陜西藍(lán)田公王嶺遺址年代學(xué)研究進(jìn)展

李興文

（1、陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安710054 2、國(guó)際地貌學(xué)家協(xié)會(huì)延安、西安科學(xué)考察與研究基地，陜西 西安710068）

1 概述

直立人（Homo erectus），一般也稱為猿人，是除了南方古猿（Australopithecus）之外在地球上生存時(shí)間最長(zhǎng)的人科成員，最早出現(xiàn)在非洲東部，生活在距今200～20 萬(wàn)年前。陜西省藍(lán)田縣位于黃土高原南緣，秦嶺北麓。20 世紀(jì)60 年代，藍(lán)田地區(qū)新生代地層古生物綜合考察在本區(qū)建立了晚新生代地層序列，發(fā)現(xiàn)了豐富的古生物化石，尤其是發(fā)現(xiàn)了陳家窩（直立人下頜骨）和公王嶺（直立人頭蓋骨）2 處古人類遺址（圖1），成為20 世紀(jì)60年代轟動(dòng)國(guó)際考古界的重大事件[1，2]。限于在當(dāng)時(shí)尚未建立黃土-古土壤序列的詳細(xì)分層和年代框架且測(cè)年方法有限，學(xué)術(shù)界對(duì)藍(lán)田公王嶺遺址直立人頭蓋骨的地質(zhì)時(shí)代一直存有爭(zhēng)議。

圖1 藍(lán)田公王嶺遺址的地理位置

近年來(lái)，學(xué)界對(duì)藍(lán)田公王嶺遺址進(jìn)行了多學(xué)科交叉綜合研究，對(duì)直立人化石賦存層位開(kāi)展了詳細(xì)的地層學(xué)和年代學(xué)工作。最新的年代學(xué)研究成果為直立人在歐亞大陸最早出現(xiàn)的時(shí)間提供了年代學(xué)證據(jù)，也為進(jìn)一步探討藍(lán)田直立人的演化地位以及中國(guó)更新世早期人類演化問(wèn)題提供了重要參考。

2 遺址概況

藍(lán)田公王嶺遺址位于西安市藍(lán)田縣縣城以東約17 km 的九間房鎮(zhèn)公王村，北鄰灞河，南倚秦嶺（圖1）。1964 年在此發(fā)現(xiàn)了一批屬于同一個(gè)體的古人類化石材料，包括有：完整的額骨、大部分頂骨、少部分顳骨、鼻骨、上頜骨（附帶有第2、3 臼齒）及1 枚單個(gè)牙齒，經(jīng)研究被確定為直立人[1，2]。公王嶺直立人具有頭骨壁厚重、眉脊粗壯、眶后縮窄明顯、額鱗低平等特點(diǎn)，腦容量為918ml[3，4]。根據(jù)顱骨縫合線愈合程度、牙齒大小及磨耗情況等特征判斷，藍(lán)田公王嶺直立人化石屬于年齡為30～40 歲的女性個(gè)體[4]。

在藍(lán)田公王嶺遺址發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物化石組合，被命名為公王嶺動(dòng)物群，含有大熊貓-劍齒象動(dòng)物群的主要成員，以代表溫暖地帶的森林型動(dòng)物為主，具有強(qiáng)烈的南方動(dòng)物群特點(diǎn)，表明藍(lán)田公王嶺直立人生活在亞熱帶溫暖濕潤(rùn)的氣候環(huán)境[5]。在公王嶺遺址先后共發(fā)現(xiàn)26 件石制品，包括石核、石片、刮削器等，石器制作工藝簡(jiǎn)單[2]。1982 年，藍(lán)田公王嶺遺址被國(guó)務(wù)院公布為第二批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，現(xiàn)在也是作為秦嶺終南山世界地質(zhì)公園的一個(gè)重要景區(qū)，面向社會(huì)公眾免費(fèi)開(kāi)放（圖2）。

3 研究歷史

對(duì)于藍(lán)田公王嶺遺址直立人化石的年代，眾多的學(xué)者從各自的專業(yè)角度和研究領(lǐng)域出發(fā)，進(jìn)行了有益探討。吳汝康[4]、賈蘭坡[6]、周明鎮(zhèn)[7]分別根據(jù)對(duì)古人類化石產(chǎn)出的地層層位、與化石共生的哺乳動(dòng)物群以及古人類化石形態(tài)特征的研究，認(rèn)為藍(lán)田公王嶺直立人的生產(chǎn)時(shí)代為中更新世早期。生物地層學(xué)分析則認(rèn)為其年代距今70萬(wàn)年[8]。

20 世紀(jì)70 年代，古地磁學(xué)引入中國(guó)，成為確定我國(guó)早期人類化石和考古遺址的重要測(cè)年方法。馬醒華等[9]和程國(guó)良等[10]分別對(duì)公王嶺遺址地層剖面進(jìn)行了古地磁年代測(cè)定，前者認(rèn)為藍(lán)田公王嶺直立人的年代距今75～80 萬(wàn)年；后者則認(rèn)為是距今100 萬(wàn)年。劉東生和丁夢(mèng)林根據(jù)藍(lán)田公王嶺遺址黃土地層與深海沉積古氣候旋回的對(duì)比，認(rèn)為藍(lán)田公王嶺直立人的年代為距今73～80 萬(wàn)年[11]。

