繁昌“人字洞”古人类活动遗址

第三节  人字洞的洞穴堆积

人字洞发育于中生代灰岩山丘上，恰好处在岩层的背斜部位，张裂隙发育，有利于溶洞的形成。目前人字洞保留的部分宽约3m，深约25m。它原来是一个垂直溶洞，底部可以看到褐色粗砂沉积，分选磨圆都很好。推测人字洞底部应有一个水平溶洞，通向山外。夷平面发育时期，河水在洪水期可以进到水平溶洞中，带来的泥砂形成人字洞底部的砂层。据采石工人介绍，开山取石的初期人字洞以外曾发现有溶洞，其中的砂层被当地居民取用，作为建筑材料。

当夷平面抬升遭受切割时，河水面下降，洪水已不能进入溶洞，同时，山坡侵蚀下来的物质可以进入垂直溶洞中堆积下来，这些堆积物的成分以灰岩风化的黏土为主，夹有灰岩碎屑和大块灰岩角砾。

遗址发掘过程中，除各种动物化石之外，还发现有各种岩性的岩石碎块，其中包括灰岩、硅质泥岩、铁矿石、玛瑙、火成岩等，其中除灰岩砾石外，其他岩性的碎屑都不会来自于人字洞洞壁的坍塌。可能的来源有两种：

（1）山坡上存在灰岩以外的岩石碎屑，它们与黏土一起被冲到人字洞中堆积下来。

（2）古人类活动过程中，把其他岩性的碎块带入洞中。

当然也可能两种来源同时存在，但是这些岩石碎块中有一些明显存在人工打击的痕迹。那么，如果是第一种来源，旧石器的时代最晚与古生物化石群相同，甚至可能早于化石的时代。第二种来源则可以用化石的时代确定旧石器的地质年龄。从目前情况看，这两种来源的旧石器都可能存在，旧石器与化石的时代基本相同应是最可能的判断思路。

人字洞中发现若干铁矿石碎块，它们为夕卡岩式铁矿，它们不可能来自人字洞上方的山坡，因为这里不存在夕卡岩式铁矿形成的条件，距人字洞西北2km，有一条断层，沿断层形成夕点点滴滴岩式铁矿，目前正在开采。这种铁矿的硬度很大，大致相当于硅质泥岩。如果用来打制石器，其硬度应完全符合要求，而这种铁矿石不可能从人字洞上方的山坡上冲刷下来，只能解释为古人类带入洞中，或者古人类当时生活在人字洞上方的山坡上，他们曾使用这种铁矿石打制过石器。

对人字洞的洞穴沉积物进行了系统的古地磁样品采集，实验室测试结果却未得到可用的数据资料，有必要今后加强年代学方面的研究工作。

第四节  晚新生代地质发育历史

确定地质发育历史，首先要确定地貌类型及其组成沉积物的地质年龄，然而年代学的研究尚未获得必要的年龄数据，在这种情况下，人字洞遗址的化石时代、风化作用的阶段性等可以作为恢复该区地质历史的主要参考指标。

首先人字洞化石以第三纪孑遗这主，同时有马出现，其时代应为更新世早期，那么人字洞形成的时代应早于早更新世。其次，一级阶地上的风成沉积，大体可以数出3层古土壤层，在宣城陈山遗址剖面，可以看到5层古土壤，那么，一级阶地遭受风化的时期，应为0.5Ma以前。百色旧石器遗址时代研究中发现，最后一次剧烈风化时期大约在距今0.7~0.8Ma，以后的地层再未遭受更强烈的风化。那么本地区的W3应与百色地区0.7~0.8Ma，的强烈风化时期相比较，所以推测一级阶地的形成时代为距今0.7~0.8Ma左右。

在上魔窟地质时代判断的基础上，对本区晚新生代地质发育历史推测如下：

在上新世，本区处于地壳判断的基础上，长江的一条较大山区支流作用于该区。山地高度与现在中低山大致相同。由于地壳稳定，河流加强侧蚀作用，形成了现在高80m左右的夷平面。夷平面靠近山地的部位，为当年河流还处于山地河流的状态时形成的粗大砾石沉积，砾径有的可以达到1~2m。砾石岩性复杂，它们的来源不排除来自于二叠、三叠马砾岩风化后的产物，因此表现为砾石磨圆程度很不一致。

