洞穴的知识

萨满

洞穴的知识 裴文中

一、绪论
洞穴，是旧石器时代考古工作者研究的主要对象之一。因为旧石器时代人类居住的地方不像我们今天的人类居住的高楼大厦，是用自己的智慧和劳动创造出来的，而是住在自然界生成的山洞或石窟里，躲避风雨、严寒以及猛兽的侵害。因之，在古代人居住过的洞穴里，一定遗留下他们吃食剩余的东西，如兽骨等烧火时残余的灰烬；遗留下他们使用的工具——石器、骨器等。在有的洞穴里，除了有上述的一些古代文化遗物或遗迹外，还能发现旧石器时代人类的遗骸。古代人类居住的洞穴，一般说都经过了他们的选择，而不是所有的洞穴都能居住。因此这就得研究洞穴的现状，推测古代人类居住洞穴的条件。由于我国的洞穴特别发育，洞内堆积物也极为丰富，因此洞穴的研究，应有专门的学科(即洞穴学)和专门的人员来从事这方面的工作。洞穴的研究与水文地质、工程地质以及第四纪地质等各门科学都是密切相关的。本课共分六节，对洞穴作了一般的叙述，作为同学们在今后工作之中的参考。
二、洞穴的形成
(一)形成洞穴的岩石
凡易于溶解的岩石，都可以生成洞穴。一般常见的岩石有石灰岩、白云岩、大理岩以及砂岩等。这几类岩石，尤其是石灰岩，在我国境内的分布十分广泛，因而在有石灰岩的山
区，几乎都能见到各种奇特的洞穴。
(二)形成洞穴的作用
1、地下水的作用：天空降下的雨水，一部分沿着山沟流人河中，另一部分则从地表沿着岩层的孔隙渗透到地下，成为地下水。地下水含有的二氧化碳、有机酸以及硫酸根等化学成分，在地表流动时与碳酸盐类的岩石(如石灰岩)起化学反应，发生溶解作用，形成喀斯特洞穴。
2、地壳运动：由于地壳发生运动，当地壳上升之时，地下潜水面就下降；地壳下降时，潜水面就上升。这种升降作用，对于石灰岩来说最容易造成破坏，所以在河流两岸，往往形成与河流阶地高度一致的洞穴，即所谓的阶地型洞穴。
3、地质构造：在石灰岩受到了褶曲、断裂以及多节理的地方，最能被地下水溶解成喀斯特洞穴。我们知道，岩层的孔隙越多，地下水的渗透率就越大，从而加快了对岩石的溶解作用。
(三)洞穴形成的过程
在石灰岩的山区，岩石的表面由于雨水作用，溶蚀成细小的漏斗或凹地。当这些漏斗和凹地恰好处于多节理或断裂带的地区，漏斗就会逐渐被地表水和地下水溶蚀扩大成溶洞。与此同时或之后，倒塌崩落的石块或碎屑物质将漏斗底部阻塞，并且慢慢地被胶结起来，于是地下水就向漏斗的四周水平方向扩展，形成较大的洞穴。这种作用如果再继续下去，在接近地面最薄的石灰岩壁处就会很容易地被溶蚀出通外界的洞口。有了通地面的洞口，就很可能成为古代的人类或者动物的居住地。
三、洞穴堆积的成因类型
(一)人为的堆积
旧石器时代的人类，他们完全依靠自然界形成的洞穴来居住，因此他们在洞穴里遗留下了许多宝贵的文化遗物或遗迹。总的来说，可以分为如下三类堆积：第一类是居住的洞穴：在古代人类居住的洞穴里，他们吃食剩余的东西，如动物的骨骼和软体动物的外壳等，他们烧火时残余的灰烬、烧骨、烧土和烧石等，他们使用的工具——石器、骨器等，堆积成所谓的文化层。第二类是墓葬：人类发展到了旧石器时代晚期，已开始有了墓葬(如山顶洞人)，因此在这类洞穴里，保存着比较完整的遗骸。从人类有了私有制以后，他们就开始用实物殉葬，如生前使用的器物和工具。第三类是工作场所：在洞穴里也有古代人类制造石器剩下的石器原料和废石片等。
(二)动物的堆积
有一些穴居的动物，如箭猪、獾、鬣狗、洞熊、狼等，它们死了之后，骨骼保存下来了。此外，它们的粪便也能保存，如周口店中国猿人化石产地，就有几层鬣狗粪化石。另一种情况是一些食肉类的动物，如虎、豹等，它们将捕获的动物带进洞里，吃剩下的骨骼也保存下来。此外，是一些翼手类动物，如蝙蝠，除了它们死后的骨骼能保存外，也堆积了大量的粪层。

