1、 第 27卷 第 6期2007年 11月 第 四 纪 研 究QUATERNARY SC IENCES Vol. 27, No. 6November, 2007文 章 编 号 1001 - 7410 (2007) 06 - 922 - 23泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 定 年 与 早 期 人 类 演 化 3朱 日 祥 邓 成 龙 潘 永 信(中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所 岩 石 圈 演 化 国 家 重 点 实 验 室 , 北 京 100029)摘 要 主 要 评 述 了 近 年 来 泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 学 的 研 究 进 展 ,包 括 建 立
2、泥 河 湾 组 的 磁 性 地 层 年 代 格 架 、 厘 定 泥河 湾 动 物 群 的 时 代 和 确 定 华 北 地 区 早 期 人 类 活 动 年 代 序 列 。 研 究 表 明 : 第 一 ,泥 河 湾 组 河 湖 相 沉 积 序 列 记 录 了 高斯 正 极 性 时 末 期 以 来 的 地 磁 极 性 特 征 (松 山 和 布 容 极 性 时 ) ,即 沉 积 时 代 始 于 约 216Ma。 早 期 人 类 至 少 在 11660178Ma期 间 的 大 约 90万 年 的 时 间 内 长 期 持 续 地 占 据 高 纬 度 的 泥 河 湾 盆 地 。 泥 河 湾 动 物 群 (包
3、 括 广 义 和 狭 义 )的时 代 为 210 018Ma。 第 二 ,华 北 地 区 早 期 人 类 已 经 能 够 适 应 东 亚 高 纬 度 地 区 冬 季 风 增 强 、 夏 季 风 减 弱 和 干 旱 化 趋势 增 强 的 复 杂 环 境 变 化 ,尤 其 能 适 应 中 更 新 世 气 候 转 型 前 后 中 国 北 方 多 变 而 且 不 稳 定 气 候 条 件 和 生 态 环 境 。 因此 ,气 候 和 生 态 环 境 的 多 变 性 与 不 稳 定 性 是 促 进 人 类 进 化 的 重 要 因 素 。 第 三 ,早 期 人 类 走 出 非 洲 以 后 ,可 能 沿 不 同
4、的 路 径 并 以 较 快 的 速 度 扩 散 到 东 亚 地 区 。 向 南 越 过 印 度 尼 西 亚 的 赤 道 地 区 ,向 北 至 少 扩 散 到 40 N的 泥 河 湾 盆 地 。主 题 词 泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 学 岩 石 磁 学 旧 石 器 遗 址 泥 河 湾 动 物 群 早 期 人 类 演 化中 图 分 类 号 P534. 63, P539. 3, K871. 11 文 献 标 识 码 A第 一 作 者 简 介 :朱 日 祥 男 52岁 研 究 员 、 中 国 科 学 院 院 士 固 体 地 球 物 理 专 业 E2mail: rxzhumail1iggcas1
5、ac1cn3 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (批 准 号 : 40221402和 40325011)和 中 国 科 学 院 创 新 团 队 研 究 计 划 资 助2007 - 08 - 01收 稿 , 2007 - 08 - 10收 修 改 稿1 引 言泥 河 湾 盆 地 在 第 四 纪 地 质 学 、 古 生 物 学 、 古 地 磁学 、 旧 石 器 考 古 学 以 及 早 期 人 类 演 化 等 研 究 领 域 都在 世 界 上 占 有 举 足 轻 重 的 地 位 。 它 位 于 华 北 平 原 与内 蒙 古 高 原 的 过 渡 地 带 ,盆 地 内 (尤 其 是 在 盆 地 东
6、部 )发 育 了 良 好 的 晚 新 生 代 地 层 (图 1和 图 2)并 含有 丰 富 的 哺 乳 动 物 化 石 和 旧 石 器 遗 址 (图 3) 1 8 。Barbour 1 将 这 套 地 层 命 名 为 “ 泥 河 湾 层 (N ihewanBeds) ” 。 随 后 , Teilhard和 Piveteau出 版 了 泥 河 湾哺 乳 动 物 化 石 专 著 4 ,全 面 报 道 了 有 关 泥 河 湾 哺乳 动 物 群 的 研 究 成 果 ,并 首 次 提 出 在 泥 河 湾 盆 地 存在 早 期 人 类 活 动 的 可 能 性 。 从 此 以 后 ,泥 河 湾 盆 地一 直
