2017, Vol.37
② 中国科学院大学, 北京 100049;
③ 河北师范大学历史文化学院, 石家庄 050024;
④ 河北师范大学泥河湾考古研究院, 石家庄 050024)
泥河湾盆地是研究东北亚地区早更新世古生物与古人类演化的关键地区。在古生物学方面，1930年下沙沟动物群的发现和研究奠定了泥河湾古哺乳动物研究的基础[1]；此后陆续发现的一系列化石点，初步构建了盆地内的生物地层序列；近年来，在山神庙咀、红崖等地出土的一些完好标本，使得我们对一些类群的演化研究更为深入[2~9]。尽管如此，目前盆地内的古生物研究在很多方面仍有待突破。首先是盆地内经正规发掘、报道的遗址数量和分布仍很有限，造成桑干河南、北两岸，小长梁断层[10]南、北两侧的生物地层难以对比；另一方面，由于多数古人类遗址的化石较为破碎，因此难以对早期古人类演化的埋藏和环境背景进行探讨。
2014年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称中科院古脊椎所)和河北师范大学对盆地内岑家湾台地北缘的石沟遗址进行了考古发掘，获得了一批层位明确、记录清楚的化石和石器标本。该遗址位于桑干河南岸、小长梁断层的上盘(图 1)，野外地层对比表明，化石及石器层属于下更新统的泥河湾层；石沟动物群代表了迄今在桑干河南岸、小长梁断层上盘所发现的含大哺乳动物属种最丰富且保存状况最好的化石组合。石沟遗址的发现为盆地内的生物地层对比提供了新的参照，也为探讨早更新世古人类活动的环境背景提供了新材料。本文是对石沟遗址B区发掘概况和A、B两区化石埋藏学及古生物学研究的报道。
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图 1 石沟遗址位置图 中文注解 Fig. 1 Location map of Shigou site |
石沟遗址位于河北省阳原县大田洼乡岑家湾村以南约300m的冲沟(石沟)两侧，地处桑干河南岸，岑家湾湖积台地的北缘。石沟遗址，与马圈沟、岑家湾遗址等，位于北东-南西向的小长梁断层的上盘(北盘)；而小长梁、东谷坨、山神庙咀等遗址位于断层下盘(南盘)(图 1)。化石层主要为灰黄色细砂，夹杂一些磨圆较好的细砾和少量的大砾石；顶部胶结，底部纹层发育。
石沟遗址最早由河北省文物考古研究所谢飞等1996年发现。遗址被一条南北向的冲沟一分为二。2014年，河北师范大学发掘冲沟东侧连接山体的部分(SG-A)，中科院古脊椎所发掘冲沟西侧部分(SG-B)；两区为同一层位。A区按北东48°方向布置1×1m探方22个；B区按正南北向布置1×1m探方13个(图 2b)。B区西北角地理坐标为40°13′53.8″N，114°40′19.6″E，化石层顶面海拔830m。B区地层剖面厚约为6m，化石层厚1.4m(图 2a)，在发掘过程中按照10cm的水平层逐层进行发掘(图 3)。
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图 2 石沟遗址B区地层剖面图(a)、发掘布方和出土物平面分布(b)及地层分布图(c)(单位：cm) Fig. 2 Profile(a) of the strata at SG-B and the spatial distribution(b, c) of the bones and stone artifacts |
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图 3 野外发掘照片 (a)A区与B区相对位置图(locations of SG-A and SG-B)；(b)B区地层剖面(profile of the strata at SG-B)；(c)探方外的古麟化石出土处(locus of Palaeotragus fossil)；(d)探方内化石出土情况(fossils just exposed)；(e)化石层上部的砾石(cobbles on the top of the fossiliferous layer) Fig. 3 Photos of field work in Shigou site |
石沟遗址A、B两区共出土至少364件化石标本(少量就地保留的标本及蛙类标本未纳入统计)，其中可鉴定标本(NISP)144件，占39.6 %。可鉴定标本中以奇蹄类的黄河马、泥河湾披毛犀为主，食肉类较少(表 1)。骨骼部位分布以牙齿和远端肢骨为主，少见中轴部分的骨骼。
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表 1 各类群可鉴定标本数、最小个体数和年龄分布的统计* Table 1 Statistics on the NISP, MNI, and age distribution of each taxon from Shigou site |
石沟遗址鸟类和哺乳类骨骼代表的最小个体数(MNI)为27。我们将哺乳类粗分为幼年、成年和老年3个阶段。其中幼年个体可由乳齿和骨骺未愈合的肢骨确认，但要确定老年个体只能根据重度磨耗的牙齿，仅凭肢骨无法区分成年和老年个体。即便将所有骨骺愈合的肢骨都归入成年阶段，石沟遗址哺乳动物的幼年个体数(8) 和老年个体数(5) 仍占总个体数(25) 的52 %；倘若只考虑牙齿，该比例则为76.5 %。一般来说，这种以幼年、老年个体居优的死亡年龄结构符合于自然死亡(attritional mortality)的特征，而不符合于无选择的灾难型死亡(catastrophic mortality)[11]。
