西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值_章典.pdf

收稿日期：2022-11-17；录用日期：2022-12-09；网络出版：2022-12-26Received Date:2022-11-17;Accepted Date:2022-12-09;Online first:2022-12-26基金项目：国家自然科学基金项目（41971110，41901098，41888101）；第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0601）Foundation Item:National Natural Science Foundation of China(41971110,41901098,41888101);The Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research(2019QZKK0601)通信作者：王蕾彬，E-mail：；张海伟，E-mail：Corresponding Author:WANG Leibin,E-mail:;ZHANG Haiwei,E-mail:观点PERSPECTIVEVol.14 No.1 Feb.2023 DOI:10.7515/JEE223004地 球 环 境 学 报Journal of Earth EnvironmentJEE引用格式：Citation:章 典,王蕾彬,程 海,等.2023.西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值 J.地球环境学报,14(1):1 8.Zhang D D,Wang L B,Cheng H,et al.2023.Chronology and artistic value of hands and footprints for prehistoric humans in Quesang hot spring,Tibet J.Journal of Earth Environment,14(1):1 8.西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值章典1，王蕾彬1*，程海2，张海伟2*，张盛达1，李腾1，张悦1，苏佳佳1，陈诗敏11.广州大学 地理科学与遥感学院，广州 5100062.西安交通大学 全球环境变化研究院，西安 712000Chronology and artistic value of hands and footprints for prehistoric humans in Quesang hot spring,TibetZHANG D.David1,WANG Leibin1*,CHENG Hai2,ZHANG Haiwei2*,ZHANG Shengda1,LI Teng1,ZHANG Yue1,SU Jiajia1,CHEN Shimin11.School of Geography and Remote Sensing,Guangzhou University,Guangzhou 510006,China2.Institute of Global Environmental Change,Xian Jiaotong University,Xian 712000,ChinaAbstract:The discovery of the Middle Pleistocene hominin hand-and footprints at an altitude of more than 4000 mon the central Tibetan Plateau has attracted extensive attention and high evaluation from domestic media and international academia of paleoenvironmental study,archaeology and anthropology.Among the review articles,we noticed that an article entitled“Footprints and Related Issues at Quesang site in Tibet”on the Journal of Hebei Normal University(Philosophy and Social Sciences),in which two questions on the“chronology”and 摘 要：青藏高原中部海拔超过 4000 m 的中更世古人类手脚印的发现引起了国内外古环境、考古、人类史学界的广泛关注，并予以很高评价。众多评论文章中，河北师范大学学报（哲学与社会科学版）上有一篇题为西藏邱桑温泉手脚印遗迹及相关问题的文章，对手脚印研究中的“年代”和“岩面艺术如何界定”这两个方面提出了质疑。