2017, Vol.37
② 中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室, 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所, 北京 100044)
2013年12月，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”)和大连自然博物馆金昌柱、刘金远等有关人员根据鞍钢复州湾粘土矿退休职工郭成万先生提供的线索，在大连复州湾东海水泥厂的骆驼山石灰岩矿区进行地质古生物调查时，发现一处富含脊椎动物化石的洞穴堆积，称之为“骆驼山金远洞”(图 1)。然而，由于多年放炮采石，溶洞的原始状态已不复存在，部分洞穴堆积也遭到严重破坏，洞穴堆积物及其中蕴藏的化石随崩落的岩石散落在山坡上。尽管如此，根据洞穴堆积物的颜色、岩性等特征以及采集到的李氏野猪(Sus lydekkeri)和盘羊(Ovis sp.)等散落的哺乳动物化石初步判断，此处为大连地区第四纪时代较早的一处洞穴化石地点。
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图 1 金远洞堆积(箭头所指之处)位于几乎挖空的石灰岩矿山中 Fig. 1 Jinyuandong deposits(pointed by arrow)located in a limestone hill nearly quarried up |
2014年8月，中科院古脊椎所和大连自然博物馆有关人员对该地点联合进行了抢救性发掘和清理工作，主要目的是继续收集散落的化石、了解动物群的基本构成、揭露洞穴原貌及判断洞穴规模与走向等；主要工作内容为挖掘采集大哺乳动物化石、筛洗小哺乳动物化石、标本整理和初步鉴定以及动物骨骼测年等。通过抢救性发掘，采集了大量属种多样的哺乳动物化石，包括东北地区首次发现的纳玛象(Palaeoloxodon namadicus)、巨颏虎(Megantereon nihowanensis)以及伴生的居氏大河狸(Trogontherium cuvieri)、猕猴(Macaca sp.)、梅氏犀(Stephanorhinus kirchbergensis)、三门马(Equus sanmeniensis)、葛氏斑鹿(Cervus(Sika)grayi)和德氏水牛(Bubalus teilhardi)等，初步推测其地质时代很可能相当或早于中更新世，具有重要的科研意义；此外，还发现了一批以燧石、砂岩、脉石英等为石料的疑似人工石制品和大量有明显砍砸痕迹的动物骨骼及用火痕迹等古人类活动遗迹。
2015年初，东海水泥厂为了开采石灰岩炸开了金远洞西侧的石灰岩，这次放炮作业揭露出了金远洞堆积的主体，也使得我们对该洞穴的规模和洞穴堆积物中化石层的分布有了新认识。之前金远洞被认为是规模不大的裂隙或洞穴(高约3m、宽约4m)，但洞西壁的岩石全塌落后，出露了可见厚度大于40m、底部长128m(剖面底部，实际底部未知)的十分罕见的大型洞穴堆积(图 2)。金远洞的洞穴堆积不仅规模大，而且富含哺乳动物的化石层，是不可多得的生物地质载体，为野外发掘提供了良好的条件。于是，中科院古脊椎所和大连自然博物馆组成了联合考察队于2016年对骆驼山金远洞进行了系统的地质调查和野外发掘，出土了大量属种丰富的哺乳动物化石。在此，对2016年度的发掘工作进行阶段性总结。
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图 2 骆驼山金远洞堆积远景 Fig. 2 Distant view of Jinyuandong deposits |
金远洞位于辽宁省大连市普湾新区复州湾街道的骆驼山西坡上(百度地图位置：http://j.map.baidu.com/ARjoj)，地理坐标为39°23′59.01″N，121°41′20.28″E，距大连市中心约80km，距复州湾街道中心约6km。主要公路有瓦房店市-复州湾街道、普兰店市-复州湾街道，东距沈大高速公路16km，瓦(房店)五(岛)线铁路穿过本区，交通方便。