7、 是 研 究 中 国 北 方 第 四 纪 地 质 与 环 境 、 新 旧 石 器和 早 期 人 类 演 化 的 一 个 关 键 地 区 。然 而 ,中 国 晚 新 生 代 含 旧 石 器 或 早 期 人 类 化 石的 地 层 ,尤 其 是 泥 河 湾 盆 地 沉 积 物 中 缺 乏 适 合 进 行同 位 素 精 确 定 年 的 材 料 ,致 使 该 盆 地 内 诸 多 旧 石 器地 点 的 年 代 问 题 一 直 存 在 争 议 , 磁 性 地 层 学(magnetic stratigraphy)因 其 有 效 性 而 成 为 首 选 ,甚至 是 惟 一 的 定 年 方 法 。 磁 性 地 层
8、 学 是 根 据 岩 石 和 沉积 物 的 磁 性 特 征 来 划 分 、 对 比 地 层 的 一 门 地 层 学 分支 学 科 9 。 狭 义 的 磁 性 地 层 学 指 的 是 磁 极 性 地 层学 (magnetic polarity stratigraphy) ,它 是 利 用 地 磁 场的 非 周 期 性 倒 转 在 岩 石 和 沉 积 物 中 的 记 录 来 划 分 对比 地 层 。 需 要 指 出 的 是 ,现 今 广 义 的 磁 性 地 层 学 并不 完 全 是 基 于 岩 石 和 沉 积 物 的 单 一 磁 性 质 (即 地 磁极 性 倒 转 ) ,而 是 以 磁 极 性 地
9、 层 学 为 主 ,综 合 多 种 磁学 参 数 , 例 如 , 岩 石 磁 性 地 层 学 ( rock magneticstratigraphy)、 长 期 变 地 层 学 ( secular variationstratigraphy)、 地 磁 场 古 强 度 地 层 学 ( paleointensitymagnetic stratigraphy)等 ,并 结 合 岩 石 地 层 学 、 生 物 地层 学 、 化 学 地 层 学 、 气 候 地 层 学 等 资 料 来 对 地 层 进 行划 分 和 对 比 9, 10 。泥 河 湾 层 的 磁 性 地 层 学 工 作 始 于 20世 纪
10、 70年代 11 ,早 期 的 磁 性 地 层 学 工 作 基 本 上 是 围 绕 测 定 小长 梁 和 东 谷 坨 两 个 著 名 旧 石 器 遗 址 的 年 代 和 研 究 古泥 河 湾 湖 的 沉 积 历 史 进 行 的 11 13 。 近 年 来 ,由 于 对陆 相 沉 积 物 剩 磁 复 杂 性 和 记 录 地 磁 场 信 息 不 确 定 性等 基 本 问 题 认 识 的 深 入 ,并 将 磁 极 性 地 层 学 与 岩 石磁 性 地 层 学 、 岩 石 地 层 学 和 生 物 地 层 学 相 结 合 ,对 泥河 湾 盆 地 复 杂 沉 积 物 的 古 地 磁 定 年 取 得 了 重
11、 要 突破 ,盆 地 内 一 系 列 著 名 旧 石 器 遗 址 的 年 代 相 继 得 到了 确 定 8, 10, 14 18 ,同 时 为 建 立 泥 河 湾 盆 地 的 地 层 学格 架 、 探 索 高 纬 度 地 区 早 期 人 类 演 化 与 环 境 变 化 的关 系 提 供 了 坚 实 的 年 代 框 架 。6期 朱 日 祥 等 :泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 定 年 与 早 期 人 类 演 化 923 图 1 泥 河 湾 盆 地 东 部 的 阳 原 盆 地 和 蔚 县 盆 地 地 貌 图 以 及 本 文 提 到 的 主 要 剖 面左 侧 的 彩 色 柱 标 代 表 海 拔
12、高 度1. 花 豹 沟 2. 红 崖 3. 大 南 沟 、 东 窑 子 头 4. 洞 沟 5. 小 长 梁 、 大 长 梁 6. 东 谷 坨 、 马 梁 、 飞 梁7. 郝 家 台 8. 马 圈 沟 、 半 山 9. 下 沙 沟 10. 岑 家 湾 11. 虎 头 梁Fig. 1 Schematic map showing the Yangyuan and Yuxian sub2basins of the eastern N ihewan Basin,the sections( solid circles) mentioned in this paper, and the Youfang fa
