泥河灣盆地考證

衛奇

泥河灣盆地考證

衛奇

（中國科學院古脊椎動物與古人類研究所，北京100044）

泥河灣盆地；桑干河盆地；河北省和山西省

泥河灣盆地最初由巴爾博等提出，它位于桑干河盆地東北端，分布在河北省西北部陽原縣的東部，是桑干河盆地中的盆地。原先界定的泥河灣盆地是外動力地質作用形成的流水侵蝕盆地，桑干河盆地是內動力地質作用形成的斷陷盆地，二者是種屬關系。后來提出的泥河灣盆地不僅與原先的界定不相符合，而且大多有悖于盆地的概念。本文認為原先界定的泥河灣盆地已經不能適應科學發展，將泥河灣盆地與桑干河盆地等同看待是唯一可取的選擇。泥河灣盆地就是桑干河盆地，二者概念屬全同的邏輯關系，它們是同一事物的不同稱謂。

泥河灣盆地作為科學術語經常出現在論文報告和有關的宣傳報道中，但其認定大多與泥河灣盆地最初的界定不相符合，而且也背離了盆地的概念。

泥河灣盆地隨著科學地位的提升，它的概念很有必要厘清。科學術語在研究的源頭沒有準確的定義，不僅為后來的研究埋下混亂禍根，而且為保護和利用等工作也帶來麻煩，因為泥河灣盆地的科學意義非常重大。

一、泥河灣盆地的由來

“泥河灣盆地”術語的產生可能與“泥河灣層”（Nihowan beds）[1]一樣，與泥河灣村的教堂密切相關。它最早由巴爾博（George B. Barbour）、桑志華（mile Licent）和德日進（Pierre Teilhard de Chardin）提出，發表在《中國地質學會志》第5卷第3期上的《桑干河盆地沉積之地質研究》文中。《中國地質學會志》第5卷屬1926年卷次，其第3—4期注明“民國十六年十二月印行”，但它第6卷第1期、第2期和第3—4期卻分別印行于1927年的4月、8月和12月，其印行時間反常，因此在后來的文獻引用中出現了1926年和1927年不同之說。

巴爾博等在《桑干河盆地沉積之地質研究》報告中多次提到“泥河灣盆地”（Nihowan basin），并且與東側的十八盤（Shih-pa-p an）盆地和南屯（Nan-t ounn）盆地，分別作為盆地Ⅰ、盆地Ⅱ和盆地Ⅲ來顯示它們的分布關系（圖一，左圖）。顯然，“泥河灣盆地”是桑干河盆地（Sangkanho basin）的東北端部分，屬盆地中的盆地。它們的邏輯關系為種屬關系（真包含于關系或下屬關系），即“泥河灣盆地”真包含于桑干河盆地，也就是說，它們的概念，前者外延窄，后者外延廣，而且后者的外延包含了前者的外延。巴爾博等指出，泥河灣堆積（Nihowan deposits）占據150～200平方公里，往西可能因后期的侵蝕而消失在西寧平原（His-ning-hsien plain）下面[2]。誠然，在陽原的西城和虎頭梁之間泥河灣堆積的出露較少，在西城以西出露的泥河灣堆積在當時也許沒有發現或者是作為上覆于“泥河灣層”的“土洞層”（T’utung beds）看待了，只是后來在1929年夏天楊鐘健和德日進在山西省陽高縣西冊田的桑干河谷底部也發現了“泥河灣層”[3]。1930年，德日進等明確界定：“在地形上，泥河灣盆地呈一寬敞搖籃，大約長20公里，寬15公里，北緣和南緣系結晶巖和震旦系，東臨片麻巖小山包。”（Topographiquement,le bassin de Nihowan reprsente un large berceau,long de 20 kilomtres et large de 15 environ,bordau Nord et au Sud par des cha nes cristallines et siniennes,et limitl’Est par une croupe gneissique.）并以圖顯“泥河灣盆地”的地理分布（圖一，右圖）[4]。可以看出，他們界定的“泥河灣盆地”不包括岑家灣臺地（Cheng-chia-wan Platform）及其盛產舊石器的泥河灣陡坎（Nihowan Cliff）。