2.2 埋藏特征我们观察了320件骨骼的表面保存状况(蛙类骨骼未包括在内)。参照Behrensmeyer[12]定义的风化等级，76.3 %的标本为轻度风化(1~2级)，即表面有轻微的裂痕或剥落，未风化(0级)和重度风化(3~4) 的标本各占12.2 %、11.6 % (图 4)。如果动物死亡后的暴露环境相差不大，那么风化等级的分布实际上反映了动物死亡时间的分布。Behrensmeyer[12]记录了东非Amboseli地区6种生境(湿地(swamp)、密林(dense woodland)、开放林地(open woodland)、灌丛(bush)、草原(plain)、湖床(lakebed))中的骨骼风化特征。其中，湿地环境的整体风化程度最浅，风化等级的分布特征也与石沟遗址的最为类似。
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图 4 石沟化石表面风化等级的统计 Fig. 4 Statistics on the weathering stages of the fossils from Shigou site |
石沟遗址动物骨骼表面未发现任何古人类的切割痕或砍砸痕，食肉类的齿痕(图 5-A)仅占4.1 % (13件)；这说明古人类的活动与化石的形成缺乏关联性，且同期食肉类的改造作用也十分微弱。此外，有33.1 % (106件)的标本存在生物腐蚀的痕迹(图 5-B)，这主要是受到晚期冲沟中植物根系的影响。
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图 5 石沟遗址出土化石 A.食肉类齿痕(carnivore tooth marks)；B.植物根系腐蚀痕迹(root etching marks)；C. Canis chihliensis，头骨(skull)；D. Acinonyx sp.，右上颌骨(right maxilla)；E. Mammuthus sp.，左腓骨(left fibula)；F~K. Equus huanghoensis： F.右(right)P4，G.左(left)DP2~4，H.右(right)P2~M3，I.左(left)p4，J.右(right)dp2~4，K.右(right)Mc Ⅲ；L. Coelodonta nihowanensis，左(left)dp1~4；M~N. Gazella sinensis，M.头骨带角心(skull with horncores)，N.左下颌(left mandible) p4~m3；O. Ovis cf. shantungensis，左下颌(left mandible)m1~3 C，D2，F1，G，H，I1，J，L1，N和O1冠面视(occlusal views)；D1，F2，L2和M外侧视(lateral views)；E，I2和O2内侧视(medial views)；K1近端视(proximal view)；K2前面视(anterior view)比例尺(scale bars)：E. 1cm；K. 2.5cm；N. 10cm；其余标本(for the rest)：5cm Fig. 5 Fossils of carnivores and ungulates from Shigou site |
石沟遗址B区的化石主要分布在发掘区东北角，在剖面的中下部较为集中(图 2a和2c)。水流玫瑰图显示骨骼长轴倾向多集中于北北西和北北东方向(图 6)，表明遗址的形成可能受到由南向北的水流的影响。石沟骨骼的表面并未发现水流磨蚀的痕迹；细砂为主的化石层中夹杂了一定数量的粗砂、砾石；一些很小的蛙类骨骼成团状保存。以上这些都证明沉积物的分选程度不高，搬运距离较短，应为季节性的水流所致。
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图 6 石沟遗址B区化石长轴走向玫瑰图 Fig. 6 Rose Diagram showing long-bone orientations in SG-B(n=44) |
综上，可对石沟遗址的形成过程作如下初步推测：在遗址形成前的数年间，动物陆续死亡并暴露于遗址南侧的湖岸湿地；之后，尸体逐渐解体、风化，并偶尔受到食肉动物的扰动；最后，季节性流水汇集了附近的动物骨骼和石器，经短暂搬运后沉积到今天石沟遗址的位置。
3 系统古生物学测量方法：黄河马测量参照Eisenmann等[13]，直隶狼测量参照Tedford等[14]，猎豹测量参照Hankó[15]，披毛犀测量参照van der Made[16]，其余测量参照von den Driesch[17]。长度单位为毫米(mm)。
缩写：IVPP，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所；SG，河北师范大学石沟遗址化石编号前缀；RV、V，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物化石标本编号前缀；大写字母代表上牙；小写字母代表下牙。
