考古動物群埋藏學(xué)的經(jīng)典

考古動物群埋藏學(xué)的經(jīng)典

1影響考古動物群最終面的因素考古活動的群體往往與他們所代表的原始生活群體之間存在很大的差異。在考古遺址的形成過程中,許多自然因素,如:風(fēng)化、分解、溶解、壓實、石化以及動物搬運(yùn)、啃咬等都會對其中的動物骨骼產(chǎn)生程度不同的影響;化石采集、修理過程中所造成的動物骨骼的破碎或丟失也是影響考古動物群最終面貌的因素之一。此外,古人類的行為能力,如:對動物性資源的獲取方式、搬運(yùn)方式、加工方式等更是在考古動物群的形成過程中起到了獨(dú)特而重要的作用。需要特別指出的是,古生物學(xué)家和考古學(xué)家有時可能會對動物群組成中的不同種屬或不同解剖單元根據(jù)各自的學(xué)科特點(diǎn)加以取舍,例如對于許多20世紀(jì)70年代之前發(fā)掘出土的考古動物群而言,遺址中的長骨,尤其是那些沒有保留骨骺部位的碎骨通常都會被發(fā)掘者有意無意地忽視或丟棄。但是,最近20多年的埋藏學(xué)研究證明,考古動物群中的這些看似無足輕重的碎骨往往卻是埋藏學(xué)家推斷遺址形成過程及古人類行為能力的不可或缺的重要材料,是衡量考古動物群偏移程度大小的一個重要指標(biāo),并將最終影響考古遺址埋藏學(xué)解釋的準(zhǔn)確性與合理性。2考古遺址動物群偏移的特殊影響因素本文結(jié)合國內(nèi)外近期部分埋藏學(xué)研究的成果,以考古遺址中最為常見的幾種能夠?qū)е驴脊艅游锶浩频穆癫貙W(xué)過程為重點(diǎn),分析討論了它們在動物群形成過程中所起的作用及其可能的影響方式。2.1價值分布學(xué)的結(jié)果—流水搬運(yùn)與磨蝕過程水流以篩選方式作用于動物骨骼,較輕的骨骼單元可以搬運(yùn)至更遠(yuǎn)的地方,而那些相對較重的骨骼則會留在原地或者僅僅運(yùn)移較短的距離,從而改造了考古動物群的結(jié)構(gòu)與組成。流水搬運(yùn)作用的研究不僅能夠為古生態(tài)的恢復(fù)提供許多有價值的資料,比如:古水流的方向與速度的大小等,而且也有助于我們獲取水流對考古動物群的作用方式、影響程度等方面的信息,從而為遺址歷史的重建提供直接的科學(xué)依據(jù)。上世紀(jì)60年代末,美國古生物學(xué)家Voorhies進(jìn)行了動物骨骼的流水搬運(yùn)實驗,并且依據(jù)實驗結(jié)果成功建立了動物骨骼在搬運(yùn)作用下形成的三個不同的分選組合。一般情況下,在水流相對平穩(wěn)時,Voorhies的實驗結(jié)果將會具有較為廣泛的指導(dǎo)意義。但是,由于不同考古遺址形成時水動力條件方面存在的差異,動物骨骼的最終堆積面貌可能與Voorhies創(chuàng)立的水流分選組不盡一致,甚至有時會產(chǎn)生較大程度的偏離。例如,當(dāng)水流的速度特別大,或者為粘滯性流體(如泥石流)的時候,骨骼的搬運(yùn)方式可能會表現(xiàn)為同時運(yùn)動、混雜堆積,從而形成完全有別于正常情況下的搬運(yùn)組合,這時我們需要借助沉積物的粒度分析、動物骨骼的產(chǎn)狀及排列方式的觀察等對水流的影響程度加以衡量,進(jìn)而判定Voorhies建立的水流分選組是否繼續(xù)適用。在日本晚更新世Hanaizumi動物群的埋藏學(xué)分析中,研究者首先根據(jù)Voorhies的水流分選組(VoorhiesGroups)對遺址中的野牛骨骼單元(%MAU)進(jìn)行了合并分組(圖1)1,結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了明顯較多的肋骨之外,野牛骨骼單元的分布與Voorhie建立的水流分選組的特征并不吻合,似乎表明這是一個未曾接受流水改造的動物群。