大连地区石灰岩地貌广布，岩溶地貌面积占东北地区75 %以上。骆驼山(图 1~2)为一西北-东南走向的孤山，因形似骆驼而得名，主要由奥陶系马家沟组灰岩组成，岩石具有可溶性[1]。复州湾地区古生代地层发育良好，该区位于中朝准地台的胶辽台隆Ⅱ级构造单元的西侧边缘，郯庐断裂带的东侧，复州-大连凹陷Ⅳ级构造单元之上。区内构造为二元结构，基底构造层由太古宙片麻岩组成，盖层构造层由晚元古代-古生代地台型沉积碎屑岩及碳酸盐岩组成。印支-燕山旋回构造运动对本区影响最大，其中起决定性作用的是郯庐断裂带，在盖层中广泛发育了北西向和北东向的断裂和褶皱构造，它们有规律的交织在一起，组成了区内主要构造骨架[1]。受郯庐断裂带影响，区内褶皱、节理等构造发育，在温暖地质时期，地表水、地下水沿节理面、褶皱破碎处溶蚀灰岩地层后，形成了众多溶洞。本区属新构造运动长期稳定、具有轻微抬升特点的地区，地貌类型为断(坳)陷堆积地貌的滨海洼地(代号Ⅲ3-2)，地貌结构主要由中低山、夷平面、台地、坡洪积4部分组成[1]。本区自晚新生代以来一直处于差异性上升隆起阶段，受抬升作用影响，一般是洞穴越高，时代越早。本区基本地貌类型属于中低山，海拔约100~300m，组成山地的地层岩性复杂，以古生代奥陶纪灰岩和石炭-二叠纪砂岩、页岩、硅质岩等为主[1]。山地经长期风化和剥蚀作用，坡地和缓[1]。灰岩地区发育裂隙和溶洞，其中充填第四纪的洞穴堆积物，金远洞即为其中之一。
金远洞是一处世界罕见的巨大型第四纪洞穴堆积遗址，规模远超此前在大连曾发现的海茂[2]和古龙山[3]，也超过辽宁省境内的金牛山遗址[4]和庙后山遗址[5]，以及江苏的汤山葫芦洞遗址[6]和驼子洞[7]、安徽繁昌的人字洞[8]、广西崇左的三合大洞[9]、重庆巫山的龙骨坡[10]、湖北建始龙骨洞[11]等，而可以与北京周口店的猿人洞[12]比较。金远洞洞顶高程83m，洞穴堆积物可见厚度逾40m，洞底宽128m，洞顶发掘面积逾600m2。金远洞堆积物土层分布规律清晰，以棕红色亚粘土、亚粘土为主，局部含角砾岩，脊椎动物化石含量极其丰富，并蕴涵着丰富的疑似古人类活动信息。金远洞洞穴堆积含有发育良好的5条钙质结核层和6条富含哺乳动物的化石层，为重建古环境，分析古人类演化发展的环境驱动力和适应生存方式将提供难得的观测平台。金远洞堆积可根据化石层和钙质结核层大致从上至下分为6层：
第一层，最上层主要为黄色粉砂土和砂质粘土，含较多的灰岩角砾，底部为钙质结核层，厚5~7m；
第二层也是以黄色粉砂土和砂质粘土为主，但所含的灰岩角砾少一些，底部为钙质结核层，厚3~7m；
第三层为黄色粉砂土，局部含灰岩角砾，底部为钙质结核层，厚10~12m；
第四层为紫红色砂质粘土，底部为钙质结核层，厚8~12m；
第五层为紫红色粘土层，底部为钙质结核层，厚10~13m；
最下层为粉砂土和砂质粘土，未见底，厚>8m。
3 发掘简况及成果 3.1 发掘简况发掘工作以水平方向和垂直方向相结合的方法进行清理。水平方向采用田野考古方法，布置1×1m和2×2m探方，水平向下逐层剥离土层，了解化石、人类活动遗迹在水平方向的分布状况，诠释化石形成规律、古人类在洞穴生活位置等(图 3)。垂直方向是沿洞穴剖面逐层寻找化石和古人类活动遗迹，以探求生物进化趋势、古环境及古气候演化规律、古人类活动在时间上的信息等。2016年重点发掘的层位是自上而下的第一和第四层，其他层位也做了部分发掘，出土了大量完整的及保存程度不等的哺乳动物头骨和肢骨化石(图 4)，还出土了鸵鸟骨盆、鸟类头骨以及蛇等爬行类化石，其中以第四层最为富集；此外，还系统采集了古地磁和孢粉样品。
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图 3 金远洞堆积2016年发掘现场 Fig. 3 Excavations of Jiyuandong deposits in 2016 |
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图 4 金远洞堆积出土的部分头骨(a)和富集的骨骼化石(b) Fig. 4 A part of skulls (a) and conglomeration of bones (b) unearthed from Jinyuandong deposits |
根据2016年出土的化石材料野外修理的状况，目前初步鉴定出的哺乳动物化石种类超过了59种，主要如下：
灵长目 Primates
猕猴 Macaca sp.