因此特撰写此文，对这两个方面的质疑做出回应。本文将系统梳理 Zhang et al.（2021）所发表的手脚印“岩面艺术”中有关“年代学”和“艺术界定”这两方面的内容，从 U-Th 测年在碳酸盐沉积中的应用和史前艺术的特征等方面来解答部分学者对此研究存在的疑虑和误导，并提出本文的看法：U-Th 法是目前对邱桑温泉方解石泉华进行年龄测定的最合适方法，所测的年代是可靠的，并且“岩面艺术”一词是这些手脚印组合最适合的名称。关键词：岩面艺术；手脚印；质疑；年代学；邱桑温泉；青藏高原2地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE223004“parietal art definition”were aroused.Therefore,this article was written to respond to the doubts above.Here we systematically interpreted the reliability of the U-Th dating and provided the solid grounds for naming the parietal art for the hand-and footprints published in Zhang et al.(2021).We also put forward our concerns.Based on systematic analysis,extensive citations and detailed demonstration,we believed there were flaws and misleading in the critiques of Tang H S et al.s article in 2022.We believed that the U-Th method is currently the most suitable method for dating the travertine at the Quesang hot spring,and the dates are reliable.Besides,the term“parietal art”is the most suitable term to describe the hand-and footprints.Key words:parietal art;hand-and footprints;questioning;chronology;Quesang hot spring;Tibetan Plateau邱桑（又称却桑）温泉位于拉萨市西北约80 km 处的雄曲河畔，海拔高度 4265 m。1988年，章典等人在考察该区喀斯特温泉时，在其附近的碳酸钙泉华沉积层上偶然发现了第一组手脚印（18 个），后利用光释光测年方法测得其年龄约为 20 ka，该成果发表于 2002 年，这一组手脚印也成为当时青藏高原古人类活动的最早证据（Zhang and Li，2002）。2018 年，章典及其团队再次考察邱桑温泉区域时，在距原遗址 1.2 km、海拔 4060 m的古泉华沉积层上又发现了另外一组手脚印（图1）。经与国际研究团队和国内专家合作进行地质调查、U-Th 测年分析、3D 建模等形态学定量分析后，确定该手脚印组的创作年代介于 226 169 ka，同时通过形态学和考古学证据证明了该手脚印的组合为“岩面艺术”（parietal art）（Zhang et al.，2021）。该成果发表后立即得到美国考古学会会刊Archaeology的肯定，Powell（2021）将此手脚印的创作者称为世界上最早的艺术家。这项成果在同年入选 2021 年度世界考古十大发现之一，后又被评为 2021 年度中国地理科学十大研究进展之一。同时，该成果中的观点也得到了国内外学者的广泛肯定（Chen et al.，2022；Shen et al.，2022；Zaidel，2022；Zhang et al.，2022）。最近汤惠生等（2022）提出，Zhang et al.（2021）一文手脚印年代和“岩面艺术”的说法存在问题；实际上，这些问题在 Zhang et al.（2021）一文中已有详细解析。以下，本文将提取手脚印成果中已发表的证据，对汤惠生等（2022）提出的疑问进行系统解答，同时提出本文的观点。1 手脚印的年代汤惠生等（2022）在手脚印年代学方面主要存在以下几点疑问：（1）认为 U-Th 法应用于更新世方解石测年不可靠（引用 Bednarik et al.（2022）的观点）；（2）认为手脚印遗迹所在位置为裸露地表的“开放系统”，铀的比率会降低（引用 Bednarik et al.（2022）的观点）；（3）结合史料用邱桑温泉其他位置钙华沉积表面的藏文符号的年代（约 1 ka）认为手脚印的年代不可能为中更新世。