石沟遗址的脊椎动物遗存以哺乳纲为主，本文仅选取若干鉴定特征较为明确的标本进行描述。此外，遗址中还发现了一些蛙类、鸟类(初步鉴定为鹳科属种未定)的标本；在石沟遗址西侧约50m处的相同层位中采集到一件古麟(Palaeotragus sp.)的下颌。对这些标本的研究成果将另文发表。
哺乳动物纲 Mammalia Linnaeus，1758
食肉目 Carnivora Bowdich，1821
犬形亚目 Caniformia Kretzoi，1943
犬科 Canidae Fischer de Waldheim，1817
犬属 Canis Linnaeus，1758
直隶狼 Canis chihliensis Zdansky，1924
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表 2 石沟遗址直隶狼牙齿测量及比较 Table 2 Measurements of the teeth of Canis chihliensis from Shigou site, compared with other localities |
材料： 2件颅骨带左右齿列(V23560.1和V23560.2)。
描述与讨论：脑颅部分破损且严重变形。牙齿的尺寸和形态几乎都在山神庙咀直隶狼[3]、下沙沟直隶狼[1]的变异范围内。值得指出的是，山神庙咀直隶狼(V17755.2、V18333.1) M1的次尖呈齿带状，并分为两个小的齿尖，其中居于后外方者明显较为圆隆[3]。但在石沟、下沙沟[1]、周口店18地点[18]、怀来[19]等地的直隶狼M1上都不见此特征，只有下沙沟RV30018标本M1的次尖有轻微的二分现象[1]，尤其是石沟直隶狼M1的次尖是在齿带基座上呈突起的扁锥状；此外，后小尖也很发育。考虑到M1次尖双分的现象也常见于现生灰狼，山神庙咀的标本显得较为进步，而石沟与下沙沟的直隶狼应处于同一演化阶段。
猫科 Felidae Fischer de Waldheim，1817
虎亚科 Felinae Fischer de Waldheim，1817
猎豹属 Acinonyx Brookes，1828
猎豹 (未定种)Acinonyx sp.
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表 3 石沟遗址猎豹牙齿测量与比较(长×宽) Table 3 Measurements of teeth of Acinonyx sp. from Shigou site, compared with other localities |
材料： 1件右侧上颌骨带犬齿、P3及P4(V23561)。
描述：头骨主要保存了上颌骨部分。侧面观，眶下孔卵圆形，位于P4前附尖位置之上方，高8.7，宽5.2，底部距齿槽上缘21.6。犬齿严重磨耗，横截面椭圆形，长略大于宽。P2散落，从齿窝看，P2单根、很小。P3具4个齿尖。主尖高，且内侧膨胀；前附尖弱，偏于舌侧；后附尖在附尖中最为发育；后齿带宽，略成尖状，偏向颊侧。P4前尖与后附尖长度相当，裂齿切迹不封闭；原尖几乎消失，位于前附尖和前尖的舌侧；有微弱的前前附尖。M1散落，从齿窝看，位于P4后内方，双根。
讨论： P4上退化且相对靠后的原尖符合于猎豹类的特征。我国化石猎豹有早更新世之初的临夏龙担西瓦猎豹(Sivapanthera linxiaensis)[23]、早更新世的更新猎豹(Acinonyx pleistocaenicus)[1, 21, 25]和驼子洞阿韦尔纳猎豹(Acinonyx arvernensis)[20]、晚更新世山顶洞的猎豹相似种[22]等。与临夏西瓦猎豹[23]相比，石沟标本的上颌骨形态显示其很可能具有如现生猎豹(Acinonyx jubatus)一般隆起的头骨。在牙齿形态上，最显著的差异是临夏西瓦猎豹的M1几乎位于P4的内侧，而石沟标本M1的位置明显更靠后。此外，石沟标本的牙齿尺寸小于西瓦猎豹，P3前附尖较发育，且更靠外，P4原尖也更为退化。上述特征表明，石沟标本明显不同于Sivapanthera属，更接近Acinonyx属。但与我国其他的早更新世猎豹[20]一样，石沟标本与现生猎豹的差异也很显著。主要表现为早期化石猎豹的牙齿尺寸明显较大，上犬齿横截面在颊舌方向更扁；P3前附尖不够发育且仍稍偏向舌侧，主尖内侧膨胀；P4原尖几乎完全退化，冠面最大宽度处前移，位于前附尖与前尖之间，即齿冠膨大处位于前舌侧齿根处。目前我国早更新世猎豹属的分类尚不够清楚。更新猎豹(Acinonyx pleistocaenicus)的模式标本是一件下颌，后来虽有一些孤立的P3、P4也归入该种，但作者并未明确其种征[1]。驼子洞的阿韦尔纳猎豹[20]吻短，额宽，颅顶呈穹窿状，具有鲜明的猎豹属特征。但仅凭牙齿形态，很难判断石沟标本是否与其具有对应关系。综上所述，我们认为，石沟的猎豹标本应为Acinonyx属在早更新世的一种，暂定为猎豹属未定种。其实，Cherin等[24]就曾将欧亚大陆的所有化石猎豹类归入猎豹属Acinonyx，甚至是同一个种—巨猎豹Acinonyx pardinensis下的不同亚种。
长鼻目 Proboscidea Illiger，1811
真象科 Elephantidae Gray，1821
猛犸象属 Mammuthus Brookes，1828
猛犸象 (未定种)Mammuthus sp.