翼手目 Chiroptera
菊头蝠科 Rhinolophidae
更新菊头蝠 Rhinolophus pleistoceanus
蝙蝠科 Vespertilionidae
南蝠 Ia io
普通长翼蝠 Miniopterus fuliginosus
鼠耳蝠 Myotis sp.
油蝠 Pipistrellus sp.
食虫目 Insectivora
猬科 Erinaceidae
韩氏刺猬 Erinaceus olgae
鼩鼱科 Soricidae
麝鼩 Crosidura sp.
水鼩 Neomys sp.
鼩鼱 Soriculus sp.
食肉目 Carnivora
鬣狗科 Hyaenidae
桑氏硕鬣狗 Pachycrocuta brevirostris licenti
？斑鬣狗？ Crocuta sp.
豹鬣狗 Chasmaporthetes progressus
猫科 Felidae
临夏西瓦猎豹 Sivapanthera linxiaensis
猎豹 Acinonyx sp.
泥河湾巨颌虎 Megantereon nihowanensis
虎豹 Panthera sp.
犬科 Canidae
鸡骨山狐 Vulpes chikushanensis
中华貉 Nyctereutes sinensis
震旦疑豺 Sinicuon dubius
直隶狼 Canis chihliensis
变异狼 Canis variabilis
狼 Canis sp.
熊科 Ursidae
奥弗涅熊 Ursus minimus
埃楚斯堪熊 Ursus cf. etruscus
棕熊 Ursus arctos
德宁格尔洞熊 Ursus deningeri
鼬科 Mustelidae
贾氏獾 Meles chai
狗獾 Meles leucurus
师氏貂 Martes zdanski
啮齿目 Rodentia
旱獭 Marmota sp.
居氏大河狸 Trogontherium cuvieri
兔形目 Lagomorpha
翁氏野兔 Lepus wongi
野兔 Lepus sp.
长鼻目 Proboscidea
纳玛象 Palaeoloxodon namadicus (？)
奇蹄目 Perissodactyla
马科 Equidae
三趾马 Proboscidipparion sinense
三门马 Equus sanmeniensis
犀科 Rhinoceridae
泥河湾披毛犀 Coelodonta nihowanensis
梅氏犀(基什贝尔格犀) Stephanorhinus kirchbergensis(？)
板齿犀 Elasmotherium sp.
偶蹄目 Artiodactyla
猪科 Suidae
李氏野猪 Sus lydekkeri
骆驼科 Camelidae
巨副驼 Paracamelus gigas
骆驼 Camelus sp.
鹿科 Cervidae
山西轴鹿 Axis shansius
大斑鹿 Cervus(Sika)magnus
葛氏斑鹿 Cervus(Sika)grayi
牛科 Bovidae
原大羚 Protoryx sp.(？)
小羚 Microtragus sp.
盘羊 Ovis ammon
羊 Ovis sp.
角羊 Oioceros sp.
裴氏转角羚羊 Spirocerus peii
扭角羚羊 Budorcas sp.
旋角羚羊 Antilospira sp.
羚羊 Gazella sp.
牛羊 Boopsis sp.
短角丽牛 Leptobos brevicornis
德氏水牛 Bubalus teilhardi
野牛 Bison sp.
