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玉蟾岩遗址是1988年发现的。
中美合作发掘玉蟾岩遗址，是经国务院正式批准的。
1993年和1995年，在该遗址连续发掘出了世界上早的栽培稻标本和早的陶制品，被评为中国20世纪重要的一百项考古发现之一，引起世界轰动。据考古发掘队中方队长、省考古研究所所长袁家荣研究员介绍，此次发掘集中了当今世界上研究农业起源的权威的专家，其中有美国哈佛大学人类学系终身教授巴耶瑟夫等4位外籍专家，中国农业大学水稻史专家张文绪教授，以及来自北大、香港中文大学等高校和科研单位的专家近30人，发掘的主要目标是寻找稻作农业起源更早、更多的证据。
经过1993年、1995年、2004年等三次考古发掘的玉蟾岩遗址，位于道州寿雁镇白石寨村附近，具有旧石器时代向新石器时代过渡的文化特征。三次考古发掘均出土了陶片，但分属不同的个体。
1993年，考古队员在漂洗玉蟾岩遗址近底部的文化层土样中发现二枚稻壳，颜色呈黑色。1993年出土的陶片大致也可复原成釜形器，形态类同，个体略小。北京大学碳十四实验室对1993年玉蟾岩出土的陶片进行质谱加速器碳十四年代测定，确定了四个数据。其中用陶片上的腐殖酸测定年代距今12320+-120年；用陶片基质测定年代距今14810+-230年；用同位层的木炭测定年代距今14490+-230年。这是当时世界发现烧制早的陶片。
1995年出土陶片可复原成一件釜形器。陶釜为侈口，圆唇，斜腹壁，尖圜底。1995年，在层位稍上的文化胶结堆积的层面中发现了二枚稻壳，颜色呈灰黄色。
2004年，中美联合考古队发现了五枚炭化的稻谷。三次出土的或炭化程度不一，或颜色各异，是因为标本所处的环境不同。玉蟾岩出土的稻谷是一种兼有野、籼、粳综合特征的特殊稻种，体现了从普通野生稻向栽培稻初期演化的原始性状，经测定，玉蟾岩古栽培稻的年代距今约1.4万年~1.8万年，这是世界上发现早的人工栽培稻标本。
2004年，中美联合考古队在玉蟾岩发现了更原始的陶片。为了更精确地测定这些陶器碎片的年代，而且不破坏玉蟾岩的大自然生态环境和小自然生态环境，考古工作人员对陶器碎片出土的周边地层进行了详细的碳年代测定分析。研究人员从周边地层中提取了100多个骨碎片和木炭沉积物标本，对其中29个样本进行放射性碳测年，从而获取了有关周边不同地层的年代脉络。将陶片与发掘出土地层相对比之后，研究人员初步确定陶器碎片的年代距今1.8万年。
2009年6月5日，美国《国家科学院学报》刊载了有关玉蟾岩陶片断代的文章，指出玉蟾岩出土的陶片大约距今1.4~2.1万年，这比世界其他任何地方发现的陶片都要早好几千年，也标志着玉蟾岩人在旧石器时代晚期就发明了陶器。
玉蟾岩遗址是一处文化性质单纯、文化内涵丰富的新石器时代早期洞穴遗址。遗址内出土有制作粗糙的原始陶器、石器、骨器、角器以及穿孔蚌器。原始陶器火候很低，夹杂大量粗沙，质地疏松，复原后呈釜形器，这是中国已知早的陶制品之一。动物化石包括哺乳类、鸟类、鱼类和软体动物。此外，还发现有可以辨识的植物17种，其中包括4枚稻谷壳。这些稻谷壳是目前世界上已发现时代早的人工栽培稻的实物标本。
遗址文化堆积厚1.2-1.8米,出土遗物主要为打制石器和骨、角、牙、蚌制品及大量的动物遗核，呈现出由旧石器文化向新石器文化过渡的面貌，时代约在1万年前。特别在两次发掘中均发现有稻谷遗存，经专家鉴定为栽培种，尚保留野生稻、灿稻及粳稻的综合特征，
这是目前世界上发现早的人工栽培稻标本，刷新了人类早栽培水稻的历史纪录。这也是探索稻作农业起源的时间、地点及水稻演化历史的难得实物资料。此外，出土的陶器火候很低，质地疏松，外表呈黑褐色的陶片，与江西万年仙人洞等遗址出土陶扯均为中国已知早的陶制品，对探计中国制陶工艺的起源与发展出有重要价值。还令人吃惊的是，在这里发掘出大量的螺壳化石，而且去掉了尾端 ，这说明在古代当地人就懂得吃螺了。
玉蟾岩的文化堆积厚达1.2~1.8米，这显然不是短期人类活动造成的，而是长期生活的结果。
玉蟾岩出土的生产工具主要是石制品、角、牙、蚌制品。石器的组合主要为刮削器、砍砸器、锄形器、石锤，还有少量的亚腰斧形器、苏门答腊式石器、尖头器。其中锄形器、亚腰斧形器、苏门答腊式石器都是原始农业用具。这些工具的出土，更直接证明了玉蟾岩存在原始农业。特别是三次考古发掘都出土了水稻稻粒，它庄严宣告了玉蟾岩存在原始稻作农业的事实。
玉蟾岩遗址是一处由旧石器时代晚期向新石器时代早期过渡的一处文化遗存，它为人们展示了人类水稻农业产生过程的初级经济形态，诠释了人类制陶工业起源的过程，演绎了人类早的手工编制工艺的兴起。
玉蟾岩遗址在1995年和2001年分别被评为“95全国十大考古新发现”和20世纪100项重大考古发现。
2001年6月，玉蟾岩遗址被国务院公布为全国重点文物保护单位。玉蟾岩遗址的发现和成功解读，雄辩地证明湘江上游和潇水流域在中华远古文明史和世界文明史有独特而重要的作用。
玉蟾岩遗址为人们了解旧石器时代向新石器时代过渡时期的文化及早期陶器、稻作农业起源提供了难得的实物资料。