盆地，在中文語境中直觀明了，在《辭海》中解釋為“：四周高（山地或高原）、中部低（平原或丘陵）的地區。”[5]在《地質詞典》中解釋為“：陸地上中間低四周高的盆狀地形。“”海洋底部的凹地也稱盆地。”[6]

圖一“泥河灣盆地”圖

圖二水峪口洪積扇

在桑干河盆地東北部的陽原縣境內北山前并列著大大小小洪積扇，其中東城北的水峪口洪積扇最為發育，它的中軸線大致位于水峪口至五馬坊，地形明顯凸起（圖二），使東面的桑干河盆地部分地貌呈現盆地狀，據歐陽青講當地流傳“鍋底坑”之說，其西界應該立于水峪口洪積扇中軸線連接虎頭梁，北靠陰山余脈，東臨姜家梁，南搭岑家灣臺地的泥河灣陡坎，長約23公里，寬約15公里[7]，可見，“泥河灣盆地”的最初界定不無道理。

后來，桑干河盆地被分解為“大同盆地”[8—11]、“陽原盆地”[12]和“蔚縣盆地”[13]，但它們之間的界線沒有明確限定。也有人將“陽原盆地”和“蔚縣盆地”及其壺流河地塹統稱為“泥河灣盆地”[14]，還有人認為“泥河灣盆地”與“陽原盆地”概念相同，限定“其地理范圍西起山西大同與河北陽原交接的許家窯——侯家窯遺址，東至石匣附近的桑干河峽谷，北界熊耳山、南界六棱山和鳳凰山”[15,16]，或者包括“大同盆地”[17]，但仍然存在盆地概念的罅隙。不過，也有人將泥河灣盆地等同于桑干河盆地[18]。在有關的科普展示和宣傳資料中，將“泥河灣盆地”視為陽原縣行政管轄范圍，這是科學層面對盆地概念認識不清釀成的后果，因為陽原縣境內不僅有盆地部分，還有山地部分，陽原縣行政管轄范圍概念的外延廣，而陽原縣盆地區域概念的外延相對窄，它們是上屬關系或真包含關系，不屬于全同關系。

二、“泥河灣盆地”的性質

《地質詞典》中解釋盆地“其規模大小不一，依成因可分為構造盆地和侵蝕盆地。構造盆地主要是內動力地質作用（構造變動）的產物，如斷陷盆地和坳陷盆地等，它的分布、形態規模受構造控制。侵蝕盆地主要是外動力地質作用的產物，如河流盆地、冰蝕盆地、溶蝕盆地和風蝕盆地等。”河流盆地是“山區中河谷的開闊地段或河流交匯的開闊地段”[6]。按照盆地定義，桑干河盆地屬于構造斷陷盆地。盆地里堆積巨厚的晚新生代河湖相沉積，開始稱之為“泥河灣層”，以及泥河灣堆積（Nihowan Deposits）或泥河灣建造（Nihowan formation）[2]，后來按照地層學規范被命名為陽原群[19]。陽原群在大同時莊29號鉆孔中厚度達1,274.4米，底端位于海平面以下大約270米[18]，在河北省蔚縣城關東七里河附近的蔚七普鉆孔深710.4米、海拔約200米見到侏羅系凝灰巖[13]，在陽原縣水文鉆孔資料最深在南梁，640.8米（海拔261.8米）未見到底。

“泥河灣盆地”作為桑干河盆地的一部分，它必然被包括在斷陷構造盆地之中，袁寶印稱其為裂谷，它與東非大裂谷確實有相似的地質演變過程。然而，“泥河灣盆地”就其本身來說，它是桑干河盆地的“大同湖”在東北端消失后由桑干河及其支流侵蝕作用形成的，屬于河流盆地，它是外動力地質作用的產物，與地質斷陷不存在直接因果關系，因為在泥河灣一帶，在“陽原群”河湖相沉積形成以后的地層中尚未觀察到明顯的斷裂構造。

在“泥河灣盆地”，晚新生代沉積由東向西急劇變厚，并且受基底地形的影響各處厚度也有變化，在西部的東小莊村北，厚度523.6米，其下部由395.2米厚的粘土層構成，深達海拔382.4米未見底；在盆地中心部位的化稍營厚度有272.8米，基底海拔575.1米[20]；在郝家臺NHA鉆孔（40°13′0.4″N, 114°38′32.3″E）厚度為341.9米，基底海拔596.1米[21]。

