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1978年初春，陕西省水利电力局水电设计院地质勘探队刘顺堂等人对渭南大荔县一带的地质状况进行勘察。3月21日，他们在段家公社解放三队（今段家镇解放村四组）附近的甜水沟东崖洛河三级阶地砾石层（距地面40余米）中，发现了一具完好的人头骨化石。后经我国学者多方研究和测定，这块人头骨化石应属于一位30岁左右的男性，并确定其为早期智人中的较早类型，地质学年代为中更新世晚期，人类学时代为原始社会，考古学年代为旧石器时代，具体时间在距今23万至18万年。因发现在大荔县境内，故命名为“大荔人”。其具体发现地点是甜水沟，故该遗址被命名为甜水沟遗址，并于2001年6月被国务院公布为全国重点文物保护单位。
◎甜水沟遗址保护标志碑
“大荔人”头骨化石保存基本完整，唯缺下颌骨和牙齿，脑颅的右侧后上部及左侧颧弓缺损，硬腭及齿槽受压挤向上移位，使颜面下部变形，头长207毫米，头宽经复原后为149毫米，重约450克。其特征是颅穹低矮，前额扁平，颅骨壁厚，眉嵴粗壮，颧弓位置低，有枕骨圆枕，这些性状和“北京人”相似；但顶骨相对较大，额部向后倾斜程度小，枕骨隆凸下移，顶枕部较高，吻部不那么前突，颧骨比较朝向前方，鼻梁扁塌，鼻根处凹陷不深，眉嵴平直而非突弧状，有矢状脊存在，整体面部显得平坦，这些都是智人的进步特征，又与现代蒙古人种比较接近。“大荔人”脑容量约为1120毫升，大于“蓝田人”的780毫升、“北京人”的1043毫升，小于“山顶洞人”和“现代人”的1300至1500毫升，处于人类演化过程中从猿人向智人的过渡阶段，是中国首次发现的早期智人中的古老类型。
◎“大荔人”头骨化石
甜水沟遗址总面积约33300平方米，1978年和1980年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、西安半坡博物馆、西北大学及大荔县文化馆先后在此进行了两次发掘；1983年到1989年，陕西省考古研究所与大荔县文管会又对该遗址及其附近的旧石器时代遗址群进行了多次野外调查和发掘。“大荔人”生活的时期是中更新世晚期，这一时期的洛河水量很大，附近有湖泊和沼泽存在，周围有大片的森林和草原，气候比现在温暖湿润。从其遗址发现的大量动物化石看，在草原上生活的动物主要是野马、披毛犀、普氏羚羊、普氏鼢鼠等；在丛林中生活的动物有犬、斑鹿、肿骨鹿、大角鹿、纳玛象等；此外，还有许多水生和两栖动物，如河狸、鲤、鲶、蚌、螺等。这些动物化石多数为华北温暖带的种类，总体晚于“北京人”时期动物群，早于“丁村人”时期动物群，具有承上启下的意义。其遗址发现的植物孢粉不多，有蒿、菊、藜、荨麻等草本植物，有白刺、蔷薇、连翘等灌木，还有松、柏、云杉等针叶树种，暂未见阔叶树种。综合推断，“大荔人”生活在森林、草原环境中，当时当地的气候比较温暖，雨水较多，附近有面积较大的水域，这一切都有利于他们获取食物。
根据考古学、人类学等学者目前的研究推测，“大荔人”生活的时期，环境原始，群兽出没，遍野洪荒。因此，人们必须聚居在一起生活，以克服恶劣的自然环境；人口很少，社会关系靠血缘纽带维系，公共事务由年长者管理和控制；依靠采集和渔猎来获得食物，经常迁徙，居无定所，生产力水平低下，生产资料和劳动成果公有，采取平均主义的分配办法；居住方式以洞穴和树上筑巢而居为主；实行同辈男女互相婚配的群婚，男性以捕鱼狩猎为主，女性以采集果实和抚养小孩为主。这些应是那个时期人类的主要生活方式。在这种艰苦的生存条件下，在与大自然不停的搏斗中，人类不仅改造了自身——不断地进化，而且还创造了丰富多彩的旧石器文化。
“大荔人”文化遗址出土的石器计1221件，包括石核、石片、刮削器、尖状器等，此外还有少量的雕刻器、石锤、砍砸器和石球等，原料多是采自当地砂砾层中的石英岩和燧石。打制技术原始，多向背面加工，修理工作粗糙，刃缘曲折，刃口不齐，钝锐均有。单刃石器多于复刃石器，单刃石器的刃口多在毛坯左侧。总体看来，“大荔人”时期使用的石器属于小石器文化传统。
◎“大荔人”时期使用的石器
“大荔人”的发现意义重大。首先，“大荔人”的体质特征，介于直立人和现代人之间，而且与现代黄种人有许多相似之处，与欧洲、西亚的早期智人相差较大，很可能代表了一个新亚种，即智人大荔亚种。因此，“大荔人”的发现填补了我国乃至东亚古人类演化研究的一大空白。其次，“大荔人”头骨化石不仅是中国迄今发现最完整的早期智人化石，而且在世界范围内这样保存完好的标本也是罕见的，因此“大荔人”的发现对研究直立人到智人的演化有重要意义。再次，其遗址内出土有丰富的动物化石和石制品，为复原“大荔人”的生活环境、重建“大荔人”的生计行为模式和文化特征、构建华北地区旧石器文化的演化序列提供了重要材料。更为重要的是，“大荔人”与现代蒙古人种之间的差异很小，二者之间有极为密切的亲缘关系，因此有学者认为“大荔人”是正在形成或发展中的蒙古人种，是探索黄色人种起源和发展奥秘的一个重要线索。