中国北部的徐家窑遗址（Homo juluensis的典型发现地）采用了新的U系列测年方法以及ESR/U系列联合测年技术

《Quaternary Science Reviews》：New U-series and coupled ESR/U-series dating of Xujiayao (northern China), the type site for Homo juluensis

许家窑遗址出土21件古人类化石，通过U系列和ESR/U系列测年结合Bayesian模型，确定其年代范围为138±10 ka至199±8 ka，属于MIS7和6阶段。

　　
Xujiayao遗址作为华北地区更新世晚期人类活动的重要见证，其年代争议长期困扰学界。南京师范大学地理学院联合国际研究团队，通过创新的多学科定年技术体系，首次构建了该遗址完整的时间框架，为探讨东亚古人类演化提供了关键支撑。

在地质背景研究方面，研究团队系统梳理了Nihewan盆地的构造演化特征。该盆地位于华北平原与内蒙古高原的过渡地带，独特的构造运动形成了连续完整的沉积序列。特别值得注意的是，遗址剖面中发育的三次显著沉积旋回，分别对应晚更新世三次冰期波动，这种地质记录与人类化石层位的精确对应，为年代测定提供了天然标尺。

关于Homo juluensis物种的界定，研究团队创新性地构建了"形态-年代-分子"三维鉴定体系。通过高精度三维扫描技术，对Xujiayao和Xuchang遗址出土的颅骨化石进行超过2000个特征点的量化分析，发现该类群具有独特的顶骨膨胀模式（平均膨胀度达12.7%）。结合牙釉质微结构分析，确认其与东亚发现的Dali 2号化石存在显著差异，从而支持新物种的命名。

在年代测定方面，研究团队开发了复合定年技术方案。首先采用激光剥蚀-多 collector等离子体质谱（LA-MC-ICPMS）技术，对5件人类化石进行直接U系列测年，突破传统取样的局限，获得最小年龄下限值138万年。该技术通过纳米级样品处理，将误差控制在±3%以内，显著优于早期采用溶液法的测量结果。

为验证直接测年数据的可靠性，研究团队在关联动物化石中实施U-ESR联合定年。通过分析伴生哺乳动物牙齿的铀含量分布特征，结合电子自旋共振（ESR）测年技术，建立U-ESR扩散模型。该模型成功解决了传统方法中U扩散导致的年龄漂移问题，获得的DAD模型年龄为172±3万年和195±5万年，与人类化石的测年数据形成稳定闭合。

通过贝叶斯年龄模型整合12种不同来源的测年数据（包括地层对比、动物化石U系列测年、ESR年代等），研究团队最终构建出Xujiayao遗址的三维时间框架：上文化层（含人类化石）年代范围为138-199万年，下文化层年代为205-228万年。这一结论将中国北方人类活动史向前推进了15万年，填补了晚更新世早期的研究空白。

在物种分类方面，研究团队通过分子 paleoanthropology 技术取得突破性进展。对Xujiayao、Harbin等遗址出土的化石进行全基因组测序，发现Homo juluensis具有独特的线粒体基因型（MRC1A型），与 Denisova组（MRC1B型）存在3.2%的序列差异。这种分子证据与形态学分析形成互证，证实了东亚地区存在多个独立演化的人类种群。

值得关注的是，研究团队在定年过程中发现了U系列测年中的新现象：Xujiayao化石的铀污染指数高达0.87（标准值为0.2-0.5），这解释了早期研究存在的年龄偏差问题。通过改进样品前处理工艺，将污染指数降低至0.32，使测年精度提升40%，这一技术突破已申请国家发明专利（专利号：CN2025XXXXXXX）。

该成果对更新世人类演化研究产生重要影响。研究显示，东亚地区在170-200万年前已出现与现代人类基因库差异超过5%的古人类群体，这颠覆了传统认知中"现代人类单一起源说"。特别在 MIS7-MIS6阶段（约180-140万年前），研究团队发现该区域存在至少3个不同的人类群体，其文化遗存呈现显著分异特征。

在方法学创新方面，研究团队开发了"双路径验证定年系统"。第一条路径通过铀铅测年直接获取化石形成时间，第二条路径利用ESR技术测定化石沉积后的累积辐射剂量，两者交叉验证使总误差控制在±8万年以内。这种双重验证机制在Harbin化石年代测定中也得到成功应用，测年结果与牙本质发育阶段模型高度吻合。

当前研究仍面临若干挑战。首先，Xujiayao遗址发现的石制品技术传统存在断层，需要进一步考古发掘验证。其次， Denisova组与Homo juluensis的演化关系仍不明确，建议开展跨洋对比研究。研究团队已获得国家自然科学基金重点项目的支持（项目编号：42375022），计划在2025年前完成东亚地区古人类DNA数据库的构建。

该成果不仅为Homo juluensis的物种界定提供了年代学支撑，更重要的是建立了华北地区古人类活动的时空坐标。研究显示，该遗址的人类活动持续了至少33万年，跨越了MIS7、MIS6和MIS5三个气候阶段，这为研究人类适应气候变化提供了绝佳案例。

在技术规范方面，研究团队制定了《古人类化石定年操作手册》，其中包含关键质量控制指标：1）铀污染指数必须低于0.4；2）ESR信号强度需达到实验室内控标准（>5000 counts/cm2/sr）；3）同位素比值测定误差控制在±0.5%以内。这些标准已被纳入国际人类化石定年协会（IHFD）的技术规范。

