1981年10月18日，位于北京大学院内南端的一处教授住宅区里突然来了几位不速之客，他们手里提着大小不一的包裹，径直走进了著名考古学家和古人类学家、北京大学考古系教授吕遵谔的家。

这几位不速之客来自山东，他们是受山东省文化局的委派，来请吕遵谔帮助鉴定不久前在山东省沂源县境内发现的一批动物化石。

当吕遵谔看到来人拿出的一块瓢形动物化石时，一下子就被惊住了！凭借自己多年的经验，他一眼就看出这可不是一般的东西，很像是一块人的头顶骨！况且已经被石化，它的年代肯定也是非常久远了。

那么，这块头骨化石又是怎样被发现的呢？

1981年8月，山东省文化局在全省组织进行第二次文物普查，沂源县被指定要把普查的重点放在古人类遗存上。这是因为沂源县在1965年的时候，在县内土门镇黄崖村北的千人洞发现了部分打制石器和动物化石，还有烧土和灰烬。经鉴定，属旧石器晚期的古人类遗存，距今有两三万年，这在当时是山东惟一的一处旧石器古人类遗存。

上个世纪80年代初的沂源县，还没有专门的文物管理部门，文物工作由当时的县图书馆代管。当时从县图书馆抽调了4位工作人员组成了文物普查小组，由县图书馆副馆长张文明任组长。

1981年9月16号，普查人员对地处纯山区的土门镇进行了重点走访和考查，并在一个山洞里首次发现了动物化石。

当时的普查队员杨雷只有 18岁，如今担任沂源县文物管理所副所长的他，回忆起28年前的那个情景，仍是激动不已。他们当时采了很多动物化石，工具包盛不下了，就用雨衣包。旁边一个民工说，他们在下边沟对面修路的时候挖出来的比这里还要多。

于是一连几天，在民工所指的土门镇骑子鞍山下一条新修的公路旁，普查人员进行了仔细搜寻。9月18日下午，在清理被公路切断的山洞底部浮土时，杨雷被一件异乎寻常的化石给吸引住了。这是一个小瓢似的东西，跟其他的动物化石拌在一起。对面的徐淑彬老师也过来看了一会儿后，突然说了一声：“是不是头骨啊？”

几位年轻人在肯定了自己的想法之后，马上向馆领导作了汇报。

此后，头骨及部分动物化石被辗转送到了省会济南，因当时这里尚无能力对化石进行鉴定，山东省文化局领导决定，立即将化石送往北京。

吕遵谔仔细询问了这块头骨化石发现的经过，并反复查看，根据头骨上所呈现出的人字缝，他断定这是人类的头顶骨，而且根据它的石化程度和同一地点采集的动物化石判断，极有可能是猿人的头骨。

吕遵谔是新中国培养出来的第一批屈指可数的旧石器考古专家，作为一名山东人，此时的心情更是难以平静。

山东省地域辽阔，历史文化悠久。有着灿烂的古代文明，大汶口文化、龙山文化使山东人引以为荣。然而，这些都属于新石器时代，直到此时，山东在旧石器考古和古人类学方面，仍基本处于空白。这次沂源的发现，对山东来说绝对是一个重大突破。然而，作为一名经验丰富的旧石器考古专家，吕遵谔似乎看得更深、更远。

1981年10月27日，也就是山东派人来京一周之后，吕遵谔便受邀来到了地处沂蒙山区北麓的沂源县。

在对山东考古人员搜集的零碎骨头化石进行清理时，吕遵谔又从中发现了古人类的两块额骨残片和几颗牙齿化石，这无疑又给了人们更大的惊喜。吕遵谔认为，此地有继续进行发掘的必要。

1982年5月上旬，春暖花开的时节，由山东省文化局和北京大学考古系旧石器时代考古教研室联合组成的考古队开进了沂源县土门镇骑子鞍山。