这条山地河流的侧蚀过程使河谷加宽。同时地壳有非常轻微的抬升，使它形成的阶地面向主流方向倾斜。阶地发育后期，已是一条开阔平坦的壮年期河谷，阶地堆积的砾石层也比开始时细小得多，磨圆变好，上面还覆盖有较细的漫滩相堆积。

该夷平面形成过程中，地壳稳定，石灰岩山地沿下潜水面形成平容洞，有些地主，水平溶洞之上发育裂隙，形成垂直溶洞。人字洞即这个阶段形成的垂直沉没。因为人字洞中的化石材料时代为早更新世，溶洞的形成应早于早更新世，所以夷平面形成时代大致可确定为上新世。

夷平面形成之后，有一次比较强烈的风化过程，夷平面上的砾石层与河漫滩相沉积物遭受强烈风化，形成强烈网纹化的黏土，砾石层中国除硅质岩外，其他成分砾石也都风化为黏土。

上新世末早更新世初，受青藏高原抬升的影响，中国东部发生一次较强的地壳抬升运动，使上新世形成的准平原发生侵蚀，华北称为汾河期侵蚀。本区上新世夷平面同样遭受侵蚀，夷平面被切割成平坦的长梁状地形，其上的砾石层在侵蚀过程中，硅质岩角砾被被搬运至坡脚堆积下来，形成完全由硅质岩角砾形成的砾石层，有人判定其为冰碛物或冰水沉积，但缺乏相关的地质证据。在这个侵蚀过程中，原来山地中发育溶洞的地方，特别是垂直溶洞接受山坡侵蚀下来的物质，填充在垂直溶洞中。这就是人字洞中沉积物的形成过程，其时代应与汾河侵蚀期相当。

汾河期侵蚀后，地壳再次趋于稳定，河流重新开始侧蚀作用，形成现在的一级阶地面，其时代大致相当于泥河湾堆积期，时代为早更新世。早更新世末，中国东部再一次抬升，华北称为湟水侵蚀期，本区的地壳抬升幅度较小，在20m左右，它造成的切割使一级阶地得以形成。嗣后，华北地区进入离石黄土堆积时期，有一部分粉尘搬运至华南地区降落下来，本区的一级阶地恰好具备堆积黄土最合适的地形条件，其上堆积了大约厚5~6m黄土。从黄土-古土壤序列看，初步判断在距今0.3-0.5Ma左右开始堆积黄土。

湟水侵蚀期之后，本区地壳稳定，河流侧蚀加强形成现在的超河漫滩，是水稻的主要种植区。这种地壳稳定状态，一直持续到今天。地壳运动的稳定性是本区地貌发育过程的突出特点，不仅造就了夷平面、一级阶地等层状地貌，还使阶地上的黄土堆积得以保存。

繁昌人字洞遗址及周边地区的地质历史比较复杂，新生代蜞也发生过多次环境变迁，但该区新生代地质研究比较薄弱，有关研究工作难度较大。本次考察时间较短，获得的资料还不够丰富，根据初步分析归纳，取得以下基本认识：

（1）人字洞的溶洞形成时期不晚于新近纪，其中的洞穴堆积应从新近纪延续至第四纪，产化石的层位属洞穴充填堆积物层，其时代应通过化石群分析和年代学研究确定，在目前缺乏年代学数据的情况下，根据化石判断其时代这上新世末至早更新世初，与周边地区地质观察的结果没有矛盾。

（2）人字洞的堆积分两部分，下部为河流相，上部为山坡侵蚀充填的黏土，可能通过深入的磁性地层学研究确定其时代。

（3）该区高80m的夷平面未经深入研究，一些研究者将其划归现在的河流阶地似有不妥。实际上它是唯一可以与人字洞溶洞形成时的地质条件相对应的地貌类型，其时代可能很早，最晚为新近纪，甚至可能在古近纪已形成。

（4）通过一级阶地沉积的磁性地层学研究表明，阶地沉积形成于中更新世，说明早更新世本区为侵蚀期，恰好有条件形成人字洞中的充填沉积物——黏土。

（5）本区拥有各时代的多种地层，岩性复杂，为古人类制做石器提供了丰富的材料，可以说已发现的石器，在附近都能够找到它们的地层来源。