富源大河旧石器时代遗址位于大河镇茨托村癞石山上。地理坐标为北纬25°32′9.7″、东经104°18′36.3″，海拔1743米。
遗址为茨托村村民开山炸石所发现。早在1986年，当地村民就已在洞内发现大量的“龙骨”（古生物化石），并作为刀伤药收藏。1998年春节，云南省地矿局第一水文大队离休干部刘经仁回茨托村老家探亲时，采集到一些化石和石制品标本，他认为洞穴中发现的化石应与古人类生活有关。
得到地质部门专家的确认后，1998年8月初，由云南省地质科学研究所牵头的专家对洞穴进行了实地探查，获得一批古生物化石标本及30余件石制品，并确定此洞穴为旧石器时代古人类居住的遗址。1999年12月，经云南省文物部门实地调查后得到进一步确认。
2001年4月，经国家文物局批准，由云南省文物考古研究所、曲靖市文物管理所、富源县文物管理所联合组成考古队，对大河遗址进行首次科学发掘。
此后，联合考古队又分别于2002年8～10月，2006年3～5月进行3次系统科学地发掘，揭露面积150余平方米，掘出石制品2000余件，分别为砍砸器、手斧、刮削器、雕刻器、石片、石核等；掘出动物化石标本300余件，主要有剑齿象、中国犀、豪猪、巨貘、鹿、云南马、羊、野猪、竹鼠、大熊猫、虎、熊、最晚鬣狗等，其中还有3枚人牙。
同时还发现了火塘、人工石铺地面等重要遗迹。在第后两次发掘中，中国科学院古脊椎动物和古人类研究所、广东中山大学等知名学者张森水、高星、黄慰文、吴伟鸿、谭惠忠等到现场指导并参与短期研究工作。
经北京大学第四纪年代测定试验室、南京师范大学地理学院海岸与第四纪研究室测定，大河遗址的年代大约为3～5万年。遗址发掘出土的石制品中，发现有欧洲早期人类的石器制作技术莫斯特文化和勒瓦娄哇技术特点，莫斯特文化主要表现为修理台面的预制石核和半月形刮削器，修理加工十分精致。
勒瓦娄哇技术表现为一系列修理台面的连续向心剥片的石核和数件带“丫”形脊石片。对研究早期人类的文化、技术交流具有重要意义。大河遗址是莫斯特文化首次在我国南方集中发现的遗址，也是我国发掘出土的莫斯特文化集中出现的时代最早的遗址，遗址文化层保存完整，石制品类型多样，遗址现象丰富，人工石铺地面为我国发现时代最早的。
遗址中出土的3枚人牙，年代可能处于人类进化的关键时期，对国际学术界热点问题——现代人类起源研究具有极为重要的价值和意义。专家认为这样的遗址十分罕见。
鉴于大河遗址的重要性，2000年以来富源县人民政府、曲靖市人民政府、云南省人民政府陆续将其公布为文物保护单位。2007年4月8日大河遗址被评为2006年度全国十大考古新发现，并位居榜首。2013年5月国务院将大河遗址公布为第七批国家级重点文物保护单位。
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