但是,進(jìn)一步的研究分析卻為我們提供了另外一個完全不同的結(jié)論——由于野牛的體型大小與斑馬較為接近,因此研究者又將野牛的骨骼單元分布與斑馬的飽和重量指數(shù)(SaturatedWeightIndex)重新進(jìn)行了對比分析(圖2),結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在顯著的負(fù)相關(guān)性(rs=-0.499,N=18,P=0.035),說明水流的搬運(yùn)作用是遺址中野牛骨骼堆積的主導(dǎo)因素。Hanaizumi動物群中高達(dá)38%的具磨蝕痕的骨骼比例同樣驗證了這一結(jié)論的可靠性。在周口店第一地點(diǎn)用火問題的研究方面,水流搬運(yùn)作用的分析同樣起到了非常重要的作用。在Weiner等人發(fā)表的研究報告中,他們承認(rèn)了北京猿人遺址中燒骨的存在,但是卻堅持認(rèn)為這些燒骨是在洞外燃燒后由低能量的流水作用帶入洞內(nèi)的。有意思的是,Weiner等人從遺址堆積物中采集到的大型和小型動物骨骼中的燒骨比例分別為12%和5%,這一特點(diǎn)和有確切人工用火記錄的洞穴遺址中的相應(yīng)比例一致,而不是低能量流水分選后洞內(nèi)可能具有的小型動物的燒骨比例相對較大的組合特點(diǎn)(因為微弱的水動力條件很難將大型動物的骨骼搬運(yùn)入洞)。顯然,Weiner等人在專注于堆積物理化特征研究的同時卻有意無意地“忽視”了最基本的水流搬運(yùn)作用的分析。在搬運(yùn)分選之外,較長期的水流作用還可以在動物骨骼表面產(chǎn)生明顯的磨蝕痕跡。盡管另外的一些埋藏學(xué)過程如植物的根系、土壤的化學(xué)作用以及哺乳動物的踐踏或啃咬等都能夠在骨骼表面造成與流水作用較為相似的溝槽狀的痕跡,但是,借助現(xiàn)代埋藏學(xué)的研究成果,我們依然能夠較為準(zhǔn)確地判斷不同埋藏過程的各自特點(diǎn)。以流水作用為例,它所產(chǎn)生的改造痕跡往往散布于骨骼的整個表面,而其他埋藏學(xué)過程所造成的影響卻大都局限于骨骼的某些特定部位。此外,流水作用產(chǎn)生的磨蝕痕跡,在其輪廓、橫截面形態(tài)等方面也明顯有別于其他埋藏過程。本文第二作者等人在近期完成的一項研究中發(fā)現(xiàn),日本Hanaizumi遺址中的野牛骨骼上分布有大量淺而散漫分布的條紋狀痕跡,顯示了水流磨蝕的典型特點(diǎn),說明這些動物骨骼曾經(jīng)沿著Kinryu河的砂質(zhì)河床被搬運(yùn)了一定的距離(圖3—4)。在上述例子中,流水搬運(yùn)作用的研究為我們提供了充足的考古學(xué)證據(jù),表明Hanaizumi是一個異地埋藏的動物群。因此,在對這一動物群進(jìn)行其他考古學(xué)研究時(例如:骨骼表面痕跡及骨骼單元分布的研究)就必須考慮到這一因素所導(dǎo)致的古人類行為信息的相應(yīng)缺失,比如人工切割痕比例的降低以及部分骨骼單元統(tǒng)計數(shù)的減小(MNE或MAU)等,因為這些因流水搬運(yùn)而不同程度缺失的原始信息往往卻是反映古人類對肉食性資源的獲取、加工及搬運(yùn)方式的重要來源。在考古動物群的偏移研究中,水流作用的另一可能方式同樣具有十分重要的考古學(xué)意義。埋藏學(xué)的實驗研究發(fā)現(xiàn),水流的磨蝕作用有時甚至能夠抹消掉骨骼表面的許多早期改造痕跡。在水中經(jīng)歷了5個小時的翻滾之后,骨骼表面的所有可鑒定的痕跡(例如:食肉動物的咬痕、人工砸擊痕、切割痕等),無論是在宏觀或微觀的水平上都可能被流水作用消磨殆盡。這一現(xiàn)象表明,考古動物群中具切割痕的標(biāo)本比例往往會明顯低于肢解實驗或民族學(xué)調(diào)查中的相應(yīng)數(shù)值。