研究資料表明，在桑干河盆地西部，河湖相沉積不僅巨厚，而且封頂的時間也較晚[22]。遠古時代的桑干河盆地，“大同湖”四周的動物世界是豐富多彩的，但是，有關的科學資訊大多來自盆地東北端的泥河灣一帶，因為這里的陽原群被桑干河及其支流切割100多米深，而下部還有200多米厚的地層我們能知道的卻很少。至于在桑干河盆地西部，陽原群的露頭地層不過二三十米，只見晚更新世的地層，較早時期的堆積仍然沉睡在地下深處，除了鉆孔資料，其他有關的科學信息卻一無所知。

郝家臺NHA鉆孔是“泥河灣盆地”目前地質資料最完整的一個地層剖面，頂部9.94米厚的馬蘭黃土形成在1—3萬年[21]，表明岑家灣臺地頂部的黃土不是馬蘭期的全部堆積，僅僅是最后的一部分，可能還有后期包括現代的堆積，因為華北的風成黃土堆積，不僅存在于晚更新世，在更早時期也存在，而且堆積受地形、植被和氣流的影響，其厚度各處不盡相同。2006年4月16日夜間的塵暴中，在泥河灣盆地東谷它村降粉塵1平方米30.8克，但墻頭屋頂的粉塵很快就被風吹光了，可見黃土層在不同地貌部位的堆積厚度是不一定相同的。在岑家灣臺地上，黃土層與下伏陽原群河湖相沉積逐漸過渡，彼此沒有明顯界線，說明黃土層開始形成的時候，這一帶仍有湖水存在，而且較早時期的黃土分明被湖水改造成為湖濱相沉積。其年代測定如果可信，那么后溝舊石器遺址形成的年代最后距今只有3萬年，因為后溝遺址位于陽原群頂部。由此斷定，位于桑干河河谷階地上的板井子遺址的年齡也不可能超過3萬年，因為3萬年前桑干河還沒有形成。在“泥河灣盆地”，可以觀察到桑干河的四級階地，從上往下（從早到晚）編排為最高階地（岑家灣臺地）、較高階地（從下往上排的第三級階地）、較低階地（從下往上排的第二級階地）和最低階地（從下往上排的第一級階地）。鑒于陽原群地層的松散性，桑干河形成后，在泥河灣一帶的河流下切速度是相當迅速的，上部幾級階地的形成時間是應該接近的。較低階地含虎頭梁細石器文化，形成在大約1萬年前，由此判斷，板井子遺址的年齡被限定在1～3萬年，而且應該在其較晚階段，可能是1～2萬年。含細石器的二道梁遺址所在地貌部位如果確實為較高階地，那么佐證板井子遺址不可能古老。板井子遺址出土的石器“有一些發達階段的技術因素”[23]，雖屬少數，但代表了文化發展的主流。

在中國，河流的地上階地排序通常是從下往上（從晚到早），即最晚形成的階地排在首位，最老的階地排在末位。事實上，階地的排列應該是從上往下（從早到晚）排列較為合理，盡管上面較早時期的階地有的不好認定。

桑干河的最高階地就是盆地的原始地面或“大同湖”湖底地面，在“泥河灣盆地”已經成為醒目壯觀的100多米高的岑家灣臺地。在西部的虎頭梁，較高階地已經變成了侵蝕階地。在陽原縣西城以西，桑干河河谷只發育上面的兩級階地，下面的兩級階地尚未形成。在大同火山區，桑干河河谷僅僅是鑲嵌在最高階地中的深20米左右的玄武巖峽谷。在桑干河盆地的西南端的朔州一帶最高階地表現為高出河床不到10米的階地，而且是唯一可見的階地，階地頂部地層中含有南磨和廈格細石器遺址，其階地形成時間晚于11,661±166a.B.P[18]，“泥河灣盆地”的較高階地、較低階地和最低階地在這里都沒有形成。從河流階地分布的縱剖面觀察，桑干河是一條幼年河，它的形成時間最早不應該超過3萬年，2萬年左右是較為穩妥的考慮。由此判斷，形成于桑干河河谷的“泥河灣盆地”只能屬于桑干河形成以后的侵蝕盆地。