13、ult( dashed line)图 2 ( a)泥 河 湾 盆 地 东 部 的 地 形 地 貌 特 征 8 ,以 及 小 长 梁 遗 址 、 大 长 梁 遗 址 、 马 圈 沟 剖 面 和 郝 家 台 剖 面 的 位 置 ; ( b)马 圈 沟剖 面 ,以 及 半 山 、 MJG2 和 MJG2 旧 石 器 遗 址 的 位 置 ; ( c)小 长 梁 遗 址 附 近 泥 河 湾 组 湖 相 沉 积 物 与 下 伏 基 岩 之 间 的 断 层(油 房 断 层 )接 触 关 系 ; ( d)郝 家 台 剖 面Fig. 2 ( a) Terrain of the eastern N ihewan
14、Basin 8 , showing the app roximate location of the Xiaochangliang and DachangliangPaleolithic sites, and the Majuangou and Haojiatai sections. ( b) Outcrop of the Majuangou section, showing the location of theBanshan, MJG2 and MJG2 Paleolithic sites. ( c) A close view of the contact between the N ih
15、ewan lacustrine sediments and theYoufang down fault just below the Xiaochangliang Paleolithic site. ( d) Outcrop of the Haojiatai section924 第 四 纪 研 究 2007年图 3 MJG2 旧 石 器 遗 址 文 化 层 8 ( a)文 化 层 的 俯 视 图 ,可 见 原 地 保 存 的 石 制 品 和 哺 乳 动 物 骨 骼 化 石 以 及 保 存 完 好 的 由 于 大 型 动 物 (如 大 象 )踩 踏 而 在 沉 积 物 表 面 留 下 的 凹
16、坑( b)遗 址 的 一 角 ,可 以 清 楚 地 观 察 到 石 制 品 (图 中 的 白 色 标 签 )和 部 分 大 象 肋 骨 的 空 间 位 置 关 系 ( c)出 土 的 石 锤 ,箭 头 指 示 人 工 打 击 留 下 的痕 迹 (标 尺 长 度 为 1 cm) ( d)出 土 的 哺 乳 动 物 化 石 ,箭 头 指 示 人 工 打 击 留 下 的 疤 痕 (标 尺 长 度 为 1cm)Fig. 3 ( a)Overview of the oldest excavated archeological stratum atMajuangou, MJG2 , with in sit
17、u stone artifacts and fossilized bonesp reserved on an animal2tramp led surface. Objects left in p lace occurred at the base of the 502cm2thick grayish2black silty clay layer,evident at the base of the excavation wall. ( b) A portion of the MJG2 archeological excavation showing the spatial associati
18、on betweenstone artifacts( small white tags) and the large ribs of a partial elephant skeleton p reserved at the base of the layer. ( c) Hammerstoneexcavated from MJG2 ; arrow indicates the main battered end. Scale bar, 1cm. ( d) Two mammalian long2bone shaft fragments withimpact notches and flake s