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表 4 石沟遗址猛犸象腓骨的测量与比较* Table 4 Measurements of the fibula of Mammuthus sp., compared with related species |
材料： 1根左侧腓骨(V23562)。
描述与讨论：腓骨近端残损，骨干扭曲，截面成扁圆形，且从远端向近端逐渐收窄。远端扁平，显著膨大，内侧见有靠上的胫骨关节面和靠下的跟骨、距骨关节面。
根据现有的真象类演化框架，古菱齿象走出非洲，扩散到欧亚大陆的时间不早于0.8Ma[26]，早期猛犸象是泥河湾盆地早更新世遗址中唯一可能出现的真象类化石[4]。石沟的象类腓骨残长814，完整骨骼的长度应超过900，明显大过在欧洲发现的真猛犸象[27]和古菱齿象[28]的，接近草原猛犸象[29~32]或南方象腓骨[33]的最大值(表 4)。由于头后骨骼形态不足以对这两种早期猛犸象做出区分，这里将石沟遗址的长鼻类遗存暂定为猛犸象未定种。石沟的腓骨是我国发现的首例较为完整的早期猛犸象腓骨化石。
奇蹄目 Perissodactyla Owen，1848
马科 Equidae Gray，1821
马属 Equus Linnaeus，1758
黄河马 Equus huanghoensis Chow et Liu，1959
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表 5 黄河马P4和p4的测量及相关比较 Table 5 Measurements and comparisons of the P4 and p4 of Equus huanghoensis |
材料： 1件幼年前颌骨带I1、DI2~3(V23563.1)；1件壮年个体的右P4(SG050112)；1件左侧上乳前臼齿系DP2~4(V23563. 2)；1件老年个体左侧上颌骨带P2~M1(V23563.3)；1件老年个体右侧上颌骨带P2~M3(V23563.4)；1件右侧乳下前臼齿系dp2~4(SG050110)；1件壮年个体的左p4(SG050112)；1件左侧掌骨(V23563.5)，3件右侧掌骨(SG040104、SG040220、SG040303)；1件右侧跖骨(SG030502)。
描述如下：
门齿：I1刚萌出，冠面近梯形，齿坎占据冠面大半，尚未被白垩质填充。DI2~3冠面呈前宽后窄的长圆形，齿坎状况亦然。
P4：前附尖、中附尖粗大，稍向后弯，下部不收缩。后附尖不明显。原尖短宽，舌缘略凹，原尖颈窄。马刺显著。次尖伸向后方，无次尖收缩。前尖、后尖外壁较平直，内壁稍短，微凹。前窝前角钝圆，后角细长；后窝与之相反。原脊、后脊皆与牙齿纵轴斜交。釉质褶皱微弱。原脊刺1个、原小尖刺2个、前窝刺4个，后窝刺2个，次附尖刺1个。
上乳齿系(DP2~4)：低冠，釉质层很薄。前附尖、中附尖发育，外壁圆隆，不像恒齿中成方柱状。后附尖微弱。原尖为小而窄长的三角形，原尖颈极窄。次尖孤立。其余各齿尖都未被磨平。前尖、后尖、原脊、后脊都成凹向舌侧的弧形。DP2~4长102.3；下沙沟的三门马上乳颊齿系长度为123[1]。
上颊齿列(P2~M3)：重度磨蚀的老年个体，与壮年个体的异同处如下：前后附尖仍很发育。原尖仍较为短宽，但边缘更圆钝，原尖颈更扩张。马刺消失。前窝、后窝缩小或消失，其上的小刺更不明显。前尖、后尖、原脊、后脊都相应加宽。P2~M3长度仅为158.3。
p4：下前附尖几乎横向占据整个牙齿前壁。下原尖中部膨大，似菱形。外谷窄U形，下马刺长大，谷底伸至牙齿中线处。下次尖较长，内壁发育两道指向后谷的小刺。下后尖长圆形，后角稍方；下后附尖圆三角形，根部收缩，外侧有一小刺；内谷V形。下内尖呈指向外侧的鸟喙状。下次小尖短宽，前方收缩明显。前谷前角稍尖，后部圆润；后谷窄长，后谷颈略后倾。
下乳齿系(dp2~4)：低冠，釉质层较薄。下前附尖同样很宽。外谷宽阔，下马刺显著；内谷呈宽浅的V形；外谷谷底在dp2上较浅，在dp3、dp4上接近双叶颈。下后尖在dp2上与下后附尖相当，而在dp3、dp4上前者明显大于后者。下原尖、下次尖、前谷、后谷都为较圆润的长条状。dp2~4长98.5；下沙沟的三门马下乳颊齿系长度为114[1]。
