长期以来，地表考古遗迹的识别一直被视为考古遗址勘探的一种可靠方法。地表是否存在考古遗迹都被视为重要指标，地表调查的结果常用于指导地下采样策略（Campana, 2008; Lewarch and O’Brien, 1981; Onken, 2023; Verhagen, 2013）。然而，当研究目标不是识别地表或浅层埋藏的考古遗迹，而是针对深层分层地层中的特定年代阶段进行针对性调查时，这种方法存在方法论上的挑战（Brandt et al., 1992; Kvamme, 2003）。
尽管人们不断努力创新和完善勘探方法，但考古遗址的发现率仍在下降（Keith and Carrell, 2009; Seebach, 2006; Shott, 2004; Surovell et al., 2017）。过去，考古学家通常依赖于偶然发现或专注于已知具有保存和居住潜力的遗址。例如，在北美寻找完整的晚更新世-早全新世考古遗址时，往往需要调查洞穴或岩棚（Finley et al., 2005; Goldberg and Mandel, 2008; Walthall, 1998），但这在整个考古领域都是普遍现象（Straus, 1979）。成功且有目的地识别这一时期的埋藏露天遗址仍然具有挑战性，且较为罕见（Seebach, 2006）。深入了解区域地貌历史至关重要，因为识别目标时期的沉积物分布有助于预测考古证据可能保存的位置，尤其是在缺乏地表露头的情况下（Artz, 2011; Hoffecker, 1988; Mandel, 2008; Onken, 2023; Surovell et al., 2017）。
越来越多的考古学家转向景观尺度的预测建模，以识别早期遗址的高概率区域。早期的大规模研究，如明尼苏达州的Mn/Model项目，整合了景观适宜性评估，以预测整个州的地质埋藏资源的潜力（Hudak and Hajic, 1999）。Artz（2011）基于这些概念为北部平原地区制定了地质考古指南，利用地貌沉积组合来评估在特定地貌环境中发现埋藏遗址的概率。这些研究表明，埋藏成分的发现往往与地貌的年龄和稳定性有关。最近的进展使用了高分辨率数据集来完善这些预测。Layzell和Mandel（2018）利用美国农业部自然资源保护局（USDA-NRCS）的土壤调查数据（SSURGO）开发了预测内布拉斯加州埋藏遗址潜力的GIS模型，而Bleeker和Mandel（2025）则将SSURGO土壤数据与LiDAR高程模型和水文信息相结合，为中西部溪谷中的埋藏文化遗址开发了高分辨率预测模型。这些模型强调了深入了解区域地貌历史对于考古遗址勘探的重要性。
在这里，我们开发了一种基于LiDAR的方法来分类怀俄明州冲积谷中的地貌，并展示了如何结合深部地质测试，这些方法为考古勘探提供了可靠的策略。怀俄明州东南部的哈维尔隆起区是一个早期北美居民的高概率区域。这一构造隆起暴露了富含资源的基岩，包括丰富的优质燧石和石英岩（Condra and Reed, 1935; Miller, 2016; Reher, 1991; Smith, 1903），同时拥有可靠的水源和狩猎栖息地，使该地区成为理想的居住地点（Kornfeld et al., 2016:414）。像Hell Gap（48GO305）这样的主要古印第安人遗址及其广泛的后克洛维斯时期地层（Irwin-Williams et al., 1973），以及Powars II（48PL330）——一个早期的古印第安人赤铁矿采石场（Frison et al., 2018; Pelton et al., 2022; Stafford et al., 2003），进一步凸显了该地区的长期重要性。
本研究主要关注帕滕溪谷（PCV），并在一定程度上也研究了相邻的布鲁姆溪谷，两者均位于哈维尔隆起区内（图1）。这些山谷中有由永久性泉水补给的蜿蜒河流，两侧是暴露出哈维尔组岩石资源的山丘。在这个排水系统中，帕滕溪与Deercorn Spring Creek和Sam Draw汇入布鲁姆溪，最终流入北普拉特河，注入现代的格恩西水库。
帕滕溪遗址（48PL68）最初由Henry Irwin、Cynthia Irwin-Williams和Sarah Keller于1960年进行调查，但在他们对Hell Gap的早期发掘之前并未引起太多关注。Hell Gap遗址保留了大部分古印第安人时期的地层，从约12,800年前的Goshen复合体开始，一直延续到约7,880年前的Frederick/Lusk文化复合体（Pelton et al., 2017），但缺乏后续的阿卡契克时期地层。这重新引起了人们对帕滕溪遗址的兴趣，初步调查显示该遗址有可能保存阿卡契克时期的地层，并具有较高的地层完整性（Keller, 1971; Wyoming State Historic Preservation Office, 1986）。1963年至1965年间进行了三个季节的考古调查，称为哈佛发掘，记录了河谷底部冲积层中保存完好的阿卡契克时期地层。哈佛发掘包括六个探沟，其中五个位于帕滕溪上游的上水洞附近，该永久性泉水从PCV涌出并补给河流，另一个位于附近山脊上的采石场废墟中。
怀俄明州考古学家办公室也对该地区的考古资源进行了调查和记录（Page and Troendle, 2022; Reiss, 1997）。最近，Rick Weathermon在怀俄明大学的领导下继续对PCV进行了研究，作为Camp Guernsey国民警卫队基地收购该土地后对考古资源进行记录的一部分。这些工作在48PL2363遗址的河谷侧坡上约2米深处通过钻探发现了Folsom投射点（University of Wyoming, 2021a），表明在先前未记录的河谷底部之外也可能保存有古印第安人时期的遗迹，这一发现成为当前研究的重要催化剂，因为在附近的Hell Gap遗址也发现了类似的埋藏古印第安人遗迹（Larson et al., 2009）。
本研究采用地质考古方法，包括地层分析、沉积学、遥感和放射性碳测年，旨在1）重建PCV的晚更新世和全新世地貌历史，2）识别与不同年代沉积物相关的特定地貌，特别是与古印第安时期相关的地层，3）测试这些模型在相邻布鲁姆溪流域中的遗址保存潜力。更重要的是，它为在其他缺乏地表露头的环境中有意识别埋藏考古遗址提供了潜在的模型。