因此,在進(jìn)行考古動物群骨骼表面痕跡研究的時候,我們應(yīng)當(dāng)盡量避免考古遺址與實驗數(shù)據(jù)的簡單類比。在這一方面,國外部分學(xué)者似乎還沒有足夠充分的認(rèn)識,他們往往依據(jù)考古動物群與實驗數(shù)據(jù)或民族考古學(xué)研究中的相應(yīng)比例的對比而對考古遺址的形成過程、古人類的行為能力等做出過于簡單的解釋與推斷,如Binford等人對周口店第一地點(diǎn)及KlaiserRiverMouth的研究等。2.2考古遺址中的動物軟骨風(fēng)化作用是考古遺址中能夠經(jīng)常觀察到的另外一種埋藏過程,是導(dǎo)致考古動物群產(chǎn)生偏移的另一常見因素。20世紀(jì)70年代,Behrensmeyer曾經(jīng)在非洲的肯尼亞等地對動物尸體的風(fēng)化過程進(jìn)行了長期的跟蹤觀察,并據(jù)此建立了動物骨骼的6個風(fēng)化階段。Behrensmeyer的這一方案依然是現(xiàn)在考古動物群研究中最為常用的埋藏學(xué)準(zhǔn)則之一。目前,動物骨骼風(fēng)化程度的觀察與研究已經(jīng)發(fā)展成為埋藏學(xué)研究中的一個基本研究手段,它不僅能夠為我們提供考古遺址使用強(qiáng)度和持續(xù)占有時間等方面的分析依據(jù),而且也有助于古人類行為能力及生存模式的進(jìn)一步分析。比如,Gifford及Behrensmeyer等學(xué)者認(rèn)為,如果某一考古遺址中的所有動物骨骼都顯示了較為一致的風(fēng)化特征,那么這一動物群可能就是一個災(zāi)難性的死亡事件所致;相反,如果遺址中的動物骨骼的風(fēng)化程度存在較為顯著的差異,那么這一動物群則有可能是損耗性死亡的結(jié)果,因為逐漸發(fā)生的死亡事件(如饑餓、疾病、意外事件、古人類或食肉動物的獵捕等)相對緩慢地將一個又一個的動物骨骼帶入了考古遺址中,從而造成了不同動物骨骼風(fēng)化程度的明顯差異。因此,在考古遺址的研究中,骨骼風(fēng)化程度與某些動物種類(如古人類獵取的鹿、牛、馬等草食類動物)死亡年齡分布情況的結(jié)合就可以更為準(zhǔn)確地反映出遺址中該類別動物的原始死亡群特征(災(zāi)難性死亡事件或損耗性死亡事件),進(jìn)而也將有利于古人類行為能力與狩獵策略的分析研究(即狩獵能力、方式的差異以及對于不同年齡段獵物的選擇策略等)。當(dāng)然,考古動物群的形成原因是相當(dāng)復(fù)雜的,因此對其風(fēng)化程度的觀察與解釋也就需要更為謹(jǐn)慎的態(tài)度。Potts曾經(jīng)列舉了四種能夠造成考古遺址中動物骨骼出現(xiàn)差異性風(fēng)化的可能原因:1)由于不同骨骼單元風(fēng)化速率的不同所致:2)由于不同的埋藏情況所致;3)由于骨骼在被搬運(yùn)至聚集區(qū)域之前的原始風(fēng)化程度的差異所致;4)由于新鮮的骨骼被后期帶入遺址所致。這幾種情況都是我們研究骨骼風(fēng)化作用時必須加以考慮的問題。Shipman研究發(fā)現(xiàn),體積較小的骨骼更易于被四足動物踩壓至地面之下;對于那些體積相對較大的骨骼單元而言,動物的踩踏行為則僅僅局限于能夠?qū)⑵渫埔浦僚赃叺妮^近位置。因此,她認(rèn)為,對于同一個體而言,頭骨等較大的骨骼單元應(yīng)該表現(xiàn)出更為強(qiáng)烈的風(fēng)化特征,因為它們相對而言難以在短期內(nèi)就被堆積物所掩埋。此外,在鬣狗等食肉動物的巢穴中,由于洞穴的相對封閉環(huán)境有效地抑制了骨骼的風(fēng)化過程,因此從中發(fā)現(xiàn)的較為新鮮的動物骨骼有可能是洞穴的主人在數(shù)年甚至更長的時間內(nèi)逐漸聚集的。