第三掌、蹠骨：长而纤细。第三掌骨长度为260.9~272.9，中段宽32.0~36.7，中段宽指数12.2~13.5。第三蹠骨长284.2，中段宽约32.8，中段宽指数约11.5。
比较与讨论：石沟遗址的P4可归入黄河马的主要依据是：尺寸大、原尖指数低、中附尖发育及釉质层厚(但在前、后窝边缘变薄)等。石沟遗址的幼年和老年个体也具有原尖短，中附尖发育的特征，所以也应归入黄河马。黄河马的下牙之前只在泥河湾扬水站[34]发现过，石沟的标本在p4的长度、后谷指数等方面都与之接近，而不像三门马[1]和德氏马[37]那样，外谷在臼齿上深入双叶颈，甚至与内谷底相接触。所以，就牙齿看，石沟遗址的马类动物只有黄河马一种。当然，与已知的黄河马颊齿[35, 36]相比，石沟标本上也存在一些差异，如上、下颊齿都较窄，前、中附尖更宽大，无次尖收缩，下前附尖更宽等。但这些特征意义尚有待更多标本的检验。
黄河马的肢骨此前未见报道，从其修长的头骨可推测体型较大。石沟遗址第三掌骨、蹠骨的长度与三门马相当，明显大于德氏马[37]，但中段宽指数却小于此前被认为最纤细的庆阳马[38]。同样，在出土了黄河马头骨及下颌的扬水站地点，也发现了一根纤细程度与庆阳马相当的第三掌骨，Li等[34]鉴定为Equus sp.。泥河湾盆地内两处地点都有黄河马头骨和纤细型第三掌、蹠骨并存的现象，使我们相信：这种长而纤细的第三掌、蹠骨应当就是黄河马。
犀科 Rhinocerotidae Gray，1821
犀亚科 Rhinocerotinae Gray，1821
额鼻角犀族 Dicerorhini Loose，1975
披毛犀属 Coelodonta Bronn，1831
泥河湾披毛犀 Coelodonta nihowanensis Kahlke，1969
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表 6 泥河湾披毛犀dp1~4测量及比较* Table 6 Measurements and comparisons of the dp1~4 of C. nihowanensis |
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表 7 泥河湾披毛犀脚骨测量与比较 Table 7 Measurements and comparisons of the foot bones of C. nihowanensis |
材料：下颌带左、右dp1~4(SG040115)；dp2(SG030303)；dp3(SG020408)；右侧距骨(V23564.1)；右侧跟骨(V23564.2)；右侧第三掌骨(V23564.3)；左侧第三蹠骨(V23564.4)；中趾远端趾骨(V23564.5)。
描述与讨论：泥河湾披毛犀被认为是一种“构造小而原始的Coelodonta”[23]。石沟遗址披毛犀的下乳齿在形态上与龙担、山神庙咀、下沙沟、大南沟等地点的泥河湾披毛犀[1, 5, 23, 39]，以及丁村[40]、萨拉乌苏的真披毛犀[5, 40]并无明显的差别。在尺寸上，石沟遗址的标本和其他早更新世的泥河湾披毛犀一样，其dp1~3的尺寸大过真披毛犀的(表 6)，即“乳齿退化程度较低”。根据现有的演化序列，石沟遗址的早更新世披毛犀遗存应归入泥河湾披毛犀。
在头后骨骼方面，除了跟骨明显较大外，石沟犀类距骨和第三掌、蹠骨的测量值都落入泥河湾披毛犀的变异范围[5](表 7)。泥河湾披毛犀的肢骨被认为比真披毛犀的纤细。就脚骨看，泥河湾披毛犀与中国北方和西欧的真披毛犀基本相当[5, 41]，甚至前者的可能还略大一些。目前，由于化石材料的限制，泥河湾披毛犀与真披毛犀在体型上的区别仍存疑问[5]。
牛科 Bovidae Gray，1821
羚羊亚科 Antelopinae Gray，1821
羚羊属 Gazella de Blainville，1819
中国羚羊 Gazella sinensis Teilhard de Chardin et Piveteau，1930
(图 5-M~N)
