自人类掌握用火技术之时起，燃料资源在人群生计中占据了重要的地位，寻找开发新型燃料资源的问题始终与人类社会的发展相伴。煤炭燃料的开发利用帮助人类摆脱了对现生动植物燃料资源的依赖，支撑起了第一次工业革命，对人类社会的发展进步有着巨大的贡献，人类开发煤炭燃料的历史因此受到广泛的关注。以往的考古发现和历史文献表明：人类系统开发煤炭燃料的历史不超过2500年，中国是世界上最早系统开发利用煤炭的国家之一。尽管零星的线索显示人类在更早的史前时代就已开始燃烧煤炭，但有关系统开发煤炭燃料的实证资料仍然缺失。在近年的考古发掘中，中国新疆伊犁尼勒克县的吉仁台沟口遗址出土了丰富的煤炭遗存和燃煤相关的证据链，为探究当地先民于何时、因何动机、以何种方式开发煤炭作为燃料的问题提供了宝贵的线索。

图1  研究区概况

实验室董广辉教授团队联合新疆维吾尔自治区文物考古研究所、中国人民大学及多家国内外研究机构，围绕这一重要的考古发现深入展开了多学科的研究。研究结果表明：1）新疆伊犁吉仁台沟口遗址先民自距今3600年前起开始系统开发煤炭燃料，其系统性表现为选择性开采、有序的储存和广泛的应用；2）青铜时代晚期社会能源需求的激增和环境植被的恶化激化了人地关系矛盾，共同胁迫当地社会进行能源转型以实现可持续发展。

图2  煤炭地球化学分析示踪

该研究通过系统的碳十四定年和贝叶斯模型分析、煤炭煤质鉴定和地球化学分析、沉积物XRF元素分析、炭化木材种属鉴定等方法，结合已发表的考古证据和古气候环境记录，深度揭示了这一世界最早系统开发煤炭燃料案例的内涵，并进一步探讨了当地人群进行燃料资源转型的原因。该研究将人类系统开发煤炭燃料的历史推前了约1000年，使中国新疆成为世界已知最早系统使用煤炭燃料的地区，并为当今全球变化背景下人类社会所面临的能源转型问题提供了历史借鉴。

图3  研究区考古、古气候环境记录

该项研究成果以“Earliest systematic coal exploitation for fuel extended to ~3600 B.P.”为题，发表在Science Advances期刊上，兰州大学资源环境学院、西部环境教育部重点实验室董广辉教授为共同通讯作者，在读博士生仇梦晗为第一作者。该工作受到第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0601）、国家重点研发项目（2018YFA0606402）、国家自然科学基金委“青藏高原地球系统基础科学中心项目”（41988101）、中国科学院国际伙伴计划（131C11KYSB20190035）资助。

文章链接：https://science.org/doi/10.1126/sciadv.adh0549