一、香港地區第四紀陸相地層的地質年代

　　根據前人的地質工作成果，香港地區的第四紀殘坡積層均爲更新世至全新世的産物，但對於地層的劃分却不盡相同。

　　第四紀地層具明顯的地域性，尤其是在早期，缺乏多重對比劃分的概念，各單位、各部門紛紛以自己工作區域爲地層組命名。廣州地理研究所在《深圳地貌》建立了珠江口東岸的第四紀地層組，與珠江三角洲有一定的差异（1983年）；中國科學院南海海洋研究所編著的《華南沿海第四紀地質》把下部沉積稱“禮樂組”，上部稱“桂洲組”（1976年）；地礦部第二海洋地質大隊對珠江口也另有一套第四紀地層劃分；香港大學嚴維樞按上、中、下海相、陸相層劃分了香港第四紀地層（1987年）；黎權偉把香港第四紀地層自下而上劃分爲赤鱲角組、黄崗山組、山下村組、坑口組和全新世坡積、洪積、冲積層（1997年）；《香港第四紀地質》把香港第四紀陸相地層由下而上分爲赤鱲角組和粉嶺組（2000年）。

　　爲了便於分析研究，本文以《香港第四紀地質》對香港地區第四紀地層的劃分方法，進行對比研究。

　　直接覆蓋在基岩之上的爲赤鱲角組的黄崗山層，OSL年代爲距今157，500±36，300～126，100±10，100 a；其上是山下村層，TL年代爲距今29，300±2，300～23，800±2，000 a，14C年代爲距今33，575±3，186～16，289±831 a；再上是不能分類層和未名坡積層，OSL年代爲距今196，100±2，600 a；赤鱲角組之上爲粉嶺組不能分類層，14C年代爲距今67，600±130～520±112 a；最上是未名坡積層，熱釋光年代爲距今22，200±300～1，400±200 a。

　　這一組測年數據，對香港大多數地方的陸相第四紀地層劃分有着普遍的指導意義。

　　二、黄地峒遺址地層光釋光測年

　　黄地峒遺址測年由國内外有水平的教研單位測定，科學性和準確度是不容質疑的，對遺址年代的確定有非常重要的意義。黄地峒遺址至今有四個光釋光測年，詳見如下：

　　1. 2005年：中山大學核輻射實驗室測定。

　　2. 2006年：中國科學院地球環境研究所（西安)測定。

　　3. 2006年：香港大學地球科學係測定。

　　4. 2006年：牛津大學光釋光年代實驗室（Luminescence Dating laboratory)測定。

　　第一和第二個測年是由我們在探方T4和T14採樣的；第三和第四個測年是由香港特區政府康樂及文化事務署（下稱康文署)在已回填的探方T4採樣。

　　（一）野外採樣方法

　　熱釋光測年與光釋光測年的原理基本相同，受熱激發的釋光稱爲熱釋光（Thermo  Luminescence，簡寫爲TL)，而受光所激發的釋光稱爲光釋光（Optically Stimulated Luminescence，簡寫爲OSL)，相對而言，光釋光測年樣品對光照射更爲靈感。自然光的强度比激光低多了，只要在採樣時多加留意，年代準確性是可信的。香港地質研究的土壤年代測定自上世紀九十年代開始已廣泛使用光釋光和熱釋光測年。

　　我們2005年和2006年黄地峒遺址光熱釋光泥土樣本的按自然層位采集的，每層采取一至兩個樣品，共11個樣品，這是目前大多數野外工作者所采用的方法。

　　樣品采集於探方T4和T14的剖面上，在每層的中間部位，横向挖入一個直徑約10cm、深約30cm的洞，在避光的條件下（采集時太陽已下山，且用黑色塑料布遮擋欲採樣的部位），2005年採樣用切去頂蓋的“易拉罐”插入土層中，抽取樣品，取出後隨即用黑色雙層塑料袋封口包裝。