材料： 1件带左右角心和额骨的破碎头骨(SG030307)；2件左侧残破角心(V23565.1~V23565.2)；1件左侧下颌骨带dp4~m2(SG010116)；1件左侧下颌骨带p4~m3(SG030105)。
描述与讨论：角柄短而后倾，横截面近圆形。角心稍伸向后外方，成缓慢收缩的圆锥状，横截面近于椭圆形，表面布满纵沟。p4磨蚀严重，下三角凹舌侧封闭，下内凹敞开。dp4、m1、m2、m3的共同特点有：颊侧主尖较短宽，近于三角形，舌侧主尖窄长且前后向连，下前附尖、下后附尖、齿肋皆发育。dp4具下外附尖(或称齿柱)。m1~3无下外附尖。测量值如下：角基前后径23.9~31.8；左右径21.5~22.7，角柄间距27.6。dp4长16.6，宽6.2；p4长9.3，宽5.5；m1长12.0~13.5，宽6.7~7.5；m2长14.5~17.0，宽6.9~7.9；m3长22.8，宽7.8；m1~3长47.6；下沙沟中国羚羊下臼齿系长度为43~50[1]。
泥河湾盆地早更新世小型羚羊已知有两种：中国羚羊和鹅喉羚相似种[1]。石沟标本角心圆而粗壮，与中国羚羊较为接近，不同于鹅喉羚较扁的角心形态。中国羚羊p4的下后尖向前延伸将下三角凹封闭，使得p4前叶臼齿化[42]，而鹅喉羚p4的下前尖和下后尖不相连。所以，石沟的小型羚羊标本可归入中国羚羊。
山羊亚科 Caprinae Gill，1872
绵羊属 Ovis Linnaeus，1758
山东绵羊相似种 Ovis cf.shantungensis Matsumoto，1926
(图 5-O)
材料： 1件残破左侧下颌，带m1~3(SG040112)。
描述与讨论：下臼齿的颊侧主尖稍宽，近于三角形。舌侧主尖较窄，近于梯形，且彼此孤立。舌侧附尖发育，齿肋较弱，颊侧下外附尖微弱或无。m3第三叶延长，且偏向颊侧。测量值如下：m1长19.2，宽11.8；m2长约21.3；m3长29，宽11.5；m1~3长约74.1。
石沟标本齿冠较高，下臼齿内壁光滑，附尖、齿肋较直等特征，显示非鹿科成员。就石沟标本下臼齿的尺寸看，泥河湾动物群中与之相当的只有山东绵羊和翁氏转角羚羊[1]。相比之下，后者m1~3的下外附尖非常发育，与石沟标本明显不同；此外，下沙沟山东绵羊m1~3长度只有66[1]，由于缺乏角心材料，这里暂作相似种处理。
牛亚科 Bovinae Gray，1821
野牛属 Bison C. H. Smith，in Griffith，Smith & Pidgeon，1827
古中华野牛 Bison palaeosinensis Teilhard de Chardin and Piveteau，1930
材料： 1件骨干破损的右侧掌骨(SG010209)；1件近端趾骨(V23566.1)；1件左侧跟骨(V23566.2)。
描述与讨论：掌骨近端宽61.9，近端厚36.3，远端宽57.8，远端厚34.4。近端趾节骨长66.4，近端宽31.7，骨干宽28.1，远端宽28.5。跟骨长141.7，关节面宽43.8。上述测量值都落入山神庙咀古中华野牛的变异范围[9]，事实上，古中华野牛也是泥河湾盆地早更新世目前所知唯一的大型牛科动物[9]。
4 地层时代及相关讨论 4.1 地层时代及相关对比 4.1.1 生物地层对比石沟遗址的化石材料对泥河湾动物群构成了如下补充：蛙类和鸟类遗存分别是泥河湾盆地内的首次和第二次发现，增加了我们对于盆地内早更新世动物群落的知识；猎豹上颌是在我国北方下更新统的首次发现，证明猎豹属在泥河湾动物群中即已出现；黄河马的新材料提供了黄河马的幼年和老年个体的牙齿特征，证明黄河马是一种具有纤长肢骨的大型真马。
石沟遗址出土的哺乳动物有9种：Canis chihliensis、Acinonyx sp.、Mammuthus sp.、Equus huanghoensis、Coelodonta nihowanensis、Gazella sinensis、Ovis cf. shantungensis、Bison palaeosinensis、Palaeotragus sp.，除古麟和黄河马外，其余都是下沙沟动物群的成员[1]。古麟是上新世孑遗种类，在泥河湾盆地只发现于花豹沟[43]和东窑子头[44]，前者的古地磁年龄为1.77~1.95Ma，后者略晚[45]；另外，欧亚大陆最早的古人类遗址Dmanisi也曾发现古麟化石，其时代为1.77Ma[46]。黄河马是最早进入欧亚大陆的原始型真马之一，此前的化石材料时代为早更新世早期(2.5~1.8Ma)[47]，最近在红崖扬水站发现的黄河马的古地磁年龄为1.6Ma[48]。黄河马在泥河湾盆地化石稀少，可能有特定的时代意义。综合上述分析，石沟动物群的年代应在早更新世中期的早段，很可能在1.6Ma左右。
