凌源牛河梁遗址区地形和岩石的探讨

凌源牛河梁遗址区地形和岩石的探讨

1红山文化晚期遗址红茶是中国北方考古学的重要遗产之一，在6000年的b.p.h.p.ab.p中得到了充分的发展。主要分布于燕山以北的内蒙古东部至辽宁西部一带。红山文化牛河梁遗址位于辽西大凌河上游凌源市东北约10km处,其位置大致在41°20′N,119°30′E,是目前为止所发现的红山文化晚期最重要的遗址。牛河梁遗址形成于约公元前3500年(遗址第2地点1号积石冢的14C测年结果为3779～3517aB.C.,经树轮校正),占地面积约为50km2(图1),共发现红山文化遗迹地点30余处,包括一座女神庙、多处积石冢、祭坛,以及还发现有大小不等、年龄不同的一批女性裸体泥塑残块和多种动物形玉、石雕刻,特别是几种形体不同的“玉雕龙”,这些遗迹遗物,表现出玉器之礼、祖先崇拜等人类文明起源的最初特征。这些考古发现,为考古学家重新认识红山文化在中华文明形成中的地位提供了丰富而又重要的资料。对于这样一个研究中华文明起源的重要遗址,已有的研究还只限于考古遗存与文化面貌方面,本文试图通过对牛河梁遗址地区自然环境的考察和遗址建筑石料的分析,以及遗址的文化层和附近自然沉积样品的古环境分析,探讨牛河梁遗址形成的环境背景和红山文化晚期繁荣的原因及有关的人地关系问题。2地貌和地貌遗址区现代气候属干旱、半干旱气候,全年降水量为420～620mm,年均温7℃左右;植被类型属暖温带半湿润半干旱森林草原,森林以落叶阔叶林区域的油松、辽东栎、槲栎林为主。牛河梁周围主要为人工栽种的油松林,栽培的农作物主要是玉米和高粱。遗址所在地区的地貌主要有3种类型:1)海拔800～1000m的基岩山地。山地坡度较陡,基岩山地地层以震旦系和下古生界白云岩、白云质灰岩为主,山坡下部覆有厚度不等的中、晚更新世黄土;2)海拔500～650m的梁状丘陵地形。丘陵顶面较为平坦,坡面和缓。丘陵区基岩以太古界黑云斜长片麻岩、麻粒岩为主,也有少量侏罗系安山岩、玄武岩和砂页岩出露,片麻岩上部有1m左右或稍厚的风化层。丘陵坡面甚至部分丘陵顶部覆盖了厚1～5m不等的中更新世晚期以来的黄土;3)现代河床和沿河低阶地海拔400m左右。牛河梁遗址主要分布于薄覆黄土的片麻岩丘陵之上。3牛河梁遗址文化层分析结果3.1岩石岩性研究牛河梁遗址的积石冢和祭坛都是石砌建筑。积石冢石棺、冢顶和祭坛分别采用了不同颜色和质地的石料。为了解石料特征和来源,并探讨古人对岩性的认识和利用知识,对上述3种石料样品进行了采样,在实验室磨片后进行了鉴定。鉴定结果表明:石棺石料为灰白色板状灰岩,积石冢表层石料为灰白色燧石条带状白云质灰岩,祭坛圆环石料为红色安山岩。3.2关于森林草原类型和植物种的关系对牛河梁遗址第2地点文化层和第5地点的灰坑、灰沟中采集样品,进行了动植物残体分析(表1),发现各样品均有较多的栎树和白腊树残体,但LY2藜草籽的发现,推测当时植被可能属于森林草原类型;而LY4中的真菌,喜欢生长在富含腐殖质的土壤层顶部,指示当地的土壤比较肥沃。植被特征和富含腐殖质的土壤,指示牛河梁遗址形成时期该地环境要好于现在。各样品中都含有木炭屑,应是古人焚烧植被的记录。LY2还鉴别出不少的动物碎片和鸡翅骨,应与祭祀活动有关,与牛河梁遗址第2地点2号冢出土的猪、牛骨和女神庙发现的大量羊骨等情况类似。3.3我国积极保护草原病犯对牛河梁第2地点文化层和第5地点的灰坑、灰沟中采集样品进行了孢粉分析(表2),发现LY10、LY4、LY2的孢粉组合中,木本花粉大多为温带落叶阔叶树种,如桦、栎、柳、榆、椴、桤木等。另外LY4样品中还出现较多的环纹藻(Concentricystes),它们均是气候较暖湿的标志。但高含量的草本、灌木花粉表明牛河梁遗址形成时期以蒿为主的草原植被占有较大比例,这既可能与气候变化有关,也可能还与人类活动的影响有关。