三、泥河灣盆地=桑干河盆地

泥河灣盆地作為科學術語，它的范圍認定，各自表述，其混亂局面筆者作為泥河灣研究的參與者雖有失察責任，但也實在無奈。

科學命名有優先權，但也常常被修正。隨著科學研究的深入，早先“泥河灣盆地”的區域界定不能適應新形勢需要是顯而易見的，但后來的重新認定大多有失盆地概念。事實上，現在恪守巴爾博和德日進等劃定的“泥河灣盆地”范圍已經變得越來越不可能，按行政區劃界定更不可取，以桑干河盆地涵蓋“泥河灣盆地”則淡化泥河灣也不大好，筆者認為只有二者概念重合是唯一的選擇。

桑志華在1925年8月11—26日到大同市和朔州市考察過，1929年8月8日涉足河北蔚縣小五臺山，如果他主導有關的研究，也許泥河灣盆地的界定當初就已經與桑干河盆地重合了。實際上，德日進在1926年發表的文章中，采用了“桑干河層”（Sangkan-hobeds）、桑干河系（Sangkan-ho series）和桑干河系堆積（Sangkan-ho series deposits）[24]。他在1930年是將“泥河灣層”作為“泥河灣的地層”（couches de Nihowan）記述的[24]。

泥河灣盆地就是桑干河盆地，地域包括河北省張家口市的陽原縣和蔚縣部分，山西省大同市的城區、礦區、南郊區、新榮區、大同縣、陽高縣、渾源縣、廣靈縣以及朔州市的城區、應縣、山陰縣和懷仁縣部分，面積達9，000平方公里，桑干河及其支流壺流河從西南向東北蜿蜒流過，貫穿整個盆地[25]。

這樣，泥河灣盆地和桑干河盆地的概念由原來的種屬關系（真包含于關系或下屬關系），變更為全同關系（同一關系或重合關系），即二者的概念外延全部重合，彼此就是一個盆地的不同名稱。泥河灣盆地（桑干河盆地）是單獨概念，反映的是一個對象，其外延是唯一無二的事物，沒有廣義和狹義之分，也不受行政區劃限制。

一物多名在泥河灣盆地的研究中較為盛行，雖然不宜推崇，但也符合中國國情，盡管外國人會莫名其妙。泥河灣盆地與桑干河盆地并存既符合習俗，也不違背形式邏輯。

四、走近泥河灣盆地

泥河灣盆地是跟隨泥河灣哺乳動物群開始走向世界的。最早報道的動物化石主要集中在下沙溝村的東側和北側，還有一部分來自泥河灣村東側。1926年記述7目33個種類[2]，后來經過進一步研究，1930年確認為7目39個種類[4]，其中包括10個新種，1941年德日進和Pierre Leroy對其做了一些修訂。現在哺乳動物化石發現越來越多（圖三），尤其是小哺乳動物化石相當豐富，目前作為華北早更新世動物群代表的泥河灣動物群，其成員已經增加為9目至少124個種類[7]。

圖三近年出土的南方猛犸象頭骨化石（左圖）和密集化石堆積（右圖）

巴爾博、桑志華和德日進是泥河灣盆地的科學拓荒者和奠基人。德日進等講過：“老實說，我們需要直接的證據：最后的三趾馬經常來喝泥河灣湖水的時候，中國就有了人類。”[4]倘若他們堅持繼續在泥河灣盆地調查，即使找到現在發現的任何一處較早時期的舊石器遺址，那么當時世界人類的起源地就非泥河灣盆地莫屬，泥河灣盆地在科學史上就會留下濃墨重彩一筆。但是，一次黃金機遇就這樣擦肩而過，這不能不是一件憾事。當蓋培發現泥河灣早更新世舊石器[26]時，時間已經錯過了近半個世紀。有關信息的遲到是否與德日進有關？因為他曾說過：“桑干河層因其急流或湖相而非搜尋爐灶甚至石器的適宜場所。”[24]或許人們真的陷入河湖相地層難尋古人類足跡的誤解，因為面對河流相堆積層里的遺址，上個世紀90年代在太原舉辦的一個古文化學術研討會上有人質疑：“人能生活在水里嗎？”恰似有人以鬣狗洞否認北京周口店猿人洞一樣，糟糕的是把不同的時間合混和在一起了。