　　2006年採樣改用不銹鋼管采集泥土樣本。採樣在剛剛清理好的剖面上，選擇適當的位置，用φ50，長約25cm的不銹鋼管，水平打入剖面中，爲了便於拔出，留2～5cm在外面。打入土壁後，立即封住外露的一端（即外口)，然後拔出鋼管，再封内口。並貼上標籤，註明樣號、層號和内、外口位置。由於坡積層中含大量岩塊，鋼管不易全部打入，對於風化强烈的岩石，鋼管雖可切斷，但石塊是不能用於作測試的，樣品中含砂量會顯不足。因此，每一層泥樣需取兩筒備用。

　　（二）取樣位置

　　2005年採樣在探方T4進行。地層劃分是依據泥土的顔色和土壤質地（即顆粒組成)。香港土壤研究的成果［駱永明 等 2007 《香港地區土壤及其環境》，北京，科學出版社。］，黄地峒遺址的基岩是硅積凝灰岩，遺址泥土爲基岩的風化土和坡積土，在香港土壤分類中屬於黄色濕潤富鐵土，呈酸至强酸性。地層剖面特性是砂質壤土、粘壤土、壤土和半風化母質的塊狀結構。T4和以下的T14探方的地層基本上與上述相同。

　　T4東北角地表高程10.57m，各層深度自東北角量度。各層取樣如下：

　　* 第1層，0～0.18m（L1），樣品T4L1，取自0.10～0.15 m；

　　* 第2層，0.18～0.50m（L2），樣品T4L2，取自0.30～0.40 m；

　　* 第3層，0.50～0.80m（L3），樣品T4L3，取自0.65～0.75 m；

　　* 第4層0.80～1.20m（L4），樣品T4L4，取自0.95～1.05 m；

　　* 第5層，1.20～1.58m（L5），樣品T4L5，取自1.20～1.30 m；

　　* 第6層，1.58m以下（L6），凝灰岩全風化層或殘積層。凝灰岩中長石類礦物已被淋濾，結構較鬆散，可以挖掘，受鐵質浸染呈黄（略帶紅）色，局部見鐵錳質結核。没有取樣。

　　2006年採樣在探方T14進行。T14處位於T3-T4的山坡上方較爲平坦處，坡積層堆積較T3-T4薄，地層與T3-T4地層基本一樣，只是L5層似缺失，而且L2層也局部缺失，僅西北角處仍有保留，近現代坡積層L1直接覆在L3層之上。

　　* L1層，由於土層較薄，人爲擾動較大，故未取樣。

　　* L2層，灰褐色砂質粘土，在探方西北角深0.20～0.25m處取樣。

　　* L3層，深灰色含砂粘土，在探方西壁深0.20～0.25m處取樣。

　　* L4層，相當於T3-T4的第4、第5層，但分層界綫不明顯，故未細分。此層取了三個樣，分别爲T14L4（上）、T14L4（中）、T14L4（下），位置爲西壁深0.30～0.35m、0.50～0.55m、0.70～0.75m處。

　　（三）樣品預處理和測定

　　野外采集的樣品，雜質較多，粒度不均匀，有很多樹根、草根和碎石，而且量也較多，携帶運輸不甚方便。如果能將雜質剔除，提取光釋光測年所需的粗顆粒石英砂（90～125μm）或細顆粒石英粘粒（4～11μm），可以减少很多麻煩。

　　2005年爲預先處理樣品，在工作站專門布置了一間暗室，只安裝了一盞低瓦數的紅燈，一切操作都是在暗室中、常温下進行。首先將野外採得的樣品分取一小部分，撿去碎石和草根，留作含水量測定和微量元素測量。其餘樣品用水釋法分解，在敞口玻璃容器内用清水浸泡土樣一段時間，攪拌土樣，使之充分分散，將飄浮在水面的草根等撇去；將沉澱在底部的碎石在水中洗刷乾净，所有粘附在其表面的泥沙均要洗落在玻璃容器内，過100目篩後，將粗顆粒剔除；剩下的懸浮液澄清，不斷抽去清水；最後所剩的粉砂、粘土在暗室中自然風乾。將風乾後樣品分裝在黑色的攝影用135菲林盒中，每個樣品裝2盒，足够光釋光測年所需要的用量。

