哥伦比亚中马格达莱纳河谷地区单面石器的技术选择与形态变化

《Journal of Archaeological Science》：Technological Choices and Shape Variation of Unifaces from Middle Magdalena Valley, Colombia

本研究分析哥伦比亚Magdalena中游河谷霍洛斯 век时期的不对称工具，结合技术分析与3D几何形态测量，探讨生产系统的同质性与异质性。通过技术链框架分析发现，样本虽来自六个地表遗址，但材料以契尔为主，标准化毛坯和修整模式显示技术组织相对一致。3D形态学分析表明形状变异主要受原料限制和加工经济性影响，与工艺选择弱相关，支持单一技术系统的假设。

　　

马丽娜·冈萨雷斯-瓦拉斯（Marina González-Varas）|费利克斯·皮姆（Felix Pym）|卡洛斯·洛佩斯-卡斯塔尼奥（Carlos López-Casta?o）|玛莎·卡诺-埃切韦里（Martha Cano-Echeverri）|安托万·卢尔多（Antoine Lourdeau）

UMR 7194 HNHP，法国国家科学研究中心（CNRS），PRéTROP团队，巴黎国家自然历史博物馆（Muséum National d’Histoire Naturelle）

摘要

本研究通过结合技术分析与三维几何形态测量方法，探讨了哥伦比亚中马格达莱纳河谷（Middle Magdalena Valley）全新世期间单面工具的技术策略和形态变异。样本包含165件主要由燧石制成的文物，来自河流谷地的六个地表采集点。三维分析应用于单面工具（n = 65件），而技术分析则针对剩余的石核、石片和工具等加工产物。在“操作链”（cha?ne opératoire）框架下，技术分析揭示了重复的生产方法、石块类型和修整模式，表明工具制造方式相对统一。鉴于文物的地表来源和多地点发现情况，我们的研究聚焦两个关键问题：这些文物代表的是同质的生产系统还是异质的生产系统？这些模式能揭示中马格达莱纳河谷人类的居住情况——是连续的传统还是复杂的文化层叠？此外，将生产技术与石器设计的几何变异相结合，能否帮助区分这两种情况？所有单面工具都制作了三维模型，以提取体积、曲率和对称性等指标。主成分分析（PCA）和群体间比较表明，形状变化与技术选择之间的关联较弱，说明尽管存在地点间差异，该组合仍反映了一个在功能需求与原材料限制及生产效率之间取得平衡的统一技术体系。这些结果展示了结合三维形态测量和技术分析方法在理解南美洲北部石器变异方面的潜力，并有助于更广泛地探讨热带和亚热带地区的技术组织。

引言

哥伦比亚的中马格达莱纳河谷（Middle Magdalena Valley, MMV）是了解热带低地早期技术组织的关键区域。在整个南美洲热带地区，这种长条形的单面工具（常被称为“蛞蝓形”或“平凸刮器”）与双面尖状工具并存，这些工具被用于适应森林和河流生态过渡带的研究中（Correal, 1977; ICAN-ODC, 1994; González-Varas et al., 2023; López, 2021）。然而，尽管这类工具很常见，但其在生产逻辑、结构组织和形态变异方面的特征仍不明确。本研究针对MMV地区进行了探讨，发现单面工具是前陶器时代石器组合中的常见组成部分（Otero and Santos, 2002; López, 2021; López, 2008; López et al., 2021）。

数十年来，对该地区的研究从将热带低地视为人类迁徙的通道或障碍，转向了强调人类与环境动态互动的历史生态视角（López-Casta?o and Cano-Echeverri, 2011）。区域调查显示，约13,000至9,000年前气候有所波动（Berrío et al., 2001），技术手段多样，包括单面工具和双面投射点（Berrío et al., 2001; Loaiza and Aceituno, 2015; López and Realpe, 2015; Salgado and Varón-Barbosa, 2019; Rodríguez, 2018）。大部分证据来自多个地点的地表采集（ICAN-ODC, 1994, López, 2019, López et al., 2021），分层遗址较少（López, 2008, López-Casta?o and Cano-Echeverri, 2011），这凸显了组合层叠、时间平均和地点间可比性的经典问题。在这种背景下，需要更精细的生产系统描述，以超越类型学标签，转向基于过程的解释。我们采用Bailey（2007）定义的“层叠”概念：即由多次沉积/居住事件积累的材料叠加和混合形成的时间平均组合，而非单一事件。在地表环境中，这种层叠通常涉及强烈的时间平均效应（Stern, 1994），使得 discrete occupations 的区分变得困难；此处所说的层叠指的是组合层面的混合和时间平均，可能发生在同一传统内或不同传统之间。