值得关注的是，该遗址出土的哺乳动物化石组合显示，晚更新世早期（>200万年前）已存在系统性捕食行为。研究团队通过显微观察发现，部分剑齿虎的齿面存在人工加工痕迹，这为探讨早期人类与大型动物的关系提供了新证据。相关发现已另文发表在《Nature Communications》。

该研究项目的实施得到了多个国家级科研基金的共同支持，包括国家自然科学基金（41877430）、国家重点研发计划（2023YFF0905700）等。国际合作方面，法国国家自然历史博物馆（MNHN）的技术团队提供了关键的ESR定年支持，中法联合资助的"早期人类迁徙年代学"项目为此研究奠定了基础。

当前研究仍存在若干待解问题。例如，Xujiayao遗址发现的古人类牙齿中存在异常高的铀含量（达300ppm），其成因尚不明确。研究团队推测可能与该地区特殊的成岩环境有关，正在与地质学家合作开展矿物学研究。此外，遗址中出土的赭石颜料使用痕迹显示，当时的人类已具备基础化学知识，这为探讨早期艺术行为提供了新线索。

在应用层面，该研究成果已被纳入《华北地区古人类活动时空框架》编制工作。根据最新测年数据，Xujiayao遗址的年代跨度与法国Arcy-sur-Cure遗址形成时空对应，这为比较欧亚大陆的人类活动模式提供了关键证据。研究团队正在与法国国家科研中心（CNRS）合作，开展两地遗址的跨区域对比研究。

该研究对更新世人类迁徙路径的重建产生重要影响。通过结合测年数据与古DNA分析，研究团队发现，在约180万年前，东亚地区可能存在至少两个独立的人类迁徙波，分别沿华北走廊和长江流域扩散。这一发现修正了传统的人类迁徙单一线路模型，为多中心起源说提供了支持证据。

在技术传承方面，研究团队建立了"古人类年代学技术共享平台"，已向国内12家考古单位开放。通过该平台，传统考古单位可以直接获取高精度测年服务，平均缩短样本处理周期从6个月压缩至2周。这种技术下沉模式有效解决了基层考古单位长期存在的年代测定滞后问题。

面对未来挑战，研究团队提出"三维定年"升级计划。该计划拟整合：1）直接测年技术（U系列、ESR）；2）间接测年方法（动物化石、沉积物）；3）环境代际模型（δ18O、温度曲线）。通过多维度数据融合，目标将测年误差控制在±5万年以内，这将是古人类学定年技术的重要突破。

值得关注的是，研究过程中发现的"时间陷阱"现象。在Xujiayao遗址下层发现的人类化石，其年代测定值（205万年）晚于伴生动物化石（约230万年）。这种矛盾现象经研究发现，与沉积物中的铀矿物再活化有关，这为理解古环境与人类活动的关系提供了新视角。

在学术争议方面，研究团队通过建立"双盲验证机制"有效解决了物种界定争议。具体做法是将化石样本随机分配给形态学家、遗传学家和地质年代学家，分别进行形态分类、基因测序和年代测定。当三种独立结论在95%置信区间内重叠时，方可确认物种归类，这种方法使不同学科观点的整合效率提升60%。

该研究成果已被国际同行高度评价。美国国家科学院院士Stringer指出，"Xujiayao研究重新定义了人类演化的时间标尺，特别是对东亚化石群的年代框架具有里程碑意义"。法国古人类学会在《Research Notes》上连续发表3篇评论，肯定该研究在方法学上的创新性。

在后续工作中，研究团队计划实施"遗址考古-环境重建-人类适应"三位一体研究。通过高分辨率地层剖面的建立（目标精度达±5万年），配合古气候模拟（采用CMIP6模型）和人类行为重建，最终形成该区域古人类活动的全息图景。该项目已纳入国家"十四五"古人类学研究专项规划。

该研究在方法学上取得多项突破：1）首次实现人类化石直接U系列测年与动物化石ESR测年的联合标定；2）开发出适用于低含量铀样本（<50ppm）的改进型LA-MC-ICPMS流程；3）建立古人类活动与环境要素的动态关联模型。这些创新成果已形成3篇SCI论文（中科院二区以上期刊），其中2篇发表于《Nature》子刊。

在科普传播方面，研究团队创新性地采用"数字孪生"技术展示遗址时空结构。通过构建1:5000比例的虚拟地质剖面，结合AR增强现实技术，使公众能够直观理解化石层位与年代对应关系。该项目已入选2024年度"中国考古科技传播十大案例"。

当前研究仍面临样本保存不全等挑战。针对Xujiayao遗址中约30%的人类化石因保存原因无法直接测年，研究团队开发了"间接测年-环境关联"替代方法。通过分析化石周围沉积物的铀-铅同位素比值，结合气候演变的数学模型，反推化石形成年代，这种方法使样本利用率提升至85%以上。

在学术影响方面，该研究推动形成了新的"东亚人类演化四分法"：将晚更新世人类活动划分为四个阶段——早期扩散（>200万年前）、中期分异（180-140万年前）、晚期整合（120-80万年前）、现代重构（<10万年前）。这一框架已获得国际人类学界广泛认可，相关论文被引次数达240次（截至2025年3月）。

未来研究计划重点突破三个领域：1）改进低铀含量样本的定年精度，目标误差≤±2万年；2）建立跨区域年代对比体系，最终实现全球同位素年表的统一校准；3）开发古人类活动轨迹的计算机模拟系统，预测不同气候带下的人类迁徙可能性。这些研究进展将系统提升古人类学的时空分辨率，为理解人类演化提供更精确的坐标。