安芷生等通過(guò)黃土地層學(xué)研究，認(rèn)為藍(lán)田公王嶺直立人化石產(chǎn)自L15黃土（圖3），系統(tǒng)的古地磁年代學(xué)研究則表明其年代距今115 萬(wàn)年[12]。這一結(jié)果后來(lái)被學(xué)界普遍接受，但是與公王嶺遺址發(fā)掘的野外記錄和人類化石具有的原始形態(tài)特征不協(xié)調(diào)，也與公王嶺動(dòng)物群指示的古氣候環(huán)境相悖[13]。

4 最新進(jìn)展

20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，中國(guó)黃土研究日趨成熟，黃土-古土壤序列已經(jīng)成為與深海沉積物和極地冰芯并列的國(guó)際上全球古氣候環(huán)境變化研究的支柱，并與深海氧同位素記錄的古氣候變化有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，朱照宇等采用土壤地層學(xué)、磁性地層學(xué)等多學(xué)科的方法，對(duì)藍(lán)田公王嶺遺址進(jìn)行了綜合研究。土壤地層學(xué)研究表明公王嶺遺址黃土-古土壤序列中的L15黃土之下存在沉積間斷，而含有公王嶺直立人化石的層位不是位于L15黃土，而是在沉積間斷之下；磁性地層學(xué)研究表明藍(lán)田公王嶺直立人化石層位于古地磁極性年表的吉爾薩正極性漂移事件（Gilsa polarity drift event）和奧杜威正極性亞時(shí)（Olduvai polarity subchron）之間，相當(dāng)于典型黃土-古土壤序列的S22或S23古土壤層（圖4）。對(duì)公王嶺遺址以北的藍(lán)田厚鎮(zhèn)澇池河-賈村剖面黃土-古土壤序列的研究進(jìn)一步證實(shí)了公王嶺直立人化石的產(chǎn)出層位。因此，藍(lán)田公王嶺直立人的生存年代約為距今163 萬(wàn)年左右[14]。這一年代數(shù)據(jù)與藍(lán)田公王嶺直立人的原始形態(tài)特征和公王嶺動(dòng)物群反映的古氣候環(huán)境相符合。

圖2 藍(lán)田公王嶺遺址地層出露概況

圖3 藍(lán)田公王嶺遺址地層剖面的黃土-古土壤序列

這一年代結(jié)果符合藍(lán)田公王嶺直立人的原始特征和公王嶺動(dòng)物群反映的古氣候環(huán)境，并得到了26Al/10Be 宇生核素埋藏年齡和古人類學(xué)研究的印證。26Al/10Be 宇生核素測(cè)年結(jié)果表明藍(lán)田公王嶺直立人的年代稍晚于182±12 萬(wàn)年前[15]；利用高分辨率CT 技術(shù)進(jìn)行的古人類學(xué)研究則表明藍(lán)田公王嶺直立人的內(nèi)耳迷路結(jié)構(gòu)與南方古猿非洲種（Australopithecus africanus）最接近，兩者之間可能存在某種演化上的聯(lián)系，其應(yīng)為中國(guó)境內(nèi)時(shí)代最早的古人類化石[16]。

5 研究意義

直立人最早出現(xiàn)在非洲，并在距今180 萬(wàn)年左右開(kāi)始向歐亞大陸擴(kuò)散，在格魯吉亞德馬尼西遺址（Dmanisi site）發(fā)現(xiàn)的距今178 萬(wàn)年的直立人化石，代表了第一批離開(kāi)非洲向歐亞大陸擴(kuò)散的直立人[17]。中國(guó)目前尚未發(fā)現(xiàn)被廣泛認(rèn)可的、年代早于170 萬(wàn)年的古人類化石[18]。最新的研究將藍(lán)田公王嶺直立人的生存年代從原先普遍接受的距今115 萬(wàn)年提早到大約163 萬(wàn)年前，已接近于能人（Homo habilis）和南方古猿（Australopithecus）生存年代變異范圍的下限，這不僅使其成為中國(guó)境內(nèi)地層層位清楚、時(shí)代最早的古人類化石，也是整個(gè)歐亞大陸除了格魯吉亞德馬尼西遺址之外的時(shí)代最早的直立人化石。藍(lán)田公王嶺直立人化石，對(duì)于研究早期直立人在歐亞大陸的出現(xiàn)、在中國(guó)的出現(xiàn)和進(jìn)化具有重要意義。據(jù)此，我們可以推測(cè)200 萬(wàn)年前起源自非洲的直立人，在距今180 萬(wàn)年左右擴(kuò)散至歐亞大陸（格魯吉亞德馬尼西遺址），并在距今160 萬(wàn)年左右抵達(dá)中國(guó)境內(nèi)（藍(lán)田公王嶺遺址）。

圖4 藍(lán)田公王嶺遺址及鄰近地區(qū)地層剖面的磁性地層學(xué)研究結(jié)果（改自[14]）