关于第一点疑问，汤惠生等（2022）在年代学方面的质疑主要依据 Bednarik et al.（2022）在Rock Art Research所发文章。该文认同手脚印是“古老艺术”并提出“铀系测年方式应用在更新世方解石中所存在问题”的观点。U-Th 法是一项开始于 20 世纪 60 年代的放射性测年技术，自 70 年代起一直用于测定碳酸钙材料（例如方a：野外照片；b：3D 渲染照片。图 b 中的编号 1 8 分别表示手印 ZWH11、ZWH12、ZWH13、ZWH14 和脚印 ZWF21、ZWF22、ZWF23、ZWF24，引自 Zhang et al.（2021）。a:photography in the field;b:colour rendered 3D model.The labels 1 8 in the Fig.1b represent the handprints of ZWH11,ZWH12,ZWH13,ZWH14 and footprints of ZWF21,ZWF22,ZWF23,ZWF24,from Zhang et al.(2021).图 1 手脚印岩面艺术Fig.1 Parietal art-panel第 1 期章 典，等：西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值3DOI:10.7515/JEE223004解石或珊瑚）的年龄（Costa et al.，2020）。大量研究表明：U-Th 法由于其测年范围广、精度高，是测量相对纯净的方解石的成熟手段（Harmon et al.，1980；Douville et al.，2010；Cheng et al.，2013）。Schwarcz（1992）也指出，如果将 U-Th测年法应用于石笋、石灰华和湖相灰岩中的碳酸钙沉积，可以得到最准确的结果。在对手脚印岩层进行采样和矿物分析后，发现样品方解石含量很高，同时并未发现方解石变质与重结晶现象（Zhang et al.，2021；章典等，2022）。其他可用于碳酸钙泉华测年的方法也已尝试，未采用的理由已详细解释（Zhang et al.，2021；章典等，2022）。Bednarik et al.（2022）建议使用14C 测年方法对方解石进行测年；虽然泉华的成分至少 98%为方解石，但是14C 测年方法通常不能直接用于泉华沉积的年代测定，这是因为：（1）其中的碳可能并不具备放射性，或被“死”碳稀释而含量甚微；（2）即使泉华中有足够的有机质可以测试，其中的14C 来源也难以追溯（Pentecost，2005）。因此，目前14C 测年都是用泉华层相邻风化地层（崩、洪积层）中有限的有机质、碳屑、植物残骸等测年材料进行测试，测年范围小于 50 ka，不能满足古老遗址的测年要求。此外，在很多地球化学的研究中，通常只将方解石沉积物的14C 测年结果作为参考值来对比 U-Th 测年的结果，以分析方解石14C 测年中存在的诸多问题（Hoffmann et al.，2010；Genty et al.，2011；Griffiths et al.，2012；Southon et al.，2012）。关于“U-Th 测年方法不适合应用在更新世碳酸盐沉积中”的说法早已被大量的实例所批判（Pike et al.，2017），事实上，数以千计的方解石 U-Th 法测年结果已被成功地应用在更新世气候变化及更新世考古研究中，并发表在顶级科学期刊上（例如：Aubert et al.，2018；Hoffmann et al.，2018；Chen et al.，2019）。Pike et al.（2017）特别指出：“方解石的 U-Th 测年为目前存在的洞穴艺术测年提供了最佳的测年方法，对该方法提出不合理及毫无根据的怀疑将不利于整个考古学和第四纪科学界的发展”。关于第二点疑问，Bednarik et al.（2022）提出该遗址位于露天位置，因而属于“开放系统”，来自大气的降水会导致铀元素流失。实际上，Bednarik et al.（2022）将沉积学和化学里的开放和封闭系统与非专业的露天和非露天相提并论。确保沉积过程中铀系衰变处于封闭系统确实是进行铀钍法定年的先决条件，并且考虑到遗址暴露于地表，加之沉积物年代老，所以在测试时对样品是否为封闭系统进行了慎重分析，在 Zhang et al.（2021）的文章中不但提供了详细的数据支撑，而且也对这些数据进行了系统论述和分析。鉴于 Bednarik et al.（2022）和汤惠生等（2022）可能忽略了这些内容，故特在此一一进行阐述：首先，检验了邱桑温泉沉积样品的纯度，确定碳酸钙含量在 98%以上。此外，使用偏光显微镜对泉华样品薄片矿物成分进行观察分析，确定其均为较致密的方解石晶体，没有重结晶现象（Zhang et al.，2021）（图 2）。在钻取测年样品时，为了尽量避免风化作用的影响，选取岩层表面以下 1 3 mm 位置的样品进行采样（Zhang et al.