19、cars( arrows) typ ical of tool percussion damage (MJG2 ). Scale bars, 1cm. A ll p ictures are from Zhu et al. 8 2 泥 河 湾 盆 地 沉 积 物 的 岩 石 磁 学 和退 磁 实 验 分 析岩 石 磁 学 是 古 地 磁 学 、 磁 性 地 层 学 和 环 境 磁 学研 究 的 基 础 19 ,深 入 的 岩 石 磁 学 研 究 是 获 取 可 靠 的古 地 磁 数 据 的 重 要 前 提 。 由 于 泥 河 湾 盆 地 沉 积 过 程复 杂 ,沉 积 物 剩 余 磁 性 较 弱
20、,磁 性 矿 物 的 来 源 、 成 分和 粒 度 组 合 复 杂 多 样 。 因 此 ,在 进 行 古 地 磁 学 研 究之 前 ,我 们 先 对 泥 河 湾 盆 地 沉 积 物 进 行 了 系 统 的 岩石 磁 学 研 究 。 本 节 以 飞 梁 剖 面 为 例 ,论 述 沉 积 物 的磁 化 率 随 温 度 变 化 (子 - T曲 线 )、 等 温 剩 磁 ( IRM )获 得 曲 线 和 磁 滞 回 线 等 岩 石 磁 学 性 质 ,再 以 小 长 梁和 洞 沟 剖 面 为 例 ,讨 论 沉 积 物 的 磁 组 构 特 征 ,然 后 讨论 沉 积 物 的 系 统 退 磁 特 征 。 -
21、 T曲 线 用 捷 克 Agico公 司 生 产 的 KLY - 3卡帕 桥 测 量 ,温 度 控 制 系 统 为 CS - 3,在 氩 气 环 境 中 加热 。 图 4所 示 飞 梁 剖 面 的 所 有 样 品 在 加 热 到 585左 右 时 磁 化 率 都 急 剧 降 低 ,显 示 了 磁 铁 矿 的 居 里 温度 。 部 分 样 品 的 加 热 曲 线 在 300 500 时 磁 化 率 降低 一 般 是 磁 赤 铁 矿 分 解 为 赤 铁 矿 的 信 号 (见 图 4 a和 4d 4f)。 弱 磁 性 的 赤 铁 矿 在 - T曲 线 的 特 征通 常 会 被 强 磁 性 的 磁 铁
22、 矿 或 磁 赤 铁 矿 的 贡 献 所 掩 盖而 变 得 很 不 明 显 。 大 多 数 样 品 的 冷 却 曲 线 都 显 示 出磁 铁 矿 的 特 征 并 伴 随 着 磁 化 率 的 显 著 升 高 (见图 4a 4d和 4f) ,这 主 要 由 含 铁 硅 酸 盐 /粘 土 矿 物在 加 热 过 程 中 转 化 成 磁 铁 矿 引 起 。磁 滞 参 数 (包 括 饱 和 剩 磁 M rs ,饱 和 磁 化 强 度 M S ,矫 顽 力 B c 和 剩 磁 矫 顽 力 B cr )、 IRM获 得 曲 线 及 其 在反 向 场 中 的 退 磁 用 美 国 普 林 斯 顿 仪 器 公 司
23、生 产 的M icroMag 2900型 变 梯 度 磁 力 仪 测 量 。 图 5所 示 的 飞6期 朱 日 祥 等 :泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 定 年 与 早 期 人 类 演 化 925 图 4 飞 梁 剖 面 典 型 样 品 的 磁 化 率 随 温 度 变 化 ( - T)曲 线实 线 表 示 加 热 曲 线 ,虚 线 表 示 冷 却 曲 线Fig. 4 Temperature2dependence of magnetic suscep tibility of selected samp les of theFeiliang section in the N ihewan Ba
24、sin. Thick ( dotted) lines rep resent heating( cooling) cycles图 5 飞 梁 剖 面 典 型 样 品 的 等 温 剩 磁 ( IRM )获 得 曲 线 及 其 反 向 场 退 磁 曲 线Fig. 5 Isothermal remanent magnetization ( IRM ) acquisition curves and coercivity spectra of IRMfor selected samp les of the Feiliang section in the N ihewan Basin梁 剖 面 典 型 样
