秋天晨雾中的尼勒克县河谷
兰州大学等机构研究人员近日合作发表的一份论文，将人类最早系统燃煤的历史推前了约一千年，该项研究通过多学科证据，揭示了中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址先民自3600年前起已系统利用烟煤作为燃料。
7月26日，在兰州大学资源环境学院董广辉教授的指导下，该学院博士生仇梦晗牵头，联合新疆维吾尔自治区文物考古研究所、中国人民大学等研究机构的科研人员，在Science Advances（《科学·进展》）期刊合作发表了题为“Earliest systematic coal exploitation for fuel extended to ~3600 B.P.”（最早系统开发煤炭燃料推前至距今约3600年）的研究成果。
据兰州大学方面介绍，有关史前时代系统开发煤炭燃料的直接证据始终缺失，直到中国新疆伊犁尼勒克县吉仁台沟口遗址的考古发掘工作浮出水面。
2015年，新疆维吾尔自治区文物考古研究所开始对吉仁台沟口遗址和墓地进行考古挖掘，发现了煤炭的使用，还发现了冶铜活动的相关证据。截至2020年，新疆文物考古研究所联合中国人民大学对吉仁台沟口遗址进行了系统的考古发掘，清理出土了丰富的考古遗存，其中包括中国新疆史前时代最大的单体建筑和规模宏大的高台墓葬。这些发现表明吉仁台沟口遗址很可能是该时期伊犁河上游地区的一处中心性聚落。
世界早期用煤遗址和研究区地图
“中国人民大学的韩建业教授知道我们有一个出色的环境考古研究团队，擅长动植物遗存分析、同位素分析，也可以做测年、元素分析等多项工作，所以推荐我们到考古工地合作开展研究。”董广辉教授说。
2018年，董广辉教授等在吉仁台沟口考察采样。
已在兰大求学9年的仇梦晗如今是资源环境学院自然地理学专业的直博生，当时刚刚本科毕业确定保研的他也参与到这项研究中。为了更加了解考古发掘工作、对遗址本身的考古学意义有更清晰的认识，从2019年开始，他每年都要在吉仁台沟口遗址待上两个月甚至更长时间。
尼勒克县城附近的喀什河河道
研究团队通过大量地对吉仁台沟口遗址进行碳十四测年，并利用贝叶斯模型对年代数据进行统计分析，将遗址主要的人类活动厘定为两个时段，即距今4500–4300年（早期）和距今3600–2900年（晚期）。其中遗址的主体属于晚期阶段，大量的煤炭遗存广泛出土于这一时代的文化地层中。
在遗址中有成堆放置的煤炭，一般分布在房址的周边，这很可能是古人有意为之，方便随时取用。在房址的地面上，有时候会发现灰色的煤灰，还有一些没有完全燃烧的煤，在一些炉子和房址的火塘里也存在煤渣。
吉仁台沟口遗址发掘现场全貌
研究团队对遗址周边的6处煤层露头和遗址中采集的部分煤炭样品进行了锶钕同位素、碳氮元素含量、以及38种微量元素含量的测定，发现其中三处煤炭露头与遗址遗存的煤炭联系更紧密，很可能是遗址煤炭的来源，表明古人煤炭选择的多源性。同时，遗址中的煤炭碳含量相对较高且比较稳定，但是不同露头的煤炭碳元素含量的波动比较大，说明人类可能已经了解到不同地点煤炭性质的差异，进而有选择地取用了更优质的煤炭。
吉仁台沟口附近喀什河边出露的煤层
地球化学分析揭示煤炭性质和来源
在后来的发掘中，考古队还在遗址中发现了木车，或许能解释古人运输煤的交通工具问题。“这些考古学现象揭示了一个完整的有关煤炭燃料开发的证据链，表明当时人类已经系统地开发使用煤炭燃料。”仇梦晗说。
与煤炭利用相关的考古遗存
团队推测，到遗址晚期时，相对寒冷的气候导致了周边植被的退化，特别是针叶林的萎缩。规模更大的聚落和更强的冶金活动所带来的燃料能源需求，叠加上木材资源供给的减少，共同激化了当地社会与环境间的矛盾，最终促使当地人群打破传统，进行能源转型。
选择性开采、有计划的存储以及生产生活中广泛的燃烧利用，表明煤炭并非为某一社会阶级或某个生产部门所独据。“在吉仁台沟口，系统开发烟煤燃料最终促进了一个独特的复杂化社会的形成。”仇梦晗说。
古气候记录与区域人类活动历史
下一步，团队一方面会继续拓展研究区域，探寻周边甚至更远的地方是否有新的证据，推进对于早期用煤的时空分布特征的认识。另一方面，团队着眼大量燃煤后产生的环境影响，不只局限于局部的土壤污染，还计划对遗址不远处的湖相沉积地层开展研究，进一步完善对史前时代煤炭资源利用的认识。
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