　　2006年採樣正規化，樣品鋼管外口和内口密封後，從探方帶回工作站進行室内處理。工作站設暗室，操作晚上進行，避免門窗有漏光的可能。操作時用擠玻璃膠的工具，將鋼管内口部分推出少量泥土，並將它切掉，外口部分推出多一些。這樣可以保证芯部樣品不受光曬退。切掉的泥土樣品作放射性元素、含水量和其它各項測試分析之用。

　　2006年樣品的年劑量計算的鈾（U)釷（Tu)分析測定由中國科學院原子能研究所測定。 “年劑量”又稱環境劑量率，礦物在自然界中所接受的放射性能量主要來自鈾、釷和鉀等放射性元素和宇宙射綫，測定埋藏環境的放射性能量强度，即單位時間内所能産生的釋光信號，從而計算出樣品每年所接受的環境幅射劑量。通過對樣品放射性測量得到各放射性核素的含量，加上宇宙射綫的部分貢獻，可以計算出樣品總的年劑量。

　　精確和準確的測量 “等效劑量”是光釋光測年的最關鍵的一個環節。等效劑量的測量的方法有單片技術和多片技術等。單片測年技術則是建立在光釋光對一個測量樣品的非破壞性和多次測量的基礎上，所有的測量都在一個樣片上進行，因而不需要進行歸一化，樣品在極短時間的光激發所産生的光釋光信號與樣品中總的光釋光信號之比是微不足道的。光釋光測年是采用單片再生劑量法進行等效劑量測量。

　　（四）光釋光測年結果

　　光釋光測年方法是將樣品的劑量測定平均值（其單位是輻照時間s），乘以人工輻照劑量率换算爲平均等效劑量（Gy)。最後，由下式計算出樣品的年齡：

　　其中：t——樣品的年齡；

　　De——等效劑量, 即産生相當於樣品天然釋光信號水平所需的實驗室劑量，也稱古劑量；

　　Dy——年劑量，即各類輻射在晶體中每年所産生的輻射劑量總和。

　　（五）討論

　　1. 年代缺失問題

　　地層接觸關係分爲連續和不連續兩種類型，當上下地層之間没有發生沉積中斷，則爲連續，稱爲 “地層整合”；反之稱爲 “地層不整合”。不整合是指：不整合面下的地層形成之後和不整合面之上的地層在沉積開始時所經歷的沉積中斷；下盤遭受某種地質事件，如侵蝕、褶皺、斷裂、變質、上昇等而形成年代缺失。2005年的測年有 “年代缺失”問題，即地層年代不連續。這應從地層不整合去考慮的。 

　　2005年測年結果：T4L3年代爲距今6,800年，而T4L4年代爲距今35,000和39,000年。從深度來看，埋深75厘米正好在T4L3和L4之間，説明在T4L3和L4兩層之間的時間裏，可能因地表侵蝕力强大，所以在這兩層之間，保存着殘留下來的地層堆積。當時我們對於年代缺失問題，有過多次内部討論，當時假定這可能由於地層不整合而造成的。其後我們的2006年測年有距今13,100年和13,700年的數據，説明遺址局部地方曾經有過多次滑坡堆積。

　　2006年有兩次年代測定，第一次是我們作的；第二次是康文署作的。綜合2005和2006年的的四次光釋光年代數據，年代是連續性的；從距今7,100年、10,300年、13,100年、13,700年、21,000年至35,000和39,000年 。