LY2样品孢粉组合中含异常多的禾本科花粉可能是当时人类生产活动的记录。与动植物残体分析一样,孢粉分析结果也反映了一个较今良好的环境。4孢粉组合变化为了进一步了解牛河梁遗址形成时期的环境背景,本文对凌源市附近大凌河上游一级阶地的一个沉积剖面进行了研究。剖面位于凌源市东北郊西八间房,距牛河梁遗址区约10km,剖面厚270cm,对该剖面按10cm间隔进行连续采样,共采样27个。剖面岩性、各层厚度及采样点位置见图2。该剖面中1号样品(埋深270cm)深灰色粘土的14C年代为9100±115aB.P.(经树木年轮校正,下同),9号样品(埋深190cm)的14C年代为5980±115aB.P.,17号样品(埋深110cm)的14C年代为2740±180aB.P.。从图2可见,该剖面下部第1、第2层为深灰色粘土和深灰色粉砂质粘土。剖面第3层往上以灰色粘土质粉砂为主,间多层灰色或黄色粉细砂,即大约6000aB.P.以后,沉积物颜色变浅,粉砂含量增加,可能有较多的黄土物质加入,代表气候有干凉化的趋势。对大凌河上游剖面沉积样品进行了孢粉鉴定和百分含量分析(见图2)。其中乔木花粉有松(Pinus)、桦(Betula)、桤(Alnus)、鹅耳枥(Carpinus)、椴(Tilia)、槭(Acer)、枫杨(Pterocarya)、栎(Quercus)、榆(Ulmus)、栗(Castanea)等,灌木和草本花粉有胡桃(Juglans)、榛(Corylus)、蒿(Artemisia)、藜科(Chenopodiaceae)、禾本科(Gramineae)、鸢尾(Iris)、蔷薇科(Rosaceae)、蓼(Polygonum)、香蒲(Typha)等,蕨类孢子有蕨(Pteridium)、水龙骨科(Polypodiaceae)、凤尾蕨(Pteris)、卷柏(Selaginella)等,还有一些藻类。从图2中可见,剖面底部9000aB.P.以后,乔木花粉已达25%,已出现栎和榆,灌木、草本和蕨类孢子中也有榛、胡桃、香蒲等,表明全新世气候已经变暖。剖面岩性和孢粉结果表明,这种气候一直延续到6000aB.P.左右。而6000aB.P.至5000aB.P.之间,大致相当于沉积剖面第3层,沉积物粒度明显变粗,粉砂含量增加,木本花粉含量降低到不足20%。草本含量增加,且木本花粉中针叶树花粉比例增加,表明气候已出现干凉化趋势,但孢粉组合中还有一些代表温湿的组分,如乔木花粉中有少量的栎、榆、栗等阔叶树种,草本、灌木花粉中有少量榛、蔷薇科、蓼等花粉,蕨类植物有蕨、水龙骨科、卷柏等和一些喜温湿的环纹藻,表明当时的气候虽然较6000aB.P.以前已出现干凉化趋势,但仍较今暖湿。这一结果也与牛河梁遗址文化层植物残体及孢粉分析结果一致。剖面第4层底开始往上,大致相当于5000aB.P.以后,沉积物中粉砂含量较高,孢粉组合中木本花粉明显减少,喜暖的树种减少或消失(到约2000aB.P.时才有所增加),蒿属增加,水龙骨减少,反应气候明显变干凉。但整个剖面中藜科花粉含量不高,表明气候一直不是特别干燥,气候的变化以温度的变化为主。该沉积剖面的分析结果所揭示的全新世气候演变规律与前人的一些结果相当吻合。5讨论和结论根据以上分析结果对牛河梁遗址形成时期的古人类活动与当时当地的环境背景之间相互关系的几个问题作一简单讨论。(1)遗址的建筑布局及建筑选址牛河梁遗址是一处具祭祀功能的遗址群。古人为何选择牛河梁一带为祭祀区?首先,遗址区不仅位于当时红山文化分布的中心地区,而且位于华北平原与东北地区的交通要道上。现今华北平原与东北地区之间有两条交通要道,一条位于燕山山脉与渤海之间的低地平原上,即今京沈铁路所在的冀东-辽西走廊;另一条即通过遗址所在地区,现今也有铁路通过。