，2021）。同时，从沉积地层学和地球化学两方面对样品的封闭性进行检验：（1）沉积地层学方面，当样品处于封闭系统时，其年代地层会按照沉积规律呈现由下往上逐渐变年轻的趋势。在手脚印所在泉华剖面内连续采样，测得的所有（40 多个）U-Th 年代结果均符合沉积地层年代的新老关系，未发现有年代倒置现象（Zhang et al.，2021；章典等，2022）（图 3），这个结果与汤惠生等（2022）提出的“风化作用或降水淋滤导致铀流失”所呈现的结果相悖；若表层铀元素流失，则年代结果理应上老下新，出现年代倒置。（2）地球化学方面，进行放射性 U-Th 同位素定年的重要条件之一是样品中用于年龄计算的母体238U、子体234U 和子体230Th 保持封闭，没有发生母体或后期子体的流失和加入，通过查看样品的234U 值和230Th/238U 活度比值等时线关系，可以检验体系是否为封闭状态。数据表明所有样品的234U 值和230Th/238U 活度比值均在封闭体系的等时线范围内，说明这些样品都处于封闭系统（Zhang et al.，2021）（图 4）。基于以上证据，得出手脚印组的年代可靠这一结论。关于第三点疑问，在邱桑温泉周围所有的古泉华沉积进行了广泛的地质调查和采样，经分析测试后发现该地区数以十计的古温泉口的沉积年龄从数千年到 50 多万年不等。同时，在调查中发现现代温泉也会沿冲沟产生泉华的沉积。在野外现代重建实验中，证实泉华软泥上的印迹可以在几年内固化成岩，因此邱桑温泉区域的温泉沉4地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE223004积年代理应介于 500 0 ka。该区有关泉华地层学的其他研究也证明该地泉华沉积具有多期性（Wang et al.，2016；Meyer et al.，2017）。因此，2002 年发现的手脚印遗址与最新发现的手脚印遗址相距 1.2 km，处于不同地层，它们的年龄不同这一事实在沉积学或年代学上并无不妥。汤惠生等（2022）认为泉华表层的“藏文”为1 ka 以内是有可能的，这证明了人类活动在该温泉一带是多期和频繁的。但建议对刻有藏文的岩层面进行详细的形态学分析和测年，而不只是单纯引用民间传说作依据证伪，这在科学上并不严谨。2 岩面艺术和手脚印的艺术价值的鉴定手脚印是否属于一种古老的艺术创造形式，需要考虑人类对艺术的理解和考古学对于史前艺术的界定。在发现手脚印之前，世界上最古老的艺术品为南非布隆博斯洞穴中砾岩上距今 73 ka 的抽象网纹岩画艺术（Henshilwood et al.，2018），西班牙洞穴中绘在石笋上的老于 64 ka 的红色图案艺术（Hoffmann et al.，2018），南非西开普岩洞中鸵鸟蛋壳上距今约 60 ka 的抽象雕刻艺术（Texier et al.，2010），以及印尼苏拉威西和加里曼丹岛洞穴中绘制的距今 50 40 ka 的手印、猪和野牛等动物岩画艺术等（Aubert et al.，2018；Brumm et al.，2021）。这些以现代视角看来笨拙而原始的创作被称为世界上最古老的艺术行为，是因为这些与现代艺术截然不同的作品属于人类艺术创作初期的作品，这也是史前艺术最重要的特征。岩面艺术一词是考古学中对在岩壁上所发现的史前艺术品的统称，由于这些原始的创作经常在洞穴中被发现（如上所述），因此又称为洞穴艺术。岩面艺术的创作形式包括绘画、雕刻和雕像等，其创作原型则包括古人类的肢体如手、胳膊等，古人类的猎物如疣猪、野牛、鹿豚等，古人类用于记录或信息传递的抽象符号如线条、网状图形等，以及古人类生活场景的具象化如捕猎野猪和矮牛的画面等等。世界各地发现的早期人类的创作被专业和非专业的报道广泛称之为“岩面艺术”。目前的研究表明：在早期的岩面艺术中，手印是频繁出现的原始艺术形式（Valladas et al.，2001；Aubert et al.，2018；Hoffmann et al.，2018）。这种利用灵活的上肢末端（手）来创作是古人类创作早期的一种典型特征（图 5）。邱桑温泉的碳酸岩沉积上的手脚印组中也包含了手印元素，以及下肢末端（脚）按压形成的脚印图像。称这些有意行为产生的图像为“岩面艺术”，在逻辑和习惯上均无僭越。在 Zhang et al.（2021）一文中用到“岩面艺术”这一术语来形容手脚印组合，但未对其艺术特征作详细论述。作为补充，最近在地理科学 期刊上发表的青藏高原古人类的艺术创作 基于中更新世手脚印形态分析一文（章典等，2022），着重阐述了该手脚印组合作为“艺术创作”的原因。以下就手脚印是否为艺术创作这一观点展开讨论。艺术（art）一词在古希腊时代被视为复制（模仿），这种概念理解可以从史前文物和历史文化中找到证据。关于什么是艺术，如今尚无公认的定义（Davies，1991；Stecker，1997；Carroll，2000）。在早期艺术发展过程中，现实主义（realism）盛行。