　　年代缺失問題在2007年4月30日香港中文大學人類學係〈黄地峒石器群年代報告〉（英文Report of the Date of the Wong Tei Tung Archaeological Assemblage)已有討論，但該報告没有考慮地層不整合問題，却認爲亞熱帶地區年年多雨，山坡多有滑坡，坡積物瞬間被埋藏，石英粒因此曝光不足，在坡積土取樣作光釋光測年是不可信的。其實多雨和滑坡使原有地層遭受侵蝕，地層原有的連續沉積被中斷，這才是年代缺失的真正原因。

　　2006年5月康文署派人把已回填T4探方的填土挖走，然後在該探方地層剖面采集12個樣品（樣本採自L1: 2樣品、L3：4樣品、L4：3樣品、L5：3樣品)，只選擇其中九個樣品交給香港大學地球科學係和牛津大學考古及美術史研究實驗室的「光釋光年代實驗室」（Luminescence Dating Laboratory)測定。因該署取樣方法有不當之處（詳見下列)，可能影響測年準確性。

　　第一、 在已回填的T4探方取樣。

　　第二、 在T4探方再畫分地層取樣，其分層是否與我們2005年在同一探方分層一致？

　　第三、 挖走回填土之後取樣，剖面上的殘留填土是否清理乾净？土樣是否没有被光污染？

　　第四、 牛津大學測年報告説有四個土樣鋼管送到實驗室時，鋼管内的泥土不是全滿的（樣品編號WTT-3（1)、 WTT-4（1) 、WTT-4（2)、 WTT-5（1))，鋼管兩端的泥土在運輸過程中如果混合，年代測定就不能準確。

　　姑勿論其取樣方法如何，且看該署公佈年代測定結果（表十二)。

　　康文署2006年光釋光測年也有年代缺失現象。T4L1至L4的年代是距今570年至6,470年；L5的測年爲距今7,730年、10,300年和21,000年。T4L5的距今7,730年應歸入T4L4。

　　我們須要説明T14探方是在冬天旱季發掘的，受乾燥天氣和强烈日光影響，在工地上岩性和地層畫分不甚清楚，所以在工地上暫將L4分上、中、下三小層。據此，T14L4（上) 的年代測定數據6,700±500年應歸入L3下層；而T14L4（中)和T14L4（下)的年齡應屬於L4的上層。

　　2. 測年的其它問題

　　香港大學光釋光測年報告考慮到更新世晚期末次冰期之後，海平面開始上昇，使黄地峒離海不遠，人類容易得食於海，報告認爲人類因此有可能在黄地峒活動；古人類在黄地峒活動的時間不應早於18,000年。但另一份討論黄地峒光釋年代的報告却認爲：

　　第一、 年代不連續（即年代缺失)是因爲石英粒曝光不足，因此年代測定不可靠。

　　第二、 香港地處亞熱帶，年年多雨，山坡多滑坡，坡積土不宜取樣作光釋光測年。

　　第三、 更新世晚期末次冰期，海平面比現海平面低，不能説明人類在黄地峒活動的可能性。

　　第四、 黄地峒石器和香港新石器中晚期遺址及西貢沙下遺址石器毛坯相似，所以黄地峒石器年代屬於全新世中至晚期。

　　關於中文大學報告的第二點，在香港大學和牛津大學的測年報告已有提及，因坡積關係，坡積物瞬間埋藏，石英粒曝光不足，測得光釋光年代過早。對此一説我們不敢苟同，試問地層堆積哪有不是一瞬間完成的？無論沉積或侵蝕都是瞬間的事，尤其在南方特殊的氣候環境，侵蝕一直大於沉積，保留下來薄薄的一層就能代表着長長的時間空間。如果要等石英粒曝光足够，那反映出來的年代還有何意義？正因爲如此，所以我們取樣時不能讓樣本再次曝光。况且除了石器年代使用絶對年代測定之外，對比其它已知年代的石器之形態及其製作技術也是判斷年代的重要依據。本報告石器一章已有對比研究，在此不必贅言。

