繁昌“人字洞”古人类活动遗址

第一章  遗址及周边地区新生代地质概况

繁昌人字洞旧石器遗址位于安徽省繁昌县孙村镇西北1.5km的瘌痢山，海拔142m，由三叠纪灰岩组成。瘌痢山的西坡为采石场，开采过程中发现一垂直溶洞，被河流砂层和棕红色黏土所充填，其中含有丰富的哺乳动物化石。1998年，金昌柱等在该区进行新生代地质调查时观察了当时所发现的哺乳动物化石，并进一步发现了人工石制品。从化石性质判断该遗址的时代应为上新世纪末至早更新世初，于是引起国内外学术界的极大关注。后续的发掘过程中，同时开展了相应的新生代地质观察，对该地区新生代地质发育历史、洞穴形成过程以及旧石器石料来源等问题做了分析研究。

第一节  区域地质与环境背景

长江下游九江至南京段受郯庐断裂带影响，河道呈顺直的北东流向，地貌分区属长江下游湖积冲积平原（中国科学院地理研究所，1959）。繁昌县处于该区中部，北界长江，全县以低山丘陵为主要地貌特征。县境西北部的低山丘陵区，海拔一般在200m以上，最高峰有寨山（477m）、红花尖（450m）等。该低山丘陵区面积约100多平方公里，却发育了古生代、中生代等各时代地层，经历了多期构造和岩将活动，拥有多种岩石类型，为喀斯特溶洞的形成和旧石器的石料来源提供了必要的地质条件。现对该区地质概况简述如下：

繁昌的低山丘陵在大地构造分区中属南华活动带下扬子地块的一部分，盖层广布，褶皱发育，燕山期岩将活动强烈（安徽省地质矿产局，1988；程裕淇，1994）。西北部山区由两个背斜组成，背斜轴大致东西走向。

轴部出露最老地层为志留纪坟头组，为黄褐色长石石英砂岩和黄绿色粉砂岩。背斜轴两侧分别出露泥盆纪五通组和茅山组灰白色石英砾石、石英砂岩，浅黄色细粒石英砂岩；二叠纪龙潭组浅紫灰色页页岩，黑色页岩，浅灰黄色、黄褐色石英砂岩、粉砂岩；三叠纪殷坑组和扁担山组黄褐色页石，灰色、青灰色灰岩、白云岩等。三叠纪灰岩在背斜翼部广泛出露，总厚在1000m左右。该区西南部的瘌痢山即由三叠纪扁担山组灰岩组成，人字洞是其中发育的岩洞之一。低山丘陵区的北部和东北部出露燕山期花岗岩，形成一些孤立的浑圆状山丘。在岩浆侵入过程中，热液与围岩作用形成夕卡岩型磁铁矿，此外，泥盆纪和二叠纪地层中还夹有褐铁矿夹层和燧石夹层。

繁昌县东南部为另一个低山丘陵区，一般海拔在200m以下，较高峰有洞山（365m）、三梁山（312m）。这些低山丘陵主要为侏罗纪火山岩，东部发育三叠纪灰岩和燕山期花岗岩。

繁昌县的低山丘陵区约占全境70%的面积，其余为平原和湖泊，主要河流有漳河、黄浒等，均汇入长江，最低处海拔仅7m左右，河流两旁和湖滨主要为水田，较高平地种植小麦、油菜、棉花等，年平均温度15.9℃，降水量1244mm，属亚热带湿润型季风气候区，植被繁茂。第四纪时期，本区气候虽受全球气候变化影响，动植物面貌时有变化，但总体上属于适合人类活动和生存的自然环境。

第二节  遗址周边地区地貌结构框架

调查区属新构造运动长期稳定，具有轻微抬升特点的地区，地貌结构主要由中低山、夷平面、一级阶地、超河漫滩四部分组成。

1、中低山

本区基本地貌类型属中低山区，海拔约200~300m，组成山地的地层岩性复杂，以古生代、中生代碳酸岩、硅质岩、砂页岩为主。山地经长期风化和剥蚀作用，坡地和缓。灰岩地区发育裂隙和洞穴，其中充填中新世一第四纪的洞穴堆积，人字洞即为其中之一。

