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1929年，原中兴乡农民燕道诚在其住宅旁掏水沟的过程中，偶然发现了一些石环，根据自己早年在衙门里做过事的经验，他推测土里应该还有玉石珍宝，为了不招人耳目，等到夜色四起的时候，燕道诚才带着家人在此处进行挖掘，发现玉珏、玉圭、石珠等物品。在这之后，燕道城为了贴补家用，曾经将这些器物出售，这也使得在中兴乡挖到宝贝的消息不胫而走，传到了华西协合大学博物馆馆长葛维汉的耳中。
1934年3月16日，华西协合大学博物馆（今四川大学博物馆前身）馆长葛维汉和副馆长林名均在广汉县政府的保护下，在1929年燕家发掘玉石器的地点附近进行了三星堆历史上的首次考古发掘，出土了600余件玉器、石器和陶器，这批器物后来以广汉太平场遗物的名义保存在华西协合大学古物博物馆。葛维汉认为这批遗物年代上限为新石器时代晚期，下限到周代初期，并提出了“太平场遗址”和“广汉文化”的概念。
燕家院子玉石器坑出土的玉石器
1934年7月9日，旅居日本的郭沫若在给当时华西协合大学博物馆副馆长林名均的信中说：“在汉州发现的器物，如玉璧、玉璋、玉圭均与华北、华中发现者相似，这是古代西蜀曾与华中、华北有过文化接触的证明。”1942年，林名均在《广汉古代遗物之发现及其发掘》中认为，1929年和1934年在广汉出土的遗物非常重要，其价值在于“广汉出土器物之精工，无逊于中原，显示了古蜀文化之发达”“古蜀文化受到了中原文化的影响”“以此推之，蜀中还有更重要的文化遗存”。
作为三星堆遗址的一部分，月亮湾遗址的发现和发掘，当时不仅轰动了国内的学术界，也传扬到了国外，不过后来由于时局动荡，三星堆遗址的发掘处于停顿状态。
20世纪50年代，四川省文物管理委员会和西南博物院对广汉中兴场的马牧河一带进行了多次考古调查，发现马牧河北岸月亮湾台地东部的“横梁子”一带和南岸的三星堆台地都有丰富的古文化遗存，由于当时的考古工作者没有意识到三星堆遗址的规模，因此分别称之为“横梁子遗址”和“三星堆遗址”。
20世纪60年代，四川大学师生来到三星堆遗址一带进行考古调查，根据采集到的遗物，调查者意识到马牧河两岸诸多的遗存点都应该属于同一个大遗址，于是将两岸的遗存点统一命名为“中兴遗址”。调查者还认为“中兴遗址”地处文献记载的古蜀国疆域，因此当属于古蜀文化遗址。
三星堆遗址青关山H105器物出土情形
三星堆遗址出土的石璧
我在三星堆工作近40年，对我国考古事业的飞速发展感受极深。1984年我到三星堆参加发掘的时候，住的是租来的农民房屋，交通工具是自行车，可以载货、很笨重的那种。因为我是重庆人，天生不会骑车，因此便在三星堆活学活用，由于技术欠佳，有一次从发掘工地回驻地，过马牧河便桥的时候龙头不稳，大冬天的连人带车掉进了冰冷的河中……那个时候的发掘和记录工具基本上是人手1把手铲、1块绘图板、1把钢卷尺和1本笔记本，几个人合用1把皮尺、1部120相机。由于发掘工地都是露天的，因此找厕所是件极其尴尬的事情，尤其闹肚子的时候……发掘中与现代科技能沾上边的活儿应该就是碳十四测年标本的采集了。现如今的考古工作环境、发掘技术和手段与以前相比，完全不可同日而语，以三星堆祭祀区的第二次发掘来说，考古大棚、恒温恒湿的考古发掘舱、现场实验室、无人机、RTK