(三)机械的堆积
1、角砾岩：组成角砾岩的物质来源有如下几方面：(1)由于地下水的作用，将破坏的石块或碎屑物质堆积在洞里；(2)由于动力的作用，使洞顶塌落的大块角砾岩堆积起来；(3)重力作用使洞顶或洞壁的石块掉入
洞里。这些角砾被地下水中的碳酸钙物质和一些粘土质的东西胶结，则形成坚硬的角砾岩。
2、砂岩或砂层：当地壳运动以下降为主时，靠近河床的洞穴里的地下水面则与河流相通。河床水位上涨之后，大量的砂粒就被地下水带人洞内，堆积成砂层。在砂层之中，有时可以发现在水中或水边生活的动物化石，如水獭。
3、土状堆积：在高出地面不多或者比地面还低的一些洞穴，当洞口打开之后，洞口附近的堆积物质被水流或风的作用带入洞内构成土状堆积，其组成物质多半为砂质土。
(四)化学沉积
凡属于石灰岩形成的洞穴里，几乎都有化学沉积物。因为地下水将石灰岩溶解之后，水中携带的碳酸钙物质由于蒸发而沉积，同时水中的二氧化碳也由于压力减低从水中跑出，使碳酸钙质沉淀，构成了钟乳石层和位于洞顶的石钟乳，位于洞底的石笋，位于洞壁的石幔和石球，以及洞顶往下的钟乳石与洞底
往上的石笋连接成的石柱等。钟乳石层的形
成，往往能代表洞内某一时期的堆积间断，因
此在堆积层中发现了钟乳石层，应仔细地观
察和研究，了解其上下堆积的岩性和接触关
系。
四、洞穴堆积地质时代的划分原则
划分洞穴堆积的地质时代，和其他地层时代的划分一样，依靠动物化石、人类化石以及岩性的对比等方法。
(一)动物化石
以周口店第12地点代表更新世初期的洞穴堆积为例，其主要的动物化石有：剑齿虎(Machairodont sp)、德氏爪兽(Postschaizo—therium chardini)、维氏狒狒(cyneephaluswimant)。代表更新世中期的中国猿人化石产地发现的主要动物化石有：剑齿虎(MachairodusineXpectatus)、中国鬣狗(Hyaena sinensis)、
肿骨鹿(Euryceros pachyosteus)、德氏水牛(Bubalus toilhaodi)、三f1马(Equus san—meniensis)、纳玛象(Palae010xodon namadi—cus)等。代表更新世晚期的山顶洞发现的主要动物化石有：最后鬣狗(Hyaena ultima)、犀牛(Rhinoceros sp)、大鸵鸟(stmthi01ithus)等。
(二)人类化石
代表中更新世中期的有中国猿人；代表晚更新世初期的有马坝人；代表晚更新世晚期的有山顶洞人。
(三)岩相的对比
1、洞内的岩相对比。
2、洞内与洞外的岩相对比：
(1)堆积物的物质成分；
(2)堆积物的结构及其产状；
(3)堆积物的胶结程度及胶结物质；
(4)堆积物的颜色；
(5)堆积物的厚度。
五、我国洞穴堆积的分布概况
根据目前所收集的资料，在我国洞穴的堆积不仅广泛，而且是极为复杂的。从下更新统至全新统都有堆积。现就华南、华北具有代表性的各时代洞穴堆积列举如下：(见附表)
六、探查洞穴的注意事项
(一)古代人类居住的洞穴一般都具备
如下几点：
1、离水源(湖水、河水、泉水)近；
2、洞口离地面不高，并且出人非常方便；
3、洞口向阳(向南)，洞内干燥；
4、靠近山麓的孤山。
(二)探查洞穴记录的项目：
1、洞穴的地理位置：在×省×县×村，即××人民公社。
2、距××(固定标志)多少里，什么方向。
3、洞穴的名称及编号。
4、洞穴四周的情况(即地貌概况)：
(1)洞穴所在标高(距当地地平面或河面)：
(2)距河水及泉水有多远(河及泉的名称)；
(3)洞穴与河流阶地的关系；
(4)洞穴离山麓有多远，是否为孤山或平原山。
5、洞穴的形状(绘述描图，并注明方向)。
6、洞口附近的情况：
(1)有无化石碎屑；
(2)有无外来石片，如有，为何种岩石。
7、洞内的概况：
(1)洞内光线如何；
(2)洞内的深度、高度及宽度；
(3)堆积物的颜色；
(4)堆积物的岩石成分；
(5)堆积物的胶结程度及胶结物质；
(6)堆积物的相变情况，角砾的砾径及排列方向，大小角砾的百分比；
(7)洞内有无砂石、砂以及粘土等堆积；
(8)堆积物的厚度及上下层次的变化；
(9)不同岩性的堆积及其接触关系如何；
(10)有无人类化石及石器：
(11)动物化石的种类；
(12)有无钟乳石层。绘制堆积剖面、洞内平面及剖面图，并附照片。
(三)探洞的简单工具：
1、手电筒(最好用5节电池的)或者电石灯；
2、火柴及蜡烛；
3、比较长的麻绳及粉笔；
4、罗盘、皮尺、铅笔及记录本；
5、一套发掘用的工具，如锤子、钩子、钻子、石膏、线绳、纸张等。

———————————《文物春秋》2004年第三期 纪念裴文中先生诞辰100周年