此外，还有一件标本可能是海生哺乳动物海豚类的颌骨，尚待确认。上述种类的鉴定结果在标本经过室内的细致修理和进一步研究比较后还会有些变动。根据目前初步鉴定的结果，金远洞动物群在组成上种类最多的门类是食肉目和偶蹄目，分别占哺乳类种类总数的34 %和31 % (图 5)，而其他门类，如奇蹄目(8)、翼手目(8)、食虫目(6)、啮齿目(6)、兔形目(3)、长鼻目(2) 和灵长目(2) 的种类则相对较少。但是偶蹄目，尤其是偶蹄目中的牛科标本数量是化石中比例最大的。
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图 5 金远洞动物群的种类组成比例(目；种数；百分比) Fig. 5 Taxonomic composition of Jinyuandong fauna |
金远洞堆积出土的哺乳动物化石种类很多，随着发掘和研究的深入，动物群种类的数量还会增加，尤其是啮齿类。在分类学中相同的目中在生态上可能有区别，例如食肉目中既有食鲜肉的种类，如猫科、剑齿虎科和犬科的成员，也有食腐肉的鬣狗科成员及杂食的熊科成员及鼬科中的獾类成员。偶蹄目中有杂食的猪类及素食的骆驼科、鹿科和牛科成员。在素食的种类中有食树叶的嫩食者和食草茎的粗食者。金远洞堆积出土的哺乳动物在生态类型的组成上(图 6)以粗食者的种类最多，占哺乳动物总数的32 %；其次是食鲜肉的肉食类(18 %)、食性很广的杂食类及食虫类(均为15 %)和食嫩叶的嫩食类(13 %)；食腐肉的腐食类最少，仅占哺乳动物总数的7 %。
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图 6 金远洞动物群的生态组成比例(食性；种数；百分比) Fig. 6 Ecological composition of Jinyuandong fauna |
金远洞的洞穴堆积自上而下可大致可划分出6层，垂直方向的发掘除第二层外，其他5层都进行了揭露。由动物的生活习性分析和初步工作发现，第六层为粉砂土和砂质粘土，代表了一套时代较早的干冷沉积，化石较少，在第六层顶部和第五层底部的结合部发现有一层鬣狗粪，说明气候开始发生变化，喜暖的鬣狗大量进入该地区。第五层为紫红色粘土层，喜暖的动物如猕猴、纳玛象(？)、巨颌虎、梅氏犀(？)等生态组合特征表明，当时的气候是较温暖的；大型鱼类、鳖类及居氏大巨河狸等水栖或半水栖动物的发现，又证明这里也曾出现过一定面积的水域。依动物生态组合特征判断，当时的气候比现在温暖而湿润，指示一种间冰期的环境。第四层为一套浅紫红色砂质粘土，化石最为富集，出现了大量野牛、羚羊及变异狼等以稀树草原环境为主、适应力更广泛的动物，表明气候逐渐凉爽，丛林、草原开始扩大的自然环境；但是埃楚斯熊(Ursus etruscus)和李氏野猪(Sus lydekkeri)的存在说明仍然存在一定的森林。第三层至第一层堆积物为黄色粉砂土，出现旱獭等典型的干旱、草原类型物种，表明草原面积进一步扩大，森林开始退缩，气候偏向干燥的自然环境。
根据初步鉴定的化石组成推测，金远洞上部堆积物(第一、二层和第三层上部)的时代可能与周口店猿人遗址[12]相当，很可能属于中更新世，含有德宁格尔洞熊(Ursus deningeri)、棕熊(Ursus arctos)、变异狼(Canis variabilis)、旱獭(Marmota sp.)、李氏野猪等；而中下部堆积物(第四、五层)的地质时代大致相当于蓝田公王岭[13, 14]或狭义泥河湾[15, 16]，应为早更新世，含有巨颏虎(Megantereon nihowanensis)、桑氏硕鬣狗(Pachycrocuta brevirostris licenti)、东方埃楚斯堪熊(Ursus etruscus orientalis)[17]、纳玛象(Palaeoloxodon namadicus)(？)、短角丽牛(Leptobos brevicornis)、大斑鹿(Cervus magnus)(已记述[18])、山西轴鹿(Axis shansius)(已记述[19])、居氏大河狸(Trogontherium cuvieri)等。这是迄今东北地区发现唯一一处含有丰富大哺乳动物化石的早更新世的洞穴堆积地点，对研究东北地区哺乳动物辐射演化价值巨大。
自2014至2016年在金远洞洞穴堆积物中发现了近万件的动物碎骨，尤其在第五层中还发现了多件化石极为密集的大型化石胶结块(图 4b)，动物骨骼相互堆积在一起，而且动物种类也很单调，主要为鹿和猪的化石。自然情况下，化石保存在土层中不会如此破碎，即使破碎也不会出现如此多碎骨，很可能是人为因素造成的，即古人类食用动物肉体后将骨骼遗弃在洞穴中形成的，或是古人敲骨吸髓后留下的副产品。
除了骆驼山的金远洞堆积外，2016年还在骆驼山40m高程的半山腰又新发现一处富含脊椎动物化石的洞穴堆积——望海洞，采集到了肿骨鹿(Sinomegaceros pachyosteus)、葛氏斑鹿(Cervus(Sika)grayi)等化石。依据动物群及堆积物组成分析，该地点的地质时代很可能与周口店北京猿人遗址[20, 21]同期，具有寻找远古人类的巨大前景，应是今后我们重点保护、发掘和研究的化石地点。
致谢: 大连市科技局、国土资源和房屋局、普湾新区管委会和鞍钢复州湾粘土矿等单位对金远洞堆积野外发掘和保护给予了大力支持，孙文书、郭彦芳对化石标本做过修理，在此笔者表示衷心感谢；笔者还要感谢审稿人和责任编辑提出改进稿件的建议。
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, Wang Yuan②, Dong Wei②
, Liu Jinyuan①, Liu Yihong②, Gao Chunling①, Liu Jinyi②, Jin Changzhu②, Zhao Bo①
② Key Laboratory of Vertebrate Evolution and Human Origin of Chinese Academy of Sciences, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100044)
