陜西藍田公王嶺遺址年代學研究進展

李興文

（1、陜西省地質調查院，陜西 西安710054 2、國際地貌學家協(xié)會延安、西安科學考察與研究基地，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間最長的人科成員，最早出現(xiàn)在非洲東部，生活在距今200～20 萬年前。陜西省藍田縣位于黃土高原南緣，秦嶺北麓。20 世紀60 年代，藍田地區(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60年代轟動國際考古界的重大事件[1，2]。限于在當時尚未建立黃土-古土壤序列的詳細分層和年代框架且測年方法有限，學術界對藍田公王嶺遺址直立人頭蓋骨的地質時代一直存有爭議。

圖1 藍田公王嶺遺址的地理位置

近年來，學界對藍田公王嶺遺址進行了多學科交叉綜合研究，對直立人化石賦存層位開展了詳細的地層學和年代學工作。最新的年代學研究成果為直立人在歐亞大陸最早出現(xiàn)的時間提供了年代學證據(jù)，也為進一步探討藍田直立人的演化地位以及中國更新世早期人類演化問題提供了重要參考。

2 遺址概況

藍田公王嶺遺址位于西安市藍田縣縣城以東約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 枚單個牙齒，經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，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，藍田公王嶺直立人化石屬于年齡為30～40 歲的女性個體[4]。

在藍田公王嶺遺址發(fā)現(xiàn)的哺乳動物化石組合，被命名為公王嶺動物群，含有大熊貓-劍齒象動物群的主要成員，以代表溫暖地帶的森林型動物為主，具有強烈的南方動物群特點，表明藍田公王嶺直立人生活在亞熱帶溫暖濕潤的氣候環(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，石器制作工藝簡單[2]。1982 年，藍田公王嶺遺址被國務院公布為第二批全國重點文物保護單位，現(xiàn)在也是作為秦嶺終南山世界地質公園的一個重要景區(qū)，面向社會公眾免費開放（圖2）。

3 研究歷史

對于藍田公王嶺遺址直立人化石的年代，眾多的學者從各自的專業(yè)角度和研究領域出發(fā)，進行了有益探討。吳汝康[4]、賈蘭坡[6]、周明鎮(zhèn)[7]分別根據(jù)對古人類化石產出的地層層位、與化石共生的哺乳動物群以及古人類化石形態(tài)特征的研究，認為藍田公王嶺直立人的生產時代為中更新世早期。生物地層學分析則認為其年代距今70萬年[8]。

20 世紀70 年代，古地磁學引入中國，成為確定我國早期人類化石和考古遺址的重要測年方法。馬醒華等[9]和程國良等[10]分別對公王嶺遺址地層剖面進行了古地磁年代測定，前者認為藍田公王嶺直立人的年代距今75～80 萬年；后者則認為是距今100 萬年。劉東生和丁夢林根據(jù)藍田公王嶺遺址黃土地層與深海沉積古氣候旋回的對比，認為藍田公王嶺直立人的年代為距今73～80 萬年[11]。

安芷生等通過黃土地層學研究，認為藍田公王嶺直立人化石產自L15黃土（圖3），系統(tǒng)的古地磁年代學研究則表明其年代距今115 萬年[12]。這一結果后來被學界普遍接受，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，也與公王嶺動物群指示的古氣候環(huán)境相悖[13]。

4 最新進展

20 世紀80 年代以來，中國黃土研究日趨成熟，黃土-古土壤序列已經成為與深海沉積物和極地冰芯并列的國際上全球古氣候環(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應關系。在此基礎上，朱照宇等采用土壤地層學、磁性地層學等多學科的方法，對藍田公王嶺遺址進行了綜合研究。土壤地層學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；磁性地層學研究表明藍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（Olduvai polarity subchron）之間，相當于典型黃土-古土壤序列的S22或S23古土壤層（圖4）。對公王嶺遺址以北的藍田厚鎮(zhèn)澇池河-賈村剖面黃土-古土壤序列的研究進一步證實了公王嶺直立人化石的產出層位。因此，藍田公王嶺直立人的生存年代約為距今163 萬年左右[14]。這一年代數(shù)據(jù)與藍田公王嶺直立人的原始形態(tài)特征和公王嶺動物群反映的古氣候環(huán)境相符合。

圖2 藍田公王嶺遺址地層出露概況

圖3 藍田公王嶺遺址地層剖面的黃土-古土壤序列

這一年代結果符合藍田公王嶺直立人的原始特征和公王嶺動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研究的印證。26Al/10Be 宇生核素測年結果表明藍田公王嶺直立人的年代稍晚于182±12 萬年前[15]；利用高分辨率CT 技術進行的古人類學研究則表明藍田公王嶺直立人的內耳迷路結構與南方古猿非洲種（Australopithecus africanus）最接近，兩者之間可能存在某種演化上的聯(lián)系，其應為中國境內時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 萬年左右開始向歐亞大陸擴散，在格魯吉亞德馬尼西遺址（Dmanisi site）發(fā)現(xiàn)的距今178 萬年的直立人化石，代表了第一批離開非洲向歐亞大陸擴散的直立人[17]。中國目前尚未發(fā)現(xiàn)被廣泛認可的、年代早于170 萬年的古人類化石[18]。最新的研究將藍田公王嶺直立人的生存年代從原先普遍接受的距今115 萬年提早到大約163 萬年前，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境內地層層位清楚、時代最早的古人類化石，也是整個歐亞大陸除了格魯吉亞德馬尼西遺址之外的時代最早的直立人化石。藍田公王嶺直立人化石，對于研究早期直立人在歐亞大陸的出現(xiàn)、在中國的出現(xiàn)和進化具有重要意義。據(jù)此，我們可以推測200 萬年前起源自非洲的直立人，在距今180 萬年左右擴散至歐亞大陸（格魯吉亞德馬尼西遺址），并在距今160 萬年左右抵達中國境內（藍田公王嶺遺址）。

圖4 藍田公王嶺遺址及鄰近地區(qū)地層剖面的磁性地層學研究結果（改自[14]）