1953年，北京大學地質地理學系開始在泥河灣盆地進行教學實習，1958年在大同縣建立教學基地，王乃、歐陽青、曹家欣和楊景春等先后在大同火山群區域和陽原縣進行地貌與第四紀地質學考察研究，其中歐陽青在泥河灣盆地曾經做過20多年的教學實習和調查，虎頭梁遺址的發現起因于1964年他帶領夏正楷在虎頭梁地層中發現魚化石。

1963年和1965年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所太原工作站王擇義在泥河灣盆地發現了峙峪遺址和虎頭梁遺址，首先打開了泥河灣盆地舊石器時代的大門。同時在中國第一次從地層中發現了細石器，解決了東亞大陸細石器多年無地層根據的困惑。1972年，蓋培在泥河灣村上沙嘴發掘一具早更新世納瑪象頭骨化石（標本現展示在河北博物院）的時候，意外從象頭化石下面捕獲1件石核，率先從“泥河灣層”中發現舊石器，實現了中外科學家近半個世紀的夢想，真正揭開了泥河灣盆地早更新世的舊石器時代，而且繼山西西侯度遺址的發現再一次叩響了中國100萬年歷史的大門[27]。

在泥河灣盆地，晚新生代地層恰似一部深邃的歷史經典，它不僅記錄著數百萬年以來的滄桑巨變和生物的演化，還蘊藏著大量遠古人類活動的信息。經過將近一個世紀的科學研究，舊石器時代考古和地層古生物方面已經獲得了舉世矚目的輝煌成果。盆地的舊石器時代遺存數量眾多，遺物豐富，形成一個更新世從早到晚完整而連續的古文化剖面，堪為世界考古之奇觀。美國印第安納大學舊石器考古學家Nicholas Toth評說：“泥河灣盆地是真正的‘東方之奧杜韋峽谷’”。作為坦桑尼亞人而且在奧杜韋峽谷工作大約15年的地質學家，Jackson Njau說：“泥河灣盆地是奧杜韋峽谷在東亞的卓絕典范。”[28]誠然，在中國乃至東亞，發現的早更新世舊石器絕大部分集中在泥河灣盆地，目前發現的黑土溝遺址已經追溯到177～195萬年前的較早時期，其文化相具有鮮明的地域特色（圖四），它可以作為Nihewanian（泥河灣文化）[29]與舊石器早期的非洲Oldowan（奧杜韋文化）和歐洲Abbevillian（阿布維利文化，現在趨向歸于Acheulean）在世界考古學上并駕齊驅，盡管重大發現的突然到來常常令世人錯愕或茫然，因為“聞道有先后，術業有專攻”，得道的悟性需要時間等待往往是科學認知的常態。人們通常把細石器以外的中國舊石器文化大多歸屬于以Oldowan代表的舊石器模式Ⅰ，但實際上，它們的相提并論無不帶有牽強附會成分，因為舊石器的時空演變除了人的本能作用外，不僅受文化傳統的影響，還受地質地理環境的制約，其變數是多樣性的。

圖四黑土溝遺址出土的器物（上）、石核（中）和石片（下）

泥河灣盆地的舊石器時代考古，如果說巴爾博、桑志華和德日進是科學奠基人，那么王擇義是真正的開荒人，而蓋培是解讀100萬年歷史的第一人，可以說這是三個劃時代的重要里程碑。第四個里程碑的創建將是發現泥河灣猿人化石或者找到比黑土溝遺址時代更早的舊石器。在蔚縣東窯子頭一帶和陽原縣王家窯一帶是很值得關注的地方。

