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1960年春，为了便于在二里头遗址长期展开考古工作，殷玮璋先生“依地形、地貌及预计短期内不可能变动的大路、水渠等设施，将遗址按‘井’字形划分为大小接近的九个区。编号自南至北、由东向西编排。用罗马数字表示” [60] （图2-24）。
通过在各区的踏查和试掘发现，“位处遗址中心的Ⅴ区，它的地表陶片很少，很难采集到。……因为灰层很厚、陶片很多的地方，一般都不会有重要的遗迹，而宫殿、宗庙一类重要遗迹所在的地点，都不会有太多的陶片” [61] 。钻探表明，二里头遗址中部的Ⅴ区存在一处面积约10000平方米的夯土台基， [62] 随即成为二里头遗址考古发掘的重点。截至1975年，共进行了11次考古发掘，揭露面积达13400平方米。 [63]
图2-24 二里头遗址分区
（中国社会科学院考古研究所，1999）
这处夯土建筑基址就是后来所说的“第一号宫殿建筑基址” [64] （图2-25）。建筑基址平面基本呈方形，但在东北部有一较大的缺块。整个建筑营造于大型夯土台基之上，四周有廊庑环绕，正南部是门塾，门塾之内是一处广阔的庭院，庭院北部是一座面阔8间、进深3间的主殿。
图2-25 二里头遗址一号基址复原图
（杨鸿勋，1987）
1974年，二里头遗址一号基址的考古简报发表。简报标题中直接采用了“二里头早商宫殿遗址”的称呼。 [65] 这处宫室建筑修建于二里头三期，废弃于二里头四期。碳十四测年数据为判断一号基址的性质提供了关键的科学数据：“二里头遗址三期的绝对年代……树轮校正年代范围是公元前1300—1590年，相当于商代早期。” [66] 发掘者在简报结语中具体阐述了一号基址对于二里头遗址性质认识的重要意义：“通过对二里头遗址的发掘，尤其是最近的三次发掘，进一步确定了遗址中部的夯土台基是一座商代早期的宫殿建筑，为汤都西亳说提供了有力的实物证据，从而二里头遗址的性质问题也就清楚了。” [67]
由于二里头三期被认为相当于商代早期，夏文化只能在相对年代更早的文化遗存中去寻找了。