石沟动物群的物种丰度还不足以和下沙沟动物群[1, 49]作全面的比较。石沟动物群的黄河马和下沙沟动物群的三门马[1]都是大型真马，它们在泥河湾盆地内是共生关系还是演替关系目前也还不得而知。与小长梁断层南侧山神庙咀遗址相比[3]，石沟和下沙沟的直隶狼不具有二分的次尖，显得更为原始。断层南侧山神庙咀与小长梁的古地磁年代分别是1.2Ma[50]和1.36Ma[51]，明显晚于断层上盘的马圈沟和石沟遗址。或许在泥河湾古湖形成的早期，沉积过程主要发生在地势较低的小长梁断层北侧。
4.1.2 地层序列对比石沟遗址与马圈沟遗址同处断层上盘，并且直线距离也较短，两者有很强的可比性，马圈沟I~Ⅲ文化层的古地磁年代分别是1.55Ma、1.64Ma和1.66Ma[52]；第Ⅲ文化层的海拔高度为832m[53]，而石沟遗址化石层的海拔高度为830m，鉴于泥河湾层的展布近于水平状，因此，可以推断石沟遗址与马圈沟第Ⅲ文化层时代[52]较为接近。
离石沟遗址距离最近的是岑家湾遗址，由于该遗址出土化石种类太少，难以直接进行生物地层对比；但从层序地层方面，两者应当可以进行有效对比，岑家湾遗址的海拔高度为869.6m[53]，比石沟遗址高出近40m，从地层序列判断，石沟遗址应当比岑家湾遗址老很多；岑家湾遗址的最新古地磁测年数据是1.1Ma[54]。
4.2 埋藏学意义石沟遗址的多数化石标本处于未风化或轻微风化的阶段，而附近的山神庙咀遗址和小长梁遗址的风化程度更为轻微[55, 56]。事实上，除岑家湾遗址外，较浅的风化程度也是盆地内多数早更新世遗址的共同特征。这或许是因为湖滨潮湿和多植被的环境比较有利于骨骼的保存和快速埋藏[12]。石沟标本的表面并无水流磨蚀的痕迹，而在小长梁遗址却有50.4 %的标本具明显的水流磨蚀痕迹[56]，反映两者所处的水动力条件有很大差异。虽然泥河湾盆地的早期遗址几乎都在某种程度上受到过水流的改造，但在特殊的情况下也可形成如大象脚印[53]和粪便化石[57]那样几乎是原地的埋藏。总的看来，在泥河湾古湖的湖滨存在过相当复杂的埋藏环境。
动物骨骼上的人类改造痕迹是推断古人类行为的重要依据[58]。但在泥河湾盆地的早更新世遗址中，至今仍缺乏可靠证据。以小长梁遗址为例，虽然早期报告中提到有6件存在人工痕迹的骨片[59]，但在之后的埋藏学研究中却未发现任何古人类改造的痕迹[56]。目前，在缺乏动物考古学研究的情况下，泥河湾盆地内早期古人类与动物之间的互动关系并不清楚。由于早更新世的古人类缺乏在寒冷气候下存活的能力(狩猎、用火等)，泥河湾盆地的古人类活动很有可能只是阶段性(间冰期)或季节性的[60]。从这个角度看，泥河湾盆地某些遗址的动物遗存可能确实与古人类活动没有直接的关联。
4.3 古环境意义距今1.6Ma左右的中国北方，正处于黄土-古土壤序列的S23阶段(1.588~1.648Ma)[61]，为早更新世较为暖湿的时期。从石沟动物群的组成看，直隶狼、猎豹的分布可能较为广泛，黄河马、中国羚羊、山东绵羊、古中华野牛适应开阔的草原环境，早期猛犸象和泥河湾披毛犀应分布在有水源的林间地带，古麟活动于有高大乔木的林地，而鹳和蛙的出现证明湖边发育成片的湿地。据此可推测石沟遗址所处的大环境是稀树草原，湖边树林、湿地发育，形成多样化小生境。适宜的气候和多样的食物资源使得早更新世的人类能够在高纬度的泥河湾盆地生活。
致谢: 参加石沟遗址发掘工作的有中国科学院古脊椎动物与古人类研究所孙宝华、江左其杲，中国地质大学程孙雪子，河北师范大学历史文化学院师生，以及岑家湾村李小杰、白日有等；本文第一作者在河北师范大学整理化石期间，得到杨晓冬、仝广的热情协助；在化石鉴定过程中得到邓涛研究员、刘金毅研究员、李志恒博士、江左其杲及刘文晖同学的帮助；刘武研究员鼓励投稿，笔者在此一并致谢!