泥河灣盆地可謂世界舊石器時代考古之經典板塊，創建泥河灣學（Nihewanology）也不是不可能的。“泥河灣”作為科學術語其概念已經升級，泥河灣期、泥河灣組和泥河灣動物群早已成為華北地區早更新世和下更新統及其標志動物群的代表，它們的概念顯然不受泥河灣盆地的地理因素和行政區劃限制。泥河灣盆地考古的顯著特色，不僅具有相當完整的、有明確地層根據的舊石器文化序列，更有許多早更新世的舊石器時代遺存。泥河灣文化應該是東亞地區舊石器時代早期的一種獨特的古文化，它一直延續到舊石器時代晚期。

科學無限。科學研究就是探索真知，不斷地填補空白，不斷地修正錯誤。泥河灣盆地的舊石器遺址不僅數量多，而且其地層的先后程序基本明確，這里無疑是把握中國遠古文化經絡的命門。不過，鑒于舊石器時代考古的科學特性，不斷發現的資料積累仍然是未來相當長時期的主要任務，因為舊石器時代考古基于發現。舊石器時代遺跡通常是隨著自然破壞而暴露的，能夠被專業人員及時發現并記錄在案就是最大的科學貢獻，也是最好的文物保護。近年來，河北省重點科技支撐計劃項目“東方人類探源工程——泥河灣人類起源、地質與環境背景研究”，重視野外勘察，其科學路線是值得贊賞的，倘若發現猿人化石或早于黑土溝遺址的舊石器，那就開創了泥河灣盆地的第四個考古里程碑。

泥河灣盆地發現的早期人類遺物和哺乳動物化石均分布在湖濱的河流沖擊層中，大多位于河漫灘相的粉砂或粉砂質粘土堆積中，也有在主河道堆積的礫石層里。現在的溝谷正是有關地層形成時的流水線，彼此大致吻合，這就是現在溝谷兩邊經常能有發現的原因。

近年來，國務院作為國家政令頒布的全國重點文物保護單位許家窯——侯家窯遺址地層出現爭議[30]，事實上，這個遺址的上文化層由淺紅褐色粉砂質粘土構成，這樣的堆積不僅有別于現在梨益溝的階地堆積，在桑干河及其支流堆積階地也均未曾發現，因為它形成在桑干河出現之前，與現在的桑干河及其支流不存在關聯[25]。許家窯——侯家窯遺址的地層不論怎么看待，它的地質學意義十分重大，因為它盛產人類化石、石制品和動物化石，在泥河灣盆地罕見，在中國乃至全世界也不多見。誠然，由于許家窯——侯家窯遺址地層的爭議，筆者油然萌動復查上沙嘴舊石器地點地層，檢查結果發現最初的判斷是正確的，該地層確實屬于下更新統泥河灣組，其年齡為160～170萬年[31]。鑒于古湖的擴大和縮小與其湖濱河流的左右擺動，沉積構造常見有侵蝕不整合現象以及河湖沉積相的難以區分。在泥河灣盆地，舊石器遺址文化層中的侵蝕不整合屢見不鮮。上沙嘴舊石器地點的地層就是因為存在侵蝕不整合而引起絕大多數科學家的質疑，筆者附和了主流聲音，將其地層由早更新世的“泥河灣層”誤判為晚更新世階地堆積，其教訓極為深刻，很值得引以為鑒。桑干河大角鹿（Megaloceros sangganhoensis）化石地點的地層，有人認為是現代河流的階地堆積，不屬“泥河灣層”，美國猶他大學Francis Brown實地考察后說：“剛畢業的大學生往往會把這樣的地層看成是后來的階地堆積。”

科學研究是一門藝術，求知探索有苦更有樂，辛酸也難免。泥河灣盆地需要研究的問題很多，科學研究中有不同看法實屬正常，無疑處有疑是必然的。更何況舊石器時代考古研究的資料存在不完整性，研究的思想方法有不確定性和粗略性，看起來簡單，深究卻很難。顯然，較真兒對于舊石器時代考古有些苛刻，但學術自由和科學民主，爭論是有益于科學進步的。

泥河灣盆地的保護與利用，科學研究是重點。泥河灣走向世界，必須要有開放心態擁抱世界。泥河灣盆地現在的輝煌是過去眾多學者努力的結果，泥河灣盆地未來的發展需要爭取更多學者發力推動。

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〔責任編輯：張金棟〕