25、品 有 相 似 的 IRM获 得 曲 线 ,在 013T时已 获 得 了 饱 和 剩 磁 的 95% 99%,并 且 在 约 013015T以 上 时 ,磁 滞 回 线 闭 合 (图 6a和 6d 6f)。 这 些特 征 说 明 沉 积 物 的 剩 磁 载 体 主 要 是 低 矫 顽 力 的 磁 性矿 物 ,结 合 - T曲 线 (见 图 4) ,可 以 确 定 这 种 矿 物 是磁 铁 矿 。 但 是 ,一 些 样 品 显 示 出 很 低 的 S 比 值(S 2ratio) 20 (见 图 5 b 和 5c )以 及 细 腰 磁 滞 回 线(图 6b和 6c) ,说 明 样 品 中 存 在
26、矫 顽 力 差 别 很 大 的 磁组 分 21, 22 。 上 文 已 经 确 定 低 矫 顽 力 组 分 主 要 为 磁 铁矿 ,对 于 高 矫 顽 力 磁 组 分 ,结 合 样 品 的 热 退 磁 特 征 (见下 文 ) ,可 以 确 定 为 赤 铁 矿 。 大 部 分 样 品 的 剩 磁 比(M rs /M S )和 矫 顽 力 比 (B cr /B c )在 Day氏 图 23 上 的 投926 第 四 纪 研 究 2007年图 6 飞 梁 剖 面 典 型 样 品 顺 磁 校 正 后 的 磁 滞 回 线外 加 场 为 115TFig. 6 Hysteresis loop s for r
27、ep resentative samp les of the Feiliang section after slope correctionfor paramagnetic contribution. The hysteresis loop s were measured in fields up to 115T图 7 小 长 梁 ( a, c)和 洞 沟 ( b, d)剖 面 的 磁 化 率 各 向 异 性( a, b)磁 线 理 (L)和 磁 面 理 ( F)的 关 系 ( c, d)最 大 磁 化 率 主 轴 Kmax (方 块 )和 最 小 磁 化 率 主 轴 Km in (圆 圈 )
28、的 投 影Fig. 7 Anisotropy of magnetic suscep tibility(AMS) data for samp les of the Xiaochangliang( a, c) and Donggou ( c, d) sections.( a, b) magnetic lineation (L ) versus magnetic foliation ( F). ( c, d) Projection of axes of Kmax ( squares) and Km in (circles)6期 朱 日 祥 等 :泥 河 湾 盆 地 磁 性 地 层 定 年 与 早 期
29、 人 类 演 化 927 影 主 要 落 在 假 单 畴 (PSD)区 域 ,说 明 沉 积 物 中 磁 铁 矿的 平 均 粒 度 主 要 在 PSD范 围 内 。 对 于 这 些 磁 性 矿物 ,磁 铁 矿 主 要 来 源 于 泥 河 湾 盆 地 周 围 高 地 侵 蚀 产 生的 碎 屑 成 因 磁 铁 矿 15 ,赤 铁 矿 主 要 来 源 于 中 国 西 北部 的 黄 土 高 原 或 沙 漠 地 区 通 过 化 学 风 化 作 用 形 成 的赤 铁 矿 24, 25 ,磁 赤 铁 矿 可 能 由 沉 积 后 磁 铁 矿 经 过 低温 氧 化 形 成 ,也 可 能 是 来 自 中 国 西
30、北 部 的 黄 土 高 原 或沙 漠 地 区 由 成 土 作 用 形 成 的 磁 赤 铁 矿 25 27 。图 8 泥 河 湾 盆 地 沉 积 物 典 型 样 品 的 系 统 退 磁 结 果 正 交 投 影 图实 心 和 空 心 圆 圈 分 别 表 示 水 平 面 和 垂 直 面 的 投 影 ; NRM为 天 然 剩 磁( a, b)飞 梁 剖 面 样 品 16 ( c, d)大 长 梁 剖 面 样 品 15 ( e, f)东 谷 坨 剖 面 样 品 17 ( a e)热 退 磁 ,图 中 的 数 字 表 示 退 磁 温 度 ( ) ( f)混 合 退 磁Fig. 8 O rthogonal
