研磨盘，小的为研磨球，是古人类加工颜料的工具，后来电镜扫描也在上面发现摩擦的痕迹和小的赤铁矿碎屑，证实了这一点。工具附近还有大小不一的赤铁矿块，应该是加颜料的原材料，其中有一件比较大的，一面磨得光亮，后来根据拉曼光谱、X射线荧光光谱以及电镜扫描等技术手段，也确认这些红色碎块就是赤铁矿，而且那件大的赤铁矿块表面有摩擦的痕迹，复原出摩擦的方向。研磨盘上附着红色赤铁矿粉末，周围区域的土壤也被赤铁矿粉末染呈赤红色，我们推测应该是研磨的赤铁矿粉染红的，也就是产品的一部分。我们将赤红色区域的土壤与周围区域土壤进行了提取，经过后来的磁性分析也确认这一区域赤铁矿的成分比例要比周围区域高出很多。
发掘结束，我们根据发掘区内火塘、加工颜料遗迹的布局和发现的遗物基本可以确认在这一个区域古人类挖掘火塘生活，肢解打猎来的猎物，烧烤、享用美味，还在这个区域加工颜料，化妆、着色或者开展其它精神领域的活动。后来经过光释光和碳十四的年代测定结果，这个时代就是4万年前后。
这就是后来综合研究复原、勾勒出的四万年前古人类“围炉而息、磨石取彩、嵌石为刃、分享猎物”的生活图景的发掘过程。
记者：您完成这么具有重要学术价值的研究工作，都克服了哪些困难？
王法岗：在20世纪90年代，泥河湾盆地开展了新中国成立以来第一个涉外考古发掘项目——中美合作考古发掘，中外学者交流形成了系统的考古发掘规范和方法。所以，基础发掘工作完成的较为顺利，比如说野外发掘，样品都做到了及时、系统、全面的提取，这也为后来的研究打下了坚实基础。
相比而言，研究过程就有些费劲，很多东西都要借助高科技手段来进行检测，在目前我们研究所的技术力量还不具备开展相关化验、检测及分析的条件。以下马碑遗址发现加工赤铁矿颜料的遗迹来举例子，首先我们要证明它是赤铁矿，有赤铁矿的成分；其次还要证明赤铁矿是在这个地方研磨的，我们还要知道这个活动发生的时间，才能实现复原整个过程的目标。可以说后期科学技术的检测乃至整个课题的研究方法设计等都很重要，也都经历了很长时间的摸索，这也是国际多国家、多学科、多平台合作研究的原因。
这次的研究工作是国际化、跨学科、多平台协作的，这种工作模式虽能充分发挥各个科研机构的实力，但也会有很多想不到的问题。比如说疫情防控，有很多学者被封闭在家里不能去实验室做检测，这样既耽误研究的进程，也给大家的现场交流带来很多不便，我们只能通过邮件等线上方式来沟通。
总体来说，还算理想，我们预期完成了这项研究任务。
记者：这次泥河湾考古项目的最新考古发现有什么重要价值？
王法岗：主要集中在这几个方面，一是发现并证明了古人类加工赤铁矿颜料的活动。赤铁矿是旧石器时代以来世界范围内古人类使用最广泛最常见的一种颜料，而颜料往往与古人类的思想、精神、意识领域的活动有关。他们不再满足于基础的生活需求，转而追求更高的精神生活，用颜料来做一些岩画、装饰品、化妆品或者是随葬品之类。说明人类已经具有了现代人明显的行为特征，而且我们这个行为出现的时间提前到距今4万年以前，这在东亚地区也是最早的，使东亚地区古人类艺术创作、审美、认知表达的历史大大提前，改写了学术界的认识。
二是我们发现了制作复合工具的一些证据，比如在一件小石器上发现了古人类安装骨柄和捆绑绳索的残留物，说明当时古人类已经能够装柄制作符合工具，说明当时人类的技术方式也具有了复杂化的现象，再次说明现代人技术和行为复杂化的表现并不单一，不能以欧亚大陆西侧流行的技术因素（如石叶等）作为统一标准。细小石器镶嵌装柄使用的工具制作技术思想也在之后得到更广泛的发展。
