许昌灵井旧石器时代遗址位于许昌西北约15公里的灵井镇西侧。灵井旧石器遗址分布近万平方米，灵井遗址地层总厚达10余米，其中旧石器、新石器、商周、汉、宋时代文化层都有分布，是国内不多见的较完整的地层剖面。
年兴修水利时，在灵井村和王井村之间海拔米的高地上，发现古文化遗址一处，面积约4.5万平方米。当时出土有兽牙、牛角、鹿角化石和石锛、石斧、石耧轮、石纺轮及尖状器、砍屣起、刮削器等，还有两节人类褪胫古化石。
年春，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所周国兴从村民挖井挖出的堆积物中采集到一批动物化石、细石器及打制石器，认为属“中石器时代”，引起史前考古界的重视。
年，灵井遗址被公布为许昌市级文物保护单位。河南省文物考古研究所曾多次到现场调查，采集到一些石器标本。长期以来，埋藏文化遗物的地层被积水浸泡，无法进行考古发掘。
年4月，因遗址西南约7公里的一家煤矿透水，致使包括灵井在内的几处泉水骤然断流，接着积水循泉眼回流，地下水位下降，原生地层出露，实属百年一遇。河南省文物考古研究所迅速将这一重要情况报告省局，并向国家文物局申报，请求对这处史前遗址进行考古发掘。之后，国家文物局批准这一发掘项目，面积平方米。
年6月11日，河南省文物考古研究所许昌灵井旧石器遗址考古队进驻，次日开始考古发掘，开2米×30米探沟一条，5米×6米探方一个，计90平方米，出土旧石器时代石器和动物化石计件。遗物埋藏在2个文化层中，之间有空白层。年开5米×6米探方4个，面积平方米，出土石器和化石1万余件。年开7米×7米探方1个，并发掘上年度未到底部分。灵井遗址的发掘未找到细石器及其文化层。年至今，共发掘平方米，但其中仅有60平方米挖到文化层底部，文化层深5.6米至7.2米。
年12月17日9：00，在9号探方深5米处（下文化层下部）发现一个较完整的人类头骨化石。头骨埋藏在灵井遗址下文化层距钙板层深5米处，距地表深约8米。头骨出土于灰绿色的湖相沉积中，同层出土有丰富的动物化石和石器。头骨化石在地层埋藏中已破成10余块，散落在约2平方米的范围内，包括顶骨、枕骨、眉骨等，仅缺少的上颌部分，很可能压在未发掘的东部隔梁中。头骨化石保存和石化程度均较好，未见变形。
当今，世界上古人类学研究的热门课题一为人类起源，另一为现代智人起源。人类起源于非洲已成共识，因非洲发现从距今万年至几万年前的人科标本达数百件，且演化关系清楚。关于现代人类起源问题，目前，国外一些学者根据化石特征、年代测定及遗传学研究等，提出世界各地的现代人都是非洲早期人类的后裔，根据这一现代人的“非洲起源说”，中国的北京猿人等在距今约20万年前消失，现代中国人及其中国的晚期智人，如柳江人和山顶洞人等，都是来自非洲的人类的后代，而北京猿人的后代却被取代而绝灭了。对此，我国古人类学家吴新智院士曾提出“连续进化附带杂交”的学说，尽管在中国境内已经发现了近百处更新世晚期的古人类地点，其中有不少地点出土人类化石，但由于发现相关阶段的关键古人类化石（如头骨）较少，成为该学说的一大缺憾。在非洲以外的其他大陆，距今约10万年前的人类化石非常稀少，这直接影响着现代人类起源的研究。
灵井头盖骨用光释光测年初步结果为距今8万年至10万年，是研究现代人类起源的重要时段，可望为东亚和我国现代人类起源提供直接证据。
灵井遗址文化层上部的钙板层应是区域环境和气候的标志，它同大岗遗址的黑垆土、南阳盆地上部地层中的结核砾石层和灵井遗址周围地层广泛出露的小砾石结核层一样，应为全新世气候转暖的产物，可判定为更新世和全新世的界面。倘若如此，灵井遗址最晚应在距今1万年以前，这一点从某些出土的动物化石属更新世的灭绝种得到印证。从地层上观察，灵井的钙板层同新石器文化层中间有约3米厚的地层，既不包含新石器遗物，也不见旧石器时代遗物，这可能是代表猎人文化的灵井人随着全新世气候转暖而北上，而南方来的新石器早期文化，循着砾石文化向北传播的路线到达本区之前的缺环。
灵井遗址是国内首次发掘的以泉水为中心，包括湖相、漫滩相（湿地）堆积物为背景的旧石器时代晚期遗址，是人类狩猎、肢解动物、加工兽皮、石器、骨器的工作营地，属原地埋藏类型。灵井遗址是华北地区文化遗物和包涵信息最丰富的遗址之一，它有着较大面积的原生地层和丰富的遗物，相信随着工作的深入，可能会确定该遗址在探讨某些重大学术问题中的重要地位。
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