2、夷平面

本区发育海拔80m左右的夷平面，构成该区地貌结构的主体。夷平面从后缘向前缘微微倾斜，前缘高30~40m左右，顶面狭窄而平坦，延伸可达3~5km。夷平面后缘的基岩侵蚀面之上发育厚5m左右的砾石层，砾石岩性复杂，有硅质岩、砂页岩、火成岩等。一般砾径0.5~1m，其间充填20~30cm直径的砾石。砾石多棱角状，少量有磨圆，遭受强烈风化，除硅质岩外，其他岩性的砾石均已风化为黏土。砾石层的表层0.7~1有被冲刷搬运迹象，砾石间充填红色黏土，砾石仅为硅质角砾石。

洞夷平面向前缘追溯，在夷平面顶部均可发现该砾石层，并且砾么径逐渐变小，磨圆度变好。它们共同的特征是否非硅质岩砾石均风化为黏土。夷平面前缘已被切割成孤立的小丘，剖面上可见到下部为砾石层，砾石层之上是风化强烈的紫红色黏土，强烈网纹化。反映砾石层和其上的沉积物形成后有一个强烈风化时期，简称为W1。

孙村至黄浒公路上，黄浒东北约1km的公路切开该夷平面的台地，夷平面顶部呈梁状，狭窄而平坦，上面覆盖角砾层，它们是夷平面形成时期的产物。该夷平面后期遭受风化与切割，被侵蚀并解体成为长梁状，顶部砾石层被侵蚀下来堆积在坡脚部位。剖面显示基岩为三叠纪砾岩，顶部和山坡覆盖厚约0.5~1Mr 角砾层。坡脚是角砾堆积的主要部位，角砾层厚4-5m，全部由硅质岩角砾组成，少量被磨圆，充填的细粒物质已被风化，发育较好的网纹。因为顶部砾石层中，除硅质岩砾石外，其他岩性的砾石已风化成黏土，侵蚀后作为细颗粒物质被搬运到远处，只有耐风化的硅质角砾被搬运至坡脚堆积下来，成为岩性单一的角砾层。其间充填的细粒物质又遭受风化，呈现明显的网纹，这个风化时期以W2代表。有人推测硅质岩角砾为冰川堆积，显然缺乏充足证据。

3、一级阶地

本区主要河流为黄浒河，河流两侧高河漫滩之上，夷平面之下，广泛发育海拔25m左右的低缓小丘，顶面平坦，所有这些小丘顶面高程大体一致。
孙村至繁昌公路切开小丘，小丘基座为紫红色砂岩，其上是厚约1m的角砾层，分选较好，其中也有一些磨圆较好的砾石。砾石层之上为厚5~6m的土状堆积，可见到棕红色与棕黄色相间的序列，类似黄土-古土壤序列，每个层的层面与地形面一致。在小丘边缘，层面与地形的倾斜面平行，所以推测它们是风成沉积，一般可见到3层古土壤。但是这些土状堆积的下部明显网纹化，原始的岩性结构已尼消失，无法判断在角砾之上是否还有一定厚度的河流沉积。虽然如此，总体的沉积特征仍说明它是河流阶地形成的台状地形，后来经过侵蚀切割变得零星破碎，成为相对孤立的小丘，上面又堆积了风成沉积。它们是江南风成黄土的典型赋存状态，具有重要的研究价值。阶地形成后曾有一个风化时期，该阶段一直延续到风成黄土堆积时期。风成黄土的加积作用使风化壳底部风化作用最为强烈，网纹化最为明显。风化作用向上渐趋减弱，该风化时期称为W3。该阶段为繁昌县平原区重要的地貌类型，现在的乡村和城填都建在这级阶地上。乔彦松等研究了该剖面的磁性地层学，阶段沉积和风成沉积都属布容期产物，形成于距今0.78Ma以后（乔彦松等，2003）。

4、超河漫滩

一级阶地之下，为广泛颁布的稻田，它们地形面平坦，高程一般10m左右，分布于河流和支沟两旁，越靠近主要河流，稻田面越低。山区这级稻田面海拔较高，这与河流床底的倾斜一致。在较大洪水期间，稻田可以被淹没，所以称这片稻田面为超河漫滩。

该区河流规模较小，比降小，多河曲，又靠近长江，但是阶地沉积和夷平面的堆积中都不具备长江这样大河的沉积物特征，所以推测本区所有地貌类型都是地区性小河流作用的产物，长江并未直接作用于该区，但是因本区濒临长江，作为地区性支流的侵蚀基准面，长江的发育状况会明显地控制本区发育历史，所以本区地质发育历史也应与长江下游发育历史大体一致。