三是我们发现了颜料加工与复合工具制造都与小石器技术共存，也就是说4万年前使用这些小石器技术的人实施了这些活动，而不是以往多与使用石叶工具的人群共存，这也为研究我们东亚地区长期存在小石器的发展指明了方向。小石器技术同样在4万年前实现了与欧洲、非洲同步的具有典型现代行为特征的活动，这为我们认识世界范围内现代人演化的复杂性提供了新的重要的材料和证据。
泥河湾盆地下马碑遗址的最新考古发现与研究成果，为我国乃至东亚地区旧石器考古研究提供了目前已知最早的史前人类颜料加工与细小石器镶嵌使用的关键证据，揭示了早期东亚现代人复杂的文化演进与交流过程，对于解读东亚及世界旧石器时代人类文化发展进程具有极为重要的价值。
记者：关于泥河湾考古项目后续的研究工作是怎么安排的？
王法岗：这个研究虽然是经过了近10年的长期研究，也取得了重要进展，但是还有很多问题需要追踪解决。这个遗址仅发掘12平方米就揭露如此多的信息，周围还有大面积区域分布，会不会蕴藏着更多未知信息。附近区域还有另外两个地点，有27000年前的石叶技术，南台子地点还有3.3万年的烧石，是否会有大概3万年前的古人类已经掌握了通过烧石导热来煮食物或者烧水的技术的可能性存在，都给我们后期的研究指明了目标。
下一步，我们要制定一个详细规划，对这几个遗址开展更加系统的、有目的发掘，对整个考古材料进行一个全面的系统研究，力争解决4万年到2万年这个阶段、这个区域古人的技术水平和精神意识形态，甚至是人群或者社会组织结构，力争把这个区域、这个时期古人生活的方方面面解释清楚，让大家有一个全面的认识。
相关报道：河北泥河湾旧石器考古获重大发现
（神秘的地球uux.cn报道）据燕赵晚报（记者 黄蓥）3月4日，记者从河北省文物局获悉，河北省文物考古研究院为第一单位、河北省文物考古研究院王法岗博士为第一作者的文章——《泥河湾盆地发现早期人类使用颜料和复合工具的考古证据》于3月2日发表于世界顶级期刊《Nature》（自然）杂志，引发了业内外的广泛关注。
由河北省文物考古研究院与中国科学院合作，联合德国、英国、法国和西班牙等国际学者，在泥河湾盆地发现了距今四万年前早期人类使用颜料和复合工具的考古证据，此次发现是我国乃至东亚地区目前已知最早的史前人类加工颜料、镶嵌使用细小石器的考古遗存，对于解读东亚及世界旧石器时代人类文化发展进程具有极为重要的价值。3月3日，国家文物局在北京召开“考古中国”重大项目重要进展工作会，通报了河北泥河湾盆地旧石器考古发现与研究的最新进展，特别通报了“泥河湾发现东亚地区早期人类最早使用颜料和复合工具的考古证据”。3月4日，河北省文物局在河北省文物考古研究院举办了“考古中国”重大项目重大进展——河北泥河湾考古发现与研究重大成果亲历者访谈会。
现代人类的起源与演化是近三十多年的学术热点。通过颜料使用、艺术创作与复合工具等“现代行为要素”追溯早期现代人群的形成、扩散、交流与“行为现代性”的发端与演变是开展相关研究的重要手段。长期以来，中国、东亚缺乏这类考古遗存，被作为现代人群在东亚形成的时间晚于旧大陆西部的推论基础。在《Nature》杂志发表的这一项有关泥河湾盆地蔚县下马碑遗址出土的颜料使用和复合工具的研究成果，有望彻底改变传统的认识。