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④ Institute of Nihewan Archaeology, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024)
Abstract
Shigou Site(40°13'53.8"N, 114°40'19.6"E; 830m above sea level), which was discovered in 1996, is one of the earliest Paleolithic sites in Nihewan Basin. It is located in Cenjiawan Village, Datianwa Town, Yangyuan County, Hebei Province. In 2014, an excavation was conducted by the joint team of Hebei Normal University and Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences. This site consists of two trenches(SG-A/SG-B), with area of 22m2 and 13m2 respectively. More than 364 bones, as well as hundreds of stone artifacts were unearthed. This paper is a report on the excavation of SG-B and research on the fossils of both SG-A and SG-B. Shigou fauna consists of the following taxa: Frogs, Aves, Canis chihliensis, Acinonyx sp., Mammuthus sp., Equus huanghoensis, Coelodonta nihowanensis, Gazella sinensis, Ovis cf. shantungensis, Bison palaeosinensis and Palaeotragus sp. Nihewan Basin, which is located in the transition zone between North China Plain and Inner Mongolian Plateau, is mainly filled with Pleistocene lacustrine deposits. In the east margin of Nihewan Basin, south to the Sanggan River, there are quite a number of Early Pleistocene Paleolithic and paleontologic sites. This area was cut by the Xiaochangliang Fault; Shigou Site bears the most abundant fossils among the sites on the hanging-wall block. The fossil layer comprises mainly greyish-yellow fine sand with a thickness of 1.4m; the deposit is quite cemented in the upper part, while laminar structure developed in the lower part. A comprehensive taphonomic study was conducted in Shigou Site. The bones of Shigou fauna are mainly composed of teeth and the distal portion of limb bones, while the axial part is quite scarce; only few bones are still in articulation. 27 individuals can be recognized from the Aves and mammals. The age profile is dominated by the juvenile and senium individuals, which indicates an attritional mortality of the animals. About 76.3% of the bones are slightly weathered, while the fresh and heavy weathered bones account for 12.2% and 11.6% respectively. The rose diagram reflects a nearly south-north water flow; the sediments are not well sorted, mixed with coarse sands and cobbles, indicating a short transport distance. On the bone surface, human modification was undetected, and the carnivore modification is few(4.1%). Therefore, we can tentatively infer that Shigou site was a jumble of hydraulical process, rather than a human site or carnivore den. Shigou fauna is also of paleontological, biostratigraphical and palaeoenvironmental significance. The cheetah maxilla confirms the appearance of the genus Acinonyx in North China as early as Early Pleistocene. The milk cheek teeth and metapodials of Equus huanghoensis are the first time to know; these metapodials are also among the slimmest ones of Pleistocene equids. Although most of the Shigou mammals are common Early Pleistocene elements, Palaeotragus sp. is a survived taxon of the Pliocene fauna and the only known record of Equus huanghoensis in Nihewan Basin dated back to 1.6Ma; in addition, the SG fossil layer is also at the similar elevation with Majuangou Ⅲ (1.66Ma). Therefore, the age of Shigou site could be around 1.6Ma, which is significantly older than Shanshenmiaozui Site and Xiaochangliang Site. Shigou fauna indicates a steppe landscape, with woodland and swamp around the lake. The faunal composition is consistent with the relatively warm and moist period, perhaps corresponding to the S23 stage of the loess-paleosoil sequence.