术语上的差异（如“蛞蝓形”、“平凸刮器”）都基于对石片基底上单一形状面的观察，但在形态学与技术标准之间的重视程度上有所不同（Calderón de la Vara, 1969; Laming-Emperaire, 1967, Lourdeau, 2010）。先前的研究强调了该地区从13,000至5,000年前使用类似双面和单面技术的文化的连续性（López, 1998, 1999, López, 2008, López, 2019, López, 2021; López and Cano, 2023）。然而，我们对这些技术的特征及其在空间和时间上的变化知之甚少。学者们强调需要使用基于“操作链”（cha?ne opératoire）分析和细致解读的明确技术结构标准，以更好地理解石器的制作和转化过程（González-Varas et al., 2023）。在此基础上，本研究将技术分析与三维几何形态测量相结合，以表征形状变化，并评估其是由生产选择、原材料限制还是维护过程所驱动的。

我们基于记录的地表来源和多地点特性提出两个问题：(1) MMV地区的单面工具形状是否反映了统一的生产模式，还是多种不同技术生产模式的混合？(2) 技术变量与三维形状指标的结合能否帮助我们区分：(i) 一个内部连贯的单一技术/生产系统（可能是通过多次居住时间平均形成的），以及 (ii) 结合了多种不同生产系统或传统的组合？

为解答这些问题，我们 (i) 在“操作链”框架下记录了石块、加工方法、修整模式和工具结构；(ii) 使用三维模型量化工具形状，并通过主成分分析（PCA）和群体比较得出体积、曲率和对称性指标。我们的综合预期很简单：如果变异主要是由层叠效应造成的，那么形状结构应与技术选择之间的关联较弱，导致技术群体在形态测量空间中有较大重叠。相反，如果技术变量与三维形状之间存在一致对应关系，则支持技术系统的统一性和设计空间的受限性。因此，本研究旨在澄清观察到的变异是源自单一的、内部连贯的生产系统，还是随着时间累积的不同技术传统的层叠效应。

考古与文化背景

马格达莱纳河（Magdalena River）流经哥伦比亚1,540公里，横跨300多公里，覆盖约9,000平方公里的区域，形成了加勒比低地与内陆高地之间的重要纵向通道，两侧由安第斯山脉的中部和东部山脉环绕（López, 2019）。这一战略性的低地通道连接了多样的生态区域，自晚更新世以来可能一直是人类迁徙的通道和反复居住的重点区域。

晚更新世至中全新世的古生态学

对南美洲西北部各种代用指标（如花粉、植物孢子、同孢子真菌孢子）的分析，划分了17,000至5,000年前的两个主要阶段（图1，补充材料：表1）。最初阶段（约12,000至9,000年前）经历了气候波动和森林扩张（Van Der Hammen, 1974），但在Quilichao-1和Carimagua等遗址也观察到干旱期（Behling）

材料

研究材料包括来自哥伦比亚中马格达莱纳河谷（MMV）不同地点的165件石器（图2）。这些文物来自地表采集和系统性的调查（ICAN-ODC, 1994; López, 2008），现保存在佩雷拉技术大学（UTP）、安蒂奥基亚大学博物馆（MUUA）和哥伦比亚人类学与历史研究所（ICANH）。

一般技术特征

所有文物的边缘状况从新鲜到中度磨损不等，边缘仅有轻微的碾压痕迹，这不会影响技术分析的可靠性。在分析的样本中，石核共20件，其中大部分由燧石制成（n = 14）。其余的文物由石英（n = 2）、石英岩（n = 2）和乳白色石英（n = 1）制成，重量差异较大。

讨论

哥伦比亚的中马格达莱纳河谷（MMV）为理解热带低地的早期技术组织提供了关键背景，尤其是单面工具方面。通过结合“操作链”（cha?ne opératoire）视角与三维几何形态测量，我们探讨了MMV地区的石器组合是否反映统一的生产系统，以及观察到的模式是否表明文化的连续性或文化层叠现象。技术分析揭示了重复使用的特征

结论

本研究对哥伦比亚中马格达莱纳河谷（MMV）的单面工具进行了技术和形态测量分析。通过结合“操作链”（cha?ne opératoire）和三维几何形态测量，我们检验了MMV地区的石器组合是否反映了一个连贯的生产系统，或是不同技术事件的层叠结果。结果表明，技术组织相对统一：燧石的反复使用、标准化的石块形状以及一致的修整模式表明技术体系的稳定性

作者贡献声明

马丽娜·冈萨雷斯-瓦拉斯（Marina González-Varas）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、方法论制定、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构建。费利克斯·皮姆（Felix Pym）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、研究实施。卡洛斯·洛佩斯-卡斯塔尼奥（Carlos López-Casta?o）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、监督、数据管理。玛莎·卡诺-埃切韦里（Martha Cano-Echeverri）：撰写——审稿与编辑

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究的开展得益于哥伦比亚人类学与历史研究所（ICANH）研究资料库的开放获取，以及Deyanira Méndez和Bernardo Quintero的慷慨支持，对此我们表示衷心感谢。同时，我们也非常感谢该大学“历史生态与文化遗产实验室”的同事Luz Marina Mora González、Hernán Pimienta和Jaime Tamayo的帮助。