下马碑遗址位于蔚县三关村，处于泥河湾盆地东南缘。该遗址第6层堆积距今4.1万至3.9万年，考古发现赤铁矿石、火塘及其周边散落的石器、骨器及动物化石碎片等。根据拉曼光谱、X射线荧光光谱等技术分析，确认一处富集赤铁矿的染色区，部分赤铁矿石表面发现摩擦痕迹，推测为颜料加工遗存。此次发现的赤铁矿遗存将东亚史前人类使用颜料历史提早到距今4万年前。出土石器以砸击而成的细长形小型石器为主，部分细小石器表面发现骨柄残留和线性排布的植物纤维残留，推测是古人类通过装柄、镶嵌制作的复合工具，用来钻孔、加工皮毛、切割植物及动物软组织等。
泥河湾考古迄今已走过近百年历程，经过几代考古人的接续奋斗，取得丰硕成果。有专家称，此次泥河湾重大发现是旧石器考古研究的重要成果，更加生动地阐释了我国旧石器时代人类文化、技术与环境、审美与精神世界，具有重要价值。
相关报道：泥河湾考古新进展
（神秘的地球uux.cn报道）据人民日报海外版（本报记者 赵晓霞）：日前，国家文物局在京召开“考古中国”重大项目重要进展工作会，通报了河北泥河湾考古发现与研究的最新进展。据介绍，此次发现是我国乃至东亚地区目前已知最早的史前人类加工颜料、镶嵌使用细小石器的考古遗存，对于解读东亚及世界旧石器时代人类文化发展进程具有极为重要的价值。
据河北省文物考古研究院相关专家介绍，泥河湾遗址群指分布于泥河湾盆地内的旧石器时代遗址。最初，泥河湾盆地多指阳原县域范围，又称“阳原盆地”。目前，泥河湾盆地的概念扩展至蔚县盆地、怀来盆地、涿鹿盆地以及山西大同盆地的广大地区，也称广义泥河湾盆地。
此次“考古中国”重大项目重要进展工作会聚焦泥河湾考古发现与研究的最新进展。蔚县下马碑遗址第6层堆积距今4.1万至3.9万年，考古发现赤铁矿石、火塘及其周边散落的石器、骨器及动物化石碎片等。根据拉曼光谱、X射线荧光光谱等技术分析，确认一处富集赤铁矿的染色区，部分赤铁矿石表面发现摩擦痕迹，推测为颜料加工遗存。出土石器以砸击而成的细长形小型石器为主，部分细小石器表面发现骨柄残留和线性排布的植物纤维残留，推测是古人类通过装柄、镶嵌制作的复合工具，被用来钻孔、加工皮毛、切割植物及动物软组织等。
国家文物局相关负责人表示，此次通报的泥河湾考古项目，是旧石器考古研究的重要成果，更加生动地阐释了我国旧石器时代人类文化、技术与环境、审美与精神世界，具有重要价值。
泥河湾考古走过近百年历程（延伸阅读）
经过几代考古人近百年的接续奋斗，泥河湾考古已取得丰硕成果。考古发现早更新世中期至晚更新世之末500余处旧石器时代遗址。
其中，马圈沟遗址群确认距今176万至126万年之间17个不同阶段的古人类文化层，小长梁-东谷坨区域发现距今136万至100万年的7个文化层，马梁-后沟遗址群保存了距今80多万年至35万年的9个文化层。
侯家窑遗址的最新发掘揭示了完整地层剖面。板井子遗址出土距今10万至8.6万年经预制修理的石核剥片。西白马营遗址发现距今4.5万年的用火遗迹和肢解、处理动物资源的场所，推测为古人类的临时营地。油房等遗址发现距今2.9万至2.7万年的石叶技术遗存，为探索华北地区石叶、细石叶技术的产生与扩散、东西方文化交流具有重要价值。
虎头梁遗址群发现距今2万至1万年前后的火塘、细石叶技术石器、装饰品以及陶片等，为探讨旧石器时代向新石器时代的过渡提供了科学可靠的地层和文化依据。《 人民日报海外版 》（ 2022年03月07日 第 11 版）