31、p rojections of p rogressive demagnetization for selected samp les of the Feiliang 16 ( a, b) , Dachangliang 15 ( c, d)and Donggutuo 17 ( e, f) sections. The solid (open) circles rep resent the horizontal( vertical) p lanes. The numbers referto the temperatures in ( a f) or app lied fields in mT( f)
32、. NRM is the natural remanent magnetization磁 化 率 各 向 异 性 ( anisotropy of magnetic suscep ti2bility, 简 称 AMS)用 捷 克 Agico公 司 生 产 的 KLY23 s旋 转 卡 帕 桥 测 量 ,每 个 样 品 测 量 15个 方 向 ,然 后 根据 Jelinek 方 法 28 计 算 每 个 样 品 的 磁 化 率 张 量( suscep tibility tensor)。 为 了 避 免 加 热 后 磁 组 构 发 生变 化 , AMS测 量 在 退 磁 之 前 完 成 。 图 7a
33、和 图 7b为小 长 梁 和 洞 沟 剖 面 的 AMS测 量 结 果 ,显 示 磁 线 理(L )小 于 磁 面 理 ( F ) ,说 明 磁 化 率 椭 球 以 扁 圆 形(oblate)为 主 ; 绝 大 部 分 最 小 磁 化 率 主 轴 ( Km in )接近 垂 直 于 沉 积 层 面 而 且 分 布 集 中 ,而 最 大 磁 化 率 主轴 ( Kmax )以 很 浅 的 倾 角 为 特 征 (图 7c和 7d)。 其 中小 长 梁 剖 面 最 小 磁 化 率 主 轴 倾 角 的 平 均 值 为7813 ,最 大 磁 化 率 主 轴 倾 角 的 平 均 值 为 617 。 这是 原
34、 生 沉 积 组 构 的 特 点 ,说 明 沉 积 物 沉 积 后 几 乎 没有 被 扰 动 。在 详 细 的 岩 石 磁 学 分 析 之 后 ,进 行 了 详 细 的 系统 退 磁 实 验 。 图 8表 示 典 型 样 品 的 系 统 退 磁 结 果 的正 交 投 影 图 。 全 部 退 磁 实 验 均 在 磁 屏 蔽 空 间( 63 m组 分 的 变 化 76 ( e)全 球 深 海 沉 积 物 氧 同 位 素 集 成 77 Fig. 14 A synthetic diagram related to the geomagnetic polarity time scale 36, 37 o
35、f all well2dated Early Pleistocenehom inin or paleolithic sites in North China 8, 10, 14 18, 63 , and temporal variations of both terrestrial p roxies in EastA sia 24, 75, 76 and global marine oxygen isotope 77 100ka 84 87 ,同 时 还 伴 随 着 亚 洲 和 非 洲 干 旱 化 增强 24, 75, 82, 83, 88, 89 、 北 大 西 洋 海 表 面 温 度 降
36、低 90 等 一系 列 具 有 区 域 性 甚 至 全 球 性 影 响 的 环 境 事 件 。 在MPT前 后 ,中 国 北 方 的 区 域 气 候 、 环 境 表 现 出 明 显的 多 变 、 不 稳 定 的 特 征 ,例 如 ,粒 度 分 析 结 果 显 示 黄土 高 原 以 北 的 毛 乌 素 沙 漠 呈 现 阶 段 性 扩 张 (见图 14d) 78 ,孢 粉 分 析 结 果 显 示 黄 土 高 原 地 区 干 旱化 特 征 呈 现 阶 段 性 增 强 91 ,碳 同 位 素 分 析 显 示 黄 土高 原 地 区 C4 植 被 呈 现 阶 段 性 扩 张 92 。 此 外 ,青 藏高
37、原 在 第 四 纪 期 间 的 阶 段 性 隆 升 93 也 可 能 影 响 了中 国 北 方 的 环 境 演 化 。 我 们 推 测 ,多 种 因 素 对 中 国北 方 生 态 环 境 的 综 合 作 用 可 能 为 早 期 人 类 演 化 提 供了 动 力 , 多 变 的 环 境 增 强 了 早 期 人 类 的 适 应 能力 94 98 ,其 中 一 个 明 显 的 例 子 就 是 早 期 人 类 尤 其 能够 适 应 中 更 新 世 气 候 转 型 前 后 华 北 高 纬 度 地 区 剧 烈的 环 境 变 化 8, 16, 98 。此 外 ,动 物 性 食 品 的 利 用 也 增 强 了
