1976年1月，陕西省考古研究所研究员戴应新第一次走进石峁，未及对遗址本身仔细调查，就在高家堡镇的废品收购站里见到了成筐的玉器。这些玉器绝大部分现收藏于陕西历史博物馆。
“玉雕双面人头像”是其中知名度较高的一件。这块高45厘米的玉雕，两面都刻着一只橄榄形的大眼睛，一侧的鹰钩鼻、微开着的嘴、脑后突出的一只耳和头顶的椭圆发髻，记录了当时人的长相和发饰。
在外城东门的发掘中，考古人员在倒塌的墙体和堆积中还发现了玉铲和玉璜，其中一块玉铲是平嵌在石块与石块的错缝之间。而当地百姓中一直都有传言“墙里有玉”，甚至自行过来找玉，更是印证了石砌墙体内曾埋有大量玉器的现象。邵晶解释说，这些玉块可能是当时修建城墙时奠基用的，而这或许凸显了东亚地区古人崇尚“玉石”辟邪和御敌的观念。
据介绍，很多发掘的玉器上有明显的二次加工的痕迹，专家猜测，不排除从别的部落掠夺强取玉器然后自行修改加工的可能。大量玉器的发现，从一个角度说明，石峁城在当时至少经历了一个国力强大的繁盛时期。
在外城东门的一段石墙墙根底部，还发现了成层、成片分布的壁画残块，数量有100多块。这些壁画以白灰为底色，用红、黄、黑、橙等颜色绘制出几何纹图案，线条简朴，纹饰单一，反映了当时人们朴素的审美愿望和需求，对研究原始艺术的起源和发展具有重要意义。在皇城台附近，还发现了两处烧制陶器的窑址，这一明显的手工业作坊遗迹，反映了当时的手工业已初见规模。
这些头骨的时间可追溯至公元600到公元850年。科学家在一个距墨西哥城数英里的地方发现了它们。这些研究人员说他们的发现可能改变科学家现在对该地区古老文明的看法。美国佐治亚州立大学的克里斯多夫-摩尔哈特表示：“毫无疑问，我们在该地区发现古老中美洲最大规模活人献祭的潜在证据。”
这个地点位于现已排干的夏尔托坎湖，以前这里只是环绕着农田。摩尔哈特发现一个显示遭到抢劫证据的地点。他和同事又进行深入研究，结果发现这些头骨、一座供奉水神雕像的神殿、香炉和好像刻画着玉米穗的农业陶器等。这些研究人员指出，它们揭示了一个以农业为目的的古老仪式。
穿越千年的白骨
外城东门门道入口处，靠近北墩台的地方，有一个两平方米大小的探方，上面覆盖着薄膜。考古队员介绍说，这就是石峁古城最令人震撼的发现之一——头骨坑。“这是2号头骨坑，里面有24个头骨。”邵晶说。
像这样的头骨坑在外城东门附近目前发现5个，但坑中的头骨数量从7到24个不等。头骨的主人多为年轻女性，部分头骨还留有明显的砍斩痕迹，有的枕骨和下颌部位还有灼烧过的迹象。据分析，这两处集中发现的头骨坑可能与城墙修建时的奠基活动或祭祀活动有关，砍掉年轻女性的头，放置在城墙下，用来祈愿或祭神。这些迹象从侧面反映了处在文明前夜的先祖所具有的思维方式，在粗暴凶残的仪式背后，社会关系的复杂化、原始文化的早期形态也依稀可辨。
在2012年发掘的一个土坑墓中，发现一具年轻女性的尸骨，在墓主位置的东南侧，应是殉人。由于该墓早年被盗，墓主情况不明。这具尸骨发掘出来的时候仍保持当时下葬时的姿态，侧身面向主人，身体弯曲，呈卑躬屈膝状。
不管是被集中砍头奠基的头骨，还是卑躬屈膝的尸体，都可以看出，当时已经有了明显的尊卑贵贱之分，社会关系趋向复杂，奴隶社会早期的雏形可见一斑。而这些遗迹也为研究新石器晚期至夏时期的社会结构，提供了鲜活的佐证和丰富的材料。
4000年前的巨无霸
石峁古城遗址坐落在陕西省榆林市神木县高家堡镇的一片低山丘陵上，占地面积达430多万平方米，相当于6个故宫的大小，是公元前2000年前后中国所建规模最大的城址，也是当时中国北方文化圈的中心聚落。
这座巨无霸古城最早修建于距今约4300年的龙山文化中期(或略晚)，龙山晚期为其鼎盛期，到夏时期毁弃，使用时间达300多年。
顺着石峁考古队队长邵晶手指的方向，记者看到城址从内到外由皇城台、内城区和外城区组成，其中皇城台面积最小。皇城台顶部平缓开阔，极有可能是石峁城址的宫殿区所在。外城区则防御性质非常明显。
今年4月以来，内城区陆续发现了石砌房址、窑洞式房址，呈现出成片、成排分布的状态，考古队推断为当时人们所居住的处所。墓地多存在于房址周边，规模比较大，一般的墓葬都有壁龛，有殉人，应该是石峁城里面一处非常重要的贵族墓地。目前发现了个别较高等级的墓葬，虽被严重盗掘，但仍出土了玉鸟、玉管等小件玉饰以及保存完好的殉人。尤其在一个墓中还发现了20多片鸵鸟蛋壳，这对于研究陕北的气候变化和史前石峁的居民对外交往提供了依据。
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