Abstract
The discovery of the fossiliferous deposits of Jinyuandong(39°23'59.01"N, 121°41'20.28"E) in 2013 at a limestone quarry in Luotuoshan(Camel Hill)of Donghai Cement Factory, Fuzhouwan, Dalian Municipality, Liaoning Province, attracted the attention of related experts. The joint team by the Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology of Chinese Academy of Sciences and Dalian Natural History Museum carried out rescure excavations at the deposits in 2014 and collected many mammal fossils and some presumed artifacts such as silex, silts and quartz, as well as other human activity traces. The main deposits were exposed during quarrying the limestone west of the Jinyuandong by the Cement Factory in the early 2015, with a thickness of more than 40m and a length about 128m at the bottom and a surface excavation area more than 600m2. And particularly, the deposits were developed with five layers of calcareous concretions and six layers with mammalian fossils. The joint team investigated and excavated the deposits systematically in 2016, especially the first and fourth layers labelled from the top to bottom, and collected a large amount of mammalian skulls and skeletons, in complete or fragmental states, as well as birds and reptiles. Paleomagnetic and spore-pollen samples were also collected. Based on the preliminary identifications, about 59 taxa of mammalian fossils were recognized. The mammalian fauna were taxonomically composed mainly of Carnivora(34%)and Artiodactyla(31%), and then of Perissodactyla(8%), Chiroptera(8%), Insectivora(6%), Rodentia(6%), Lagomorpha(3%), Proboscidea(2%)and Primates(2%). In terms of ecological composition, the fauna are dominated by grazers(32%), secondly by carnivores(18%), then omnivores and insectivores(both 15%), and browsers(13%), with scavengers the least(7%). Based on the preliminary identification, the upper deposits(the first, second layers and upper part of the third layer)are biochronologcially equivalent to those of Locality 1 of Zhoukoudian, i.e. the Middle Pleistocene, and those of middle and lower(the fourth and fifth layers)are equivalent to those of Gongwangling and Nihewan(s.s.), i.e. the Early Pleistocene. In addition, another locality named Wanghaidong with Sinomegaceros pachyosteus and Cervus(Sika)grayi on 40m's hillside of Luotuoshan were also discovered in 2016. It is a promising locality for Homo erectus for its fauna similarity with that of Locality 1 of Zhoukoudian and other equivalent sites.