38、 早 期 人 类 适应 环 境 的 能 力 8, 16, 97, 99 102 。 在 马 圈 沟 - 旧 石 器 遗址 中 发 现 了 目 前 东 亚 地 区 最 早 的 ( 1166Ma)早 期 人类 利 用 石 器 获 取 动 物 组 织 作 为 食 物 的 可 靠 证 据 8 (见 图 3) ,因 此 ,我 们 有 理 由 认 为 此 后 在 该 地 区 生 活的 早 期 人 类 也 具 有 食 用 动 物 性 食 物 的 习 性 。 食 用 动物 性 食 物 将 促 进 早 期 人 类 体 质 进 化 以 及 扩 展 他 们 的活 动 范 围 。 总 之 ,虽 然 东 亚 高 纬 度
39、 地 区 的 自 然 环 境940 第 四 纪 研 究 2007年远 比 人 类 起 源 的 非 洲 热 带 地 区 寒 冷 和 恶 劣 ,但 是 ,这里 多 变 且 不 稳 定 的 气 候 和 生 态 环 境 以 及 生 活 方 式 的进 步 等 因 素 的 综 合 作 用 逐 步 增 强 了 早 期 人 类 适 应 环境 变 化 的 能 力 ,他 们 凭 借 简 单 的 工 具 已 经 能 在 东 亚气 候 多 变 的 温 带 环 境 中 生 存 下 来 ,并 且 在 这 里 持 续地 长 期 繁 衍 生 息 。7 结 论泥 河 湾 盆 地 湖 相 沉 积 物 中 有 磁 铁 矿 、 磁
40、赤 铁 矿和 赤 铁 矿 等 磁 性 矿 物 。 其 中 磁 铁 矿 主 要 来 源 于 泥 河湾 盆 地 周 围 高 地 侵 蚀 产 生 的 碎 屑 成 因 磁 铁 矿 ,赤 铁矿 主 要 来 源 于 中 国 西 北 部 的 黄 土 高 原 或 沙 漠 地 区 通过 化 学 风 化 作 用 形 成 的 赤 铁 矿 ,磁 赤 铁 矿 可 能 由 沉积 后 磁 铁 矿 经 过 低 温 氧 化 形 成 ,也 可 能 是 来 自 中 国西 北 部 的 黄 土 高 原 或 沙 漠 地 区 由 成 土 作 用 形 成 的 磁赤 铁 矿 。 磁 铁 矿 和 赤 铁 矿 都 是 泥 河 湾 盆 地 沉 积
41、物 的特 征 剩 磁 载 体 ,但 以 前 者 为 主 。泥 河 湾 组 地 层 为 一 套 河 湖 相 沉 积 序 列 ,开 始 沉积 的 时 代 约 为 216Ma。 不 仅 记 录 了 Gauss正 极 性 时末 期 以 来 主 要 的 地 磁 极 性 特 征 ,其 主 体 为 Matuyama负 极 性 时 和 B runhes正 极 性 时 , 包 括 O lduvai和Jaram illo两 个 正 极 性 亚 时 ,而 且 记 录 了 地 磁 场 的 一些 精 细 结 构 ,例 如 Kam ikatsura, Santa Rosa, Punaruu和 Cobb Mountain地
42、 磁 漂 移 。 广 义 的 泥 河 湾 动 物 群的 时 代 为 210 018Ma,根 据 动 物 群 分 子 的 相 似 性 可以 推 断 ,狭 义 的 泥 河 湾 动 物 群 (即 下 沙 沟 动 物 群 )的时 代 也 与 之 相 似 。以 生 活 在 泥 河 湾 盆 地 的 早 期 人 类 为 代 表 的 东 亚早 期 人 类 至 少 在 1166 0178Ma期 间 的 大 约 90万 年的 时 间 内 长 期 持 续 地 占 据 东 亚 高 纬 度 地 区 ,并 且 已经 能 够 适 应 该 地 区 冬 季 风 增 强 、 夏 季 风 减 弱 、 干 旱 化趋 势 增 强 的
43、复 杂 环 境 变 化 ,尤 其 能 适 应 中 更 新 世 气候 转 型 前 后 中 国 北 方 多 变 而 且 不 稳 定 气 候 条 件 和 生态 环 境 ,这 种 气 候 环 境 以 及 生 活 方 式 的 进 步 等 因 素的 综 合 作 用 逐 步 增 强 了 早 期 人 类 适 应 环 境 变 化 的 能力 。 适 宜 的 气 候 和 环 境 条 件 只 是 适 合 早 期 人 类 的 生存 ,而 气 候 和 生 态 环 境 的 多 变 性 与 不 稳 定 性 是 促 进人 类 进 化 的 重 要 因 素 。早 期 人 类 走 出 非 洲 以 后 ,途 经 西 亚 、 南 亚 ,