随着人类复制（模仿）技能的图 2 手脚印样品（第层）的正交偏光照片（有 100%碳酸钙的块状灰色石灰华，结构致密）Fig.2 Photomicrographs for travertine samples from unit (massive greyish travertine with 100%calcium carbonate,dense structure)第 1 期章 典，等：西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值5DOI:10.7515/JEE223004不断提高，19 世纪以来在现代主义（modernism）和后现代主义（postmodernism）的影响下，人类对于艺术的“美学”观念呈现多元化的趋势（Holton，2001；Harris，2005）。目前已有的共识是：艺术作为各种人类活动及产物，涉及创造性或想象力的表达，以及技术熟练程度、美感和情感力量的呈现。可见，每一个历史时期对艺术均有不同的阐述。这也是本文要表达的重要观点：由于艺术具有时代性，不能用近现代艺术的要求对石器时代的艺术进行论断，批判“它们”不能称得上“艺术”，如同古人类打制石器的“技术”（在考古学中都称为技术）与现代技术不能相提并论一样。在章典等（2022）一文中认为邱桑温泉手脚印组合是一种人类早期的艺术行为，这种判断不仅限于考古学的认知，也包括著名的现代和古代的哲学家、美学家、艺术家对艺术的定义以及当代艺术实践的证据：（1）2 ka 前的亚里士多德（Aristoteles）和现代美学史家 Gombrich 都认为艺术本质是模仿或复制（mimesis or imitation），或是对现实世界的再现（Gombrich，1995；Heath，1996）。邱桑手脚印是两个少年有意在软泥上按压他们的手脚而制作的印迹，这无疑是对自己肢体器官的模仿及再现。（2）因为考古学至今并未发现更早的类似邱桑手脚印的存在，因而以软泥为画板，在其上制作手脚印的具象这一行为是富有创造性的，同时也体现了制作者的想象力。这一事实与美学家和艺术家对艺术的定义相符。（3）通过手脚印图像分析发现：其创造者能够将孤立的手或脚印组合成结构化的表达形式，该过程中展现了思维模式（设计）/视觉空间感知和具体操作过程。现代认知学家 Parke and Gauvain（2008）认为儿童在 7 14 岁时会组建图式。这种有意识的创造表现在手脚印的空间排列、手指的旋转、印迹重叠、手指张开程度、方向性和用力程度上（章典等，2022）。（4）艺术是人类精神文明的主要组成部分，为生活注入了超越基本生存的意义（Marchant and 图 3 手脚印岩面艺术地层剖面及年代Fig.3 Stratigraphic units and chronology for depositional sequences正斜率较陡的线为 U/Th 年龄的等时线（单位为 ka）。蓝色无限U/Th 等时线右侧没有等时线的区域表示通过封闭系统衰变无法获得的同位素组成。误差条表示石灰华数据和误差。样品单位在右下方插图中以不同颜色表示。蓝色等时线左侧的所有数据图都显示了它们的封闭系统行为，没有明显的成岩作用（引自 Zhang et al.（2021）。Lines with steep positive slope are contours of U/Th age(labelled in ka).The area without contours to the right of the blue infinite U/Th contour represents isotopic compositions that are inaccessible through closed-system decay.The error bars show the travertine data and uncertainties.The color indicates sample units as listed in the inset at lower right.All the data plotted in the left side of the blue contour suggests their closed-system behavior without significant diagenesis.(from Zhang et al.(2021).图 4 234U 和230Th/238U 比值Fig.4 Plot of measured 234U and 230Th/238U activity ratio6地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE223004Mott，2016）。手脚印的创作并未包含基本生存技能训练的痕迹，因而本文认为它的制作超越了基本生存这个目的。