、色谱仪、光谱仪、超景深显微镜、雷磁pH计、高频振荡仪等大量先进的仪器设备几乎成为标配，电磁探测、微痕检测、生物检测、古DNA检测、同位素分析、3D扫描、3D打印等高科技被广泛应用，大量理科生在发掘现场从事科技考古的各项工作。可以说，考古学越来越像是一门文理交叉、技术驱动的学科了，以理科的手段来阐释文科的理念，将成熟技术尽可能多地应用于考古学来研究古代社会的方方面面，已成为考古学学科发展的大趋势。
1963年，四川大学和四川省文物管理委员会在月亮湾台地进行了考古发掘，发掘者认为这个遗址的延续时间很长，应当属于同一个文化系统不同时期的文化堆积。
1986年，两大“祭祀坑”
的发现，更使得三星堆名扬天下。三星堆遗址主体文化堆积的年代从新石器时代晚期开始，历经夏、商、西周、春秋早期，可以分为四大发展时期：一期是新石器时代晚期阶段；二期早段是新石器时代晚期—夏王朝初期，二期晚段是夏王朝中晚期—商王朝早期；三期是商王朝中期；四期早段是商王朝晚期，青铜神树就是这个阶段的产物，这个时期也是三星堆遗址最繁盛的时期，后来发现的八大“祭祀坑”即属于这一时期；四期晚段在西周时期—春秋时期，这个时期三星堆文明开始衰落。
三星堆遗址的核心是分布面积达3.6平方千米的南中国最大的夏商时期的古城——三星堆城址，随着“十二五”以来聚落考古的开展，使得三星堆城址的布局也逐渐清晰了起来，一个由大型多重城圈、超大型建筑、高等级“祭祀坑”、玉石器作坊、早期墓地等重要文化遗存构成的都邑性遗址的面貌浮现在了人们的眼前。以目前的认知，三星堆古城的形成，可能经过了三大阶段：每个阶段城墙的墙体结构都有所差异，可能代表了不同时期的筑墙方法。
1.三星堆遗址第二期：夏时期，这个时期墙体的块状结构非常明显，代表了南方城址典型的筑墙方式。
2.三星堆遗址第三期早段：商时期，这个阶段开始出现主副城墙的结构。
3.三星堆遗址第三期晚段：商时期，这个阶段的城墙堆筑方式比较随意，但仍能看出是大平层、逐层向上的堆筑方式。
经过这三个阶段的发展，最终在商代中晚期，形成了“一大数小”、面积约3.6平方千米的三星堆古城。城墙将三星堆古城划分出了若干个功能区。根据考古发掘，位于月亮湾小城的青关山土台是一个巨大的、人工建造的夯土台，由于在夯土台上发现了三个超大的建筑基址，因此我们推测月亮湾小城可能是三星堆王国的宫城所在地。青关山一号建筑基址面积达1000多平方米，是商代南中国地区已知的最大的单体建筑。
三星堆城址平面结构图
恒温恒湿考古工作舱，考古人员变“大白”
（七号坑清理情形）
进入新世纪后的“十二五”期间，借着三星堆考古被列入“中华文明探源工程”的契机，我们重点开展了区域聚落形态的考古调查以及三星堆遗址本体的勘探和发掘工作，发现、发掘了青关山大型建筑基址群并在三星堆城址的布局（一大城数小城）和形成过程（先小城后大城）方面取得了突破性认识。近年来，国家文物局和四川省委宣传部相继将三星堆遗址的考古工作纳入了“考古中国”与“古蜀文明保护传承工程”的重大项目，借着这股东风，我们再次加大了工作力度，在包括一号、二号“祭祀坑”区域在内的几处地点结合物探
等手段进行了考古勘探和小规模试掘，力图有所突破。
令人振奋的是，2019年12月以来，我们在一号、二号“祭祀坑”所在区域相继发现了三至八号“祭祀坑”，可谓“小睡数十年，再醒惊天下”。
青关山大型建筑群位于马牧河北岸，而一至八号“祭祀坑”作为祭祀遗存位于马牧河南岸，这种宫殿区和祭祀场所隔河相望，有学者称之为是“人神分割”的、有地域特色的城市布局。