44、以 较快 的 速 度 扩 散 到 东 亚 地 区 。 向 南 越 过 印 度 尼 西 亚 的赤 道 地 区 ,向 北 扩 散 到 东 亚 高 纬 度 地 区 (至 少 到 达了 40 N的 泥 河 湾 盆 地 )。 虽 然 青 藏 高 原 和 中 亚 地区 的 高 原 及 其 恶 劣 环 境 对 早 期 人 类 迁 移 构 成 一 定 的阻 碍 ,但 是 ,除 了 沿 南 线 迁 移 、 扩 散 之 外 ,对 于 早 期 人类 沿 北 线 迁 移 、 扩 散 到 东 亚 高 纬 度 地 区 或 者 从 东 亚高 纬 度 地 区 向 西 迁 移 、 扩 散 的 可 能 性 ,目 前 尚 不 能
45、排除 ,毕 竟 他 们 已 经 具 备 了 适 应 高 纬 度 地 区 恶 劣 环 境的 能 力 。参 考 文 献 (R e fe rence s)1 Barbour G B. Prelim inary observation in the Kalgan A rea. B ulletinof Geological Society of China, 1924, 3 (2) : 167 1682 Barbour G B. The deposits of the Sankanho Valley. B ulletin ofGeological Society of China, 1925, 4 (1
46、) : 53 553 Barbour G B, L icent E, Teilhard de Chardin P. Geological study ofthe deposits of the Sangkanho basin. B ulletin of Geological Society ofChina, 1927, 5 (2 4) : 263 2784 Teilhard de Chardin P, Piveteau J. Les mamm iferes fossils deN ihowan (Chine). A nnales de Pal ontologie, 1930, 19: 1 15
47、45 邱 占 祥 . 泥 河 湾 哺 乳 动 物 群 与 中 国 第 四 系 下 限 . 第 四 纪 研 究 ,2000, 20 (2) : 142 154Q iu Zhanxiang. N ihewan fauna and Q /N boundary in China.Q uaternary Sciences, 2000, 20 (2) : 142 1546 谢 飞 . 泥 河 湾 . 北 京 : 文 物 出 版 社 , 2006. 1 142Xie Fei. N ihewan Basin. Beijing: Cultural Relics PublishingHouse, 2006. 1
48、1427 谢 飞 , 李 - , 刘 连 强 . 泥 河 湾 旧 石 器 文 化 . 石 家 庄 : 花 山 文艺 出 版 社 , 2006. 1 278Xie Fei, L i Jun, L iu L ianqiang. Paleolithic A rcheology in theN ihewan Basin. Shijiazhuang: Huashan L iterature and A rtsPublishing House, 2006. 1 2788 Zhu R X, Potts R, Xie F et al. New evidence on the earliest humanp r
49、esence at high northern latitudes in northeast A sia. N ature, 2004,431: 559 5629 Opdyke N D, Channell J E T. Magnetic Stratigraphy. San D iego:Academ ic Press, 1996. 1 34610 Zhu R X, An Z S, Potts R et al. Magnetostratigraphic dating of earlyhumans in China. Earth2Science Reviews, 2003, 61: 341 35911 程 国