上述學(xué)者的研究結(jié)果不僅證明了風(fēng)化過程的復(fù)雜性與多樣性,同時也提醒我們,在進(jìn)行考古動物群研究時,骨骼風(fēng)化程度分析與其他埋藏學(xué)手段的結(jié)合可以產(chǎn)生更為可靠的考古學(xué)結(jié)論。最近我們完成的山頂洞遺址的埋藏學(xué)分析清楚地顯示了骨骼風(fēng)化程度的觀察及對比在考古動物群研究中的重要作用。在這一研究中,通過對下窨和下室動物骨骼風(fēng)化程度的對比觀察、分析,我們發(fā)現(xiàn)從下窨出土的動物化石,無論是肉食類還是鹿類其風(fēng)化程度都要明顯小于下室的相應(yīng)種類,因此可以推斷下窨的動物骨骼要比下室的埋藏速度更快一些(圖5—7)。這一結(jié)論與我們得到的其他埋藏學(xué)證據(jù)相結(jié)合,表明下窨可能確如裴文中先生早年所推測的那樣只是一個天然的陷阱2。2.3從遺跡的斷面特征看豐富的人類結(jié)構(gòu)20世紀(jì)40～60年代,Dart在其發(fā)表的一系列有關(guān)南方古猿的文章中都提到了螺旋狀斷骨的問題。Dart認(rèn)為,斷面形態(tài)為螺旋狀的動物骨骼是古人類有意識地對其進(jìn)行砍砸以取食骨髓或制作“骨器”的結(jié)果。此后,越來越多的學(xué)者開始致力于動物骨骼在不同埋藏條件下的破裂特征的研究。埋藏學(xué)界目前已經(jīng)廣泛認(rèn)同,除了人類行為之外,還有許多其他的埋藏學(xué)過程(如食肉動物的撕咬、四足動物的踐踏、沉積物的壓實以及自然條件下的風(fēng)化等)都可以在考古動物群中產(chǎn)生類似的改造痕跡。本文第一作者發(fā)現(xiàn),遼寧朝陽馬山洞出土的部分動物骨骼表現(xiàn)出了典型螺旋狀斷裂的特點(diǎn)。但是,從上述骨骼斷面極為新鮮的顏色判斷,毫無疑問它們是在發(fā)掘的過程中由于人工踩踏或發(fā)掘工具的碰擊而發(fā)生斷裂的。由此可見,即便是部分石化的動物骨骼同樣也能產(chǎn)生螺旋狀的斷裂面。顯然,對于孤立的螺旋狀斷骨而言,我們不僅無法確認(rèn)其“工具”的屬性,甚至也不能由此而簡單判定其發(fā)生斷裂時的自然狀態(tài)(新鮮、干燥或已石化)。實際上,早在上世紀(jì)30年代,作為我國埋藏學(xué)研究先驅(qū)的裴文中先生就已明確指出,骨骼遭受偶然的撞擊或地層中的重力擠壓,必然會失去其最脆弱的部分,而且“這種種斷裂不可避免地會產(chǎn)生形狀相似的碎骨”,因此,“在確認(rèn)骨化石上的史前人類的加工痕跡之前,一定要非常謹(jǐn)慎”?？上У氖?此后部分考古遺址的碎骨研究者并沒有充分意識到這一問題的復(fù)雜性,從而人為地造成了一些不必要的混亂。在螺旋狀斷骨的研究方面,還有一個需要注意的問題——Shipman等人研究發(fā)現(xiàn),此前埋藏學(xué)家所描述的“螺旋狀斷骨”中至少包含了兩種不同性質(zhì)的斷裂。Johnson同樣注意到了這兩種斷裂形式之間的重要差別,并將第一種類型稱為“水平張性斷裂”,認(rèn)為它是在骨骼已經(jīng)干燥的情況下產(chǎn)生的,另外一種Johnson則稱之為“真正的螺旋狀斷裂”,認(rèn)為這是骨骼處于新鮮狀態(tài)時才可以產(chǎn)生的一種斷裂特征。埋藏學(xué)的實驗研究同樣證明了上述學(xué)者的觀點(diǎn):在外界壓力超過骨骼自身彈性極限的條件下,濕的或新鮮的骨骼會發(fā)生斷裂,并且往往能夠產(chǎn)生“真正的螺旋狀斷裂”,而那些已經(jīng)干燥或石化的動物骨骼則更多地表現(xiàn)為橫向或縱向的斷裂,盡管它們偶爾也會形成螺旋狀的斷面。