而牛河梁遗址形成时的全新世中期,冀东-辽西走廊为狭窄的滨海平原,可能地势低洼、水患严重。因而推测当时经过遗址区、作为华北与东北之间交通要道的地位较今更为重要。遗址区的各遗址点布局讲究。“女神庙”及庙后的山台,座落在遗址区的最高点(海拔672m),各积石冢分布在庙周围略低一级的丘陵顶部。既突出作为宗庙的“女神庙”的地位,同时也体现积石冢主人神权与政治权力集一身的威严。遗址区东南虽有更高的基岩山梁,但因山坡陡峭、岩性坚硬,不可能作为建筑选址。而牛河梁一带众多的丘陵,顶部平坦,坡面和缓。岩性以太古界片麻岩为主,顶部风化强烈,形成比较厚的风化壳,之上还沉积有厚度不等的晚第四纪黄土,易于开挖,是理想的墓葬和祭祀建筑选址。从牛河梁遗址的布局和建筑选址来看,古人对地理位置、地形和岩性的认识和科学利用已达到较高的水平。积石冢与祭坛均为石砌建筑。积石冢墓穴中用近于方形的薄板状石灰岩块砌建石棺,薄板状灰岩块形态规整,是古人利用灰岩的天然层理面和节理面开采而成。砌建的石棺内部空间为规则的长方体形,石棺内侧棺壁平整。墓顶以较圆浑的白云质灰岩块堆砌。由于白云质灰岩近于白色调,薄覆黄土的丘陵上一座座白色大墓,显示出一种庄严肃穆的气氛。祭坛为立石筑起的三重圆形台阶式环丘,三重圆的直径分别为22m、15.6m和11m,每层台基以0.3～0.5m的高差由边缘向中心层层高起。每层圆形台阶外周以紧密排列的红色安山岩立柱环绕,立柱石料多为五棱石柱。同一层石柱粗细长短一致,而外圈(底层)石柱最粗,顶层石柱相对最细。立石圈内侧有圈状成排立置的筒形陶器。每层台基内用土充填,圆坛顶面铺浅灰色石灰岩块。红色安山岩棱状石柱系天然形成。距遗址最近的安山岩露头也在几公里以外,而发育如此完好的石柱可能采自更远的采石场。从积石冢和祭坛的建筑以及对石料的精心选择看,既体现了古人高超的建筑设计水平,也同样体现了古人对地质、岩性的认识深度。(2)气候演变规律大凌河阶地沉积剖面的岩性和孢粉分析结果揭示了该地区9000aB.P.至2000aB.P.左右的气候演变规律。遗址文化层和阶地剖面的古环境分析结果一致地表明牛河梁遗址形成时期的气候已出现干凉化趋势,但仍较该地区现代气候暖湿。(3)b.影响红土文化的气候条件以女神庙、祭坛、大批积石冢和金字塔形建筑等30多个遗址点组合而成的牛河梁大型祭祀遗址群,被誉为照亮中华大地的第一道文明曙光。而孕育牛河梁遗址的红山文化晚期,其所以能达到如此发达的水平,据初步研究,主要有以下3方面原因:1)9000aB.P.以后,辽西地区已进入全新世大暖期气候。当时的气候较今更为暖湿,因此而出现了比较发达的原始农业文化,即查海—兴隆洼文化。查海遗址的陶器上已出现龙形堆塑,已有、匕、斧等玉器出现。兴隆洼遗址则出现了大型环壕聚落。之后,随着全新世大暖期的延续,辽西地区新石器文化经历了由查海—兴隆洼、赵宝沟和红山文化早中期的连续发展,为红山文化晚期的发达提供了长期发展的基础;2)根据牛河梁遗址文化层和大凌河剖面的古环境分析,尽管红山文化晚期已进入全新世大暖期的后期,气候有干凉化的趋势,但仍比现今暖湿。这种相对于6000aB.P.前暖湿气候的稍许干凉化,不仅还不足以对人类文化的发展产生不利影响,而且反而刺激了某些进步文化要素的产生,如大型祭祀遗址的出现;3)红山文化分布区位于我国北方的农牧交错地带。红山文化在经济上以农为主,畜牧、狩猎-采集并存。在该地区以北,还存在着以狩猎-采集为主要生产方式的富河文化,该文化与红山文化一度并存、相互影响。这种包含不同经济成分,又与其他文化相互交融的古文化,具有更强的生命力。导致红山文化飞跃的另一个重要事件是红山文化与仰韶文化的碰撞和融合。全新世中期的大暖期,为以农业为主要生产方式的仰韶文化北上提供了气候条件。而山西汾河谷地和太行山东麓都曾是仰韶文化多次北上的通道。大致6000～500