（5）人类通过手脚印艺术创造来表达信息、思维、想象，进行自我表演（proprio-performative）或完成生态自我（ecological self）（Dobrez，2013；David，2017）。在石器时代，手的刻画是一种常见的岩面艺术主题，它是个体、精神存在和祖先存在的象征标志。在保存至今的考古发现的艺术记录中，手印是最普遍的表征类型（Hodgson，2006）。其以印迹的形式记录了感知心理学所说的“生态自我”。它不仅仅是一个“签名”，也是一种“本体表演”，即将个性的铭文与思想表达相结合（David，2017）。这种表达与现代艺术家们在好莱坞中国大剧院门外按压手脚印的行为（图 6）以及香港星光大道上手印模板设计的初衷相同。哲学家马丁海德格尔将艺术解释为一种手段，通过这种手段，个体在群体中发展了一种自我表达的方式，解释和记录的媒介（Goold，2014）。在现代，以手脚印制作的艺术品屡见不鲜，学校和幼儿园也会将手脚印的制作作为艺术训练课程之一。3 结论经过对青藏高原古人类手脚印的印迹学、解剖和形态学方面的分析，证实其的确是古人类在碳酸钙软泥上有意压制而成。该软泥固化成岩时间（U-Th 年代）为 226 169 ka。沉积地层学和地球化学证据显示沉积物在地质历史过程中一直处于封闭系统。按照考古学的定义，该手脚印组属于岩面艺术；基于艺术家、哲学家、美学家对艺术本质的定义、现代人的艺术实践，以及考虑史前艺术原始、狂野、高度抽象和概括的特征，将手脚印的创作过程界定为一种人类的古老艺术创造行为；该发现也给考古学、艺术史学、古人类认知科学、古人类环境适应能力等方面的研究带来了新的挑战。科学和重大考古发现总是会引起争论，这是推动学术进步的基本步骤，但这种争论应基于科学的本质，即基于方法、数据和实证，而不是基于立场。希望此文可以回答汤惠生等（2022）对测年方面和对艺术定义这两方面的疑问，感谢他们对此研究的关注。同时，在质疑现有观点之前需要理性、认真地对所质疑的文章进行研读，以免错失关键的描述、分析、图件及数据。非常欢迎来自各界人士怀着促进学科进步、方法改进以及推动科学和考古学发展的积极愿望，对本文相关研究结果进行科学质疑和提出专业的建议。致谢：衷心感谢伯恩茅斯大学 Matthew Bennett 教授给予本文有益的意见和技术指导！参考文献汤惠生,夏格旺堆,吕红亮.2022.西藏邱桑手脚印遗迹及相关问题 J.河北师范大学学报（哲学社会科学版）,图 6 好莱坞中国大剧院门外电影艺术家们的手脚印组合模板Fig.6 Combination template of hand and footprints of artists at the Graumans Chinese Theatre forecourt in Hollywooda：阿根廷佩里托莫雷诺手印洞，约 7 ka（Gradin et al.，1976；Trofimova and Trofimov，2019）；b：西班牙卡斯蒂略洞，约37.3 ka（Garca-Diez et al.，2015）；c：法国科斯凯尔溶洞，33 ka（Valladas et al.,2017）；d：印度尼西亚苏拉威西岛洞穴手印艺术，35 40 ka（Cyranoski，2014）。a:Cueva de las Manos,Perito Moreno,Argentina,about 7 ka(Gradin et al.,1976;Trofimova and Trofimov,2019);b:Cave El Castillo,Spain,about 37.3 ka(Garca-Diez et al.,2015);c:Cosquer Cave,France,33 ka(Valladas et al.,2017);d:cave handprint art in Sulawesi,Indonesia,35 40 ka(Cyranoski,2014).图 5 石器时代世界各地的手印艺术Fig.5 Handprints as paleolithic art around the world第 1 期章 典，等：西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值7DOI:10.7515/JEE22300445(5):77 85.Tang H S,Xiage Wangdui,L H L.2022.Footprints and related issues at Quesang site in Tibet J.Journal of Hebei Normal University(Philosophy and Social Sciences),45(5):77 85.章 典,王蕾彬,Matthew R Bennett,等.2022.青藏高原古人类的艺术创作基于中更新世手脚印形态分 析 J.地理科学,42(5):782 790.Zhang D D,Wang L 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