在研究法國Fontbregoua、Bezouce、Sarrians等史前遺址中的人類骨骼時,Villa和Mahieu詳細(xì)觀察并對比了骨骼的斷裂面形狀(橫向、螺旋狀等)、骨骼表面與斷裂面之間的夾角(垂直或傾斜)、骨干的圓周指數(shù)(最大圓周大于或小于原始骨干圓周長的1/2等)、斷裂面質(zhì)地(光滑或呈鋸齒狀)等多個形態(tài)指征在各遺址中的分布情況。Villa和Mahieu認(rèn)為,僅僅依據(jù)骨骼的某一個斷裂特征很難得出具有說服力的結(jié)論;但是若干此類特征的結(jié)合就可以判斷骨骼斷裂時的自然屬性(新鮮或已干燥)。Johnson等同樣認(rèn)為,確定骨骼的破裂動因需要研究骨骼破裂面的一系列特征,而不僅僅是依據(jù)“螺旋狀斷裂”這樣的孤立性狀。簡而言之,對于考古遺址中的大量碎骨而言,某些孤立的觀察屬性,如“螺旋狀斷裂面”的存在并不能表明古人類行為的存在,但是,多個破裂特征的綜合觀察和統(tǒng)計研究卻能夠為我們提供完整動物骨骼可能永遠(yuǎn)都無法提供的埋藏學(xué)、考古學(xué)方面的許多重要信息(如:古人類的敲骨吸髓行為、制作骨質(zhì)工具的能力等)。在我國舊石器時代的許多遺址(如金牛山、許家窯、馬鞍山、王府井等)中,動物碎骨的大量存在都是十分引人注目的一個現(xiàn)象。但是,這些碎骨的具體成因卻可能存在著較大的差異,它們或是古人類制造工具、敲骨吸髓的行為所致,或是食肉動物、嚙齒類動物的破壞而成,甚至也不排除風(fēng)化作用、成巖作用的后期影響。對于上述考古動物群而言,碎骨特征的全面觀察與研究將是解決遺址形成過程乃至古人類行為方式的一個必不可少的重要手段。2.4特殊的化學(xué)腐蝕作用現(xiàn)代埋藏學(xué)研究發(fā)現(xiàn),許多植物的根系都可以分泌腐殖酸,從而在動物骨骼表面產(chǎn)生樹枝狀或蠕蟲狀的腐蝕溝痕。具有類似特征的淺溝也可以由那些與植物根系分解相聯(lián)系的微生物而產(chǎn)生,后者所分泌的酸性物質(zhì)同樣能夠?qū)游锕趋喇a(chǎn)生腐蝕作用。早在上世紀(jì)30年代,裴文中先生就已指出,植物根系造成的骨骼的腐蝕痕跡別有特色,因此不會同人類的加工痕跡相混淆。國外學(xué)者對植物根系腐蝕特征的微觀研究同樣表明,這些痕跡一般都呈寬而彎曲、底部平坦而截面呈“U”形的溝槽,顯然有別于相對窄而直且橫截面為“V”形的人工切割痕。此外,植物根系的腐蝕痕跡也可以同酸性圍巖以及消化道的腐蝕痕跡加以區(qū)別,因為它們產(chǎn)生的往往是明顯有別于后者的較為孤立的淺溝或凹槽。在動物骨骼埋藏之后,周圍堆積物中的多種化學(xué)物質(zhì)同樣會對骨骼施加影響,從而使其沾染上其他的顏色。在較為強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕作用下,某些骨骼的表面也能夠產(chǎn)生一些溝槽狀的侵蝕痕跡,有時甚至可能被誤認(rèn)為遠(yuǎn)古人類的繪畫藝術(shù)。需要特別注意的是,生物或化學(xué)腐蝕作用能夠在骨骼表面形成類似肉食類動物齒痕的改造特點(diǎn),從而可能導(dǎo)致對考古動物群認(rèn)知的較大偏移。非洲早期人類遺址的埋藏學(xué)研究是一個很好的例子。在早期人類行為能力的研究上,狩獵與食腐的爭論是最近幾十年埋藏學(xué)界的焦點(diǎn)性問題之一。目前比較流行的一種假說就是Blumenschine等人所倡導(dǎo)的“三階段模式”。在這一模式中,肉食動物如大型貓科動物等是遺址中草食性動物資源的最早獲取者和利用者,緊隨其后的是早期人類,在古人類之后對這些動物骨骼再次進(jìn)行利用和改造的則是另外一些肉食類動物如鬣狗等。顯然,它將人類放在了食腐這一生態(tài)位,其依據(jù)主要源于Blumenschine等人對FLKZinj遺址中動物骨骼上的肉食類動物齒痕分布情況的統(tǒng)計結(jié)果。但是,由于埋藏環(huán)境的干擾,動物骨骼上的齒痕往往可能包含了一些生物或化學(xué)作用的成份。國外