　　關於第三點，其實古人類來黄地峒是因爲那裏有可作石器的好石料；黄地峒遺址至今已發現了兩處采石場；這是大前提，加上海平面的變遷，爲古人類提供可利用這些好石料的空間，如果没有水下平臺這廣闊空間，僅有這麽一兩處石料露頭，誰也不會來此打制石器的。 

　　關於第四點，本報告石器一章已有詳細的描述和研究，但在此我們提醒諸位一點，在晚期遺址中可以經常見到早期年代的文化遺物，但在早期的文化遺址中不應出現晚期的文化遺物，這種常識性的原則相信誰都明白。另外，請大家認真地去看看黄地峒遺址出土的楔形器和西貢沙下遺址出土的石器毛坯相似點在哪裏？不能用個别器物“相似”的兩個字就决定整個大遺址的性質。更不能以此來斷代，不然科學研究豈不成了小孩子玩家家？

　　3.對比香港更新世晚期和全新世地層

　　對比黄地峒光釋光測年與香港地區第四紀地層光釋光和放射性碳測年數據， T4L3和T14 L3應相當於香港全新世 “粉嶺組地層”，該層的14C測年爲6，760±130～575±112年，T4L3的測年爲距今6，800±600年；T14 L3的測年爲距今7，100±500年。T4L4、L5和T14L4（中、下層）應相當於香港更新世晚期 “赤鱲角組山下村層”，該層熱釋光測年爲距今23，800±2，000～29，300±2，300年；同層14C測年爲16，288±831～33，575±3，186年。由此可見，黄地峒遺址的年代測定和地質年代測定具有一致性，簡接證明瞭黄地峒遺址測年是可靠的。

　　4.結語

　　綜合2005年和2006年四個光釋光測年，T4L3至L5和T14L4上、中、下的年代不連續應從地層不整合來解釋。造成地層不整合的原因是多方面的，地層不整合的出現也是正常的事，尤其是在南方地區，由於長年高温多雨，多臺風，加上這裏的山坡很陡，滑坡加上侵蝕作用和基岩出露不平，在凹陷的地方地層堆積較厚，文化層保留相對完整，基岩裸露和傾斜的地方，被侵蝕的機會多於保留的機會，前者堆積大於侵蝕，文化層可保留，後者文化層就會缺失。如果早期的文化層被侵蝕掉再行堆積，這樣很自然地造成沉積間斷，地層缺失，如果被侵蝕的早期地層鐵落在下面晚期的地層上，這樣很容易造成地層的倒置，所以在年代測試上就會反映出來，這是正常的。遺址這麽大，埋藏條件又那麽復雜，要克服上述的异常現象也不難，我們可以在取樣時多注意文化層分佈的具體情况。只要年代和埋藏條件能解釋得通，這個結果就是可信的。因此，在T4L3至L5測年距今7,000年至距今35，000年之間，有一組年代爲距今10，300年和21，000年的堆積就不奇怪。這是因爲早期地層受到侵蝕，下盤地層被冲走，然而後期的文化層又陸續堆積起來，在此過程中雖然一樣會不斷受侵蝕，但由於沉積環境的允許，所以能保留10，300年和21，000年這一時期的堆積，正好證明瞭黄地峒遺址有這一年代的堆積，也填補了T4L3至L5之間的缺失。解釋了上下地層年代不連續的現象。

　　從另一方面看，這四個測年却是首尾相連的。如果黄地峒遺址從39，000年前起，一直延續到7，100年前，前後經歷了32，000年。在這漫長的日子裏，隨着氣候和海平面上昇等自然環境的變化，石器形態、組合和製作技術亦隨之而變，黄地峒遺址石器可能不止山坡一套和潮間帶一套那麽簡單。目前對黄地洞遺址使用期的推斷，我們在古環境章節論述的理由可供參考。但隨着日後的深入發掘和研究，我們深信，各種問題一定能得到合理的解釋。