智利北部塔马鲁加尔盆地Chipana硅结砾岩的起源、特征与石器管理：揭示更新世晚期人类适应超干旱环境的资源利用策略

本研究针对智利阿塔卡马沙漠早期人类（13,000–11,000 cal yr BP）的石料获取与技术适应问题，通过多学科方法首次系统表征了Pampa del Tamarugal（PdT）盆地Chipana硅结砾岩（silcrete）的地质特性与石器生产链（cha?ne opératoire）。研究发现该原生矿源为白硅结砾岩（含蛋白石二氧化硅的强硅化石灰岩），其四种岩相变体支持双面器（biface，13 cm）与单面工具生产，揭示了人类在极端环境下的本地资源开发模式，为南美最早狩猎采集者的迁徙与技术扩散提供关键证据。

　　

在智利北部广袤的阿塔卡马沙漠深处，距今约13,000年前，一群早期狩猎采集者面临着一个生存悖论：这片被称为"地球最干旱角落"的Pampa del Tamarugal（PdT）盆地几乎寸草不生，却蕴藏着一种能制造锋利工具的珍贵资源——硅结砾岩（silcrete）。长久以来，考古学家们困惑于这些史前人类如何在极端环境中获取并利用石器原料，以及这些行为如何反映他们的迁徙路线与技术策略。Chipana遗址的发现为解答这些问题打开了一扇窗，这里不仅是已知PdT地区最大最古老的石器原料产地，更保留了从原料开采到工具制作的全套证据链。

由Katherine A. Herrera和Nicolas Blanco领衔的研究团队采用创新性的"岩石考古学"（petroarchaeology）框架，结合地质学与石器技术分析，首次系统揭示了Chipana硅结砾岩的形成机制与技术价值。通过扫描电镜（SEM）和岩相分析，团队确认这种白色硅结砾岩实质上是完全被蛋白石二氧化硅（opaline silica）替代的石灰岩，其纤维状二氧化硅结构（fibrous silica）赋予其完美的贝壳状断口（conchoidal fracture）——这是打制石器的理想特性。考古分析则显示，此处是专注于双面器（biface）生产的石器作坊，最大工具达13厘米，同时存在单面工具（unifacial tools）的次级生产链。

研究运用了四项关键技术：1）扫描电镜（SEM）元素分析鉴定岩石成分；2）岩相学（petrography）观察微观结构；3）石器技术经济学（techno-economy）方法重建操作链（cha?ne opératoire）；4）地层年代学（14C测年）确认人类活动从12,800 cal yr BP延续至670 cal yr BP。样本来自Chipana遗址地表采集与地层发掘。

【The Chipana Formation: A primary source of silcrete】
地质调查揭示Chipana组（下-中中新世）是PdT地区唯一的硅结砾岩原生矿源，其形成与成岩作用（diagenetic activity）相关。四种岩相变体（facies variations）的识别，解释了人类对不同品质原料的选择性开采。

【The silcrete from Chipana: geological characteristics and technical qualities】
SEM检测到石灰岩特征元素（如粘土、石英），而岩相学显示微晶/隐晶质石英（microcrystalline/cryptocrystalline quartz）完全取代原岩结构。这种硅化作用（silicification）产生的均质结构，使其打制性能优于周边其他岩石。

【Techno-economy and the "cha?ne opératoire"】
石器分析采用Tixier（1980）的操作链理论，发现双面器生产占据主导（占制品总量的73%），包括粗坯（blank）、预形（preform）和成品三阶段。次级生产链则产出刮削器（scraper）等单面工具，反映资源的高效利用。

结论部分指出，Chipana研究首次绘制了PdT地区的"石器景观"（lithic landscape），证明早期人类并非依赖远距离（>40 km）石料运输，而是高效开发本地优质硅结砾岩。这一发现改写了对南美最早定居者技术适应性的认知——在生物量极低的超干旱环境中，人类通过精细化开发地质资源（而非依赖生物资源）实现可持续生存。研究还为跨生态区（海岸-安第斯山）的人类迁徙提供了新的原料标记物，对理解南美晚更新世人口扩散具有里程碑意义。

讨论中特别强调，Chipana模式与秘鲁南部著名的火山岩（如Alca、Chivay黑曜岩）远程贸易网络形成鲜明对比，揭示出阿塔卡马沙漠独特的资源利用策略。作者建议未来研究应关注硅结砾岩工具在更广域考古遗址中的分布模式，以重建史前人类的交流网络。这项发表于《Quaternary Science Reviews》的成果，为岩石考古学在极端环境研究中的应用树立了新范式。