遭到傅斯年拒絕的馬衡被弄了個灰頭土臉，退回北大國學(xué)門，再也沒有吭聲。接到蔡元培與傅斯年邀請的李濟(jì)，遂辭卻其他一切職位，以中央研究院史語所考古組主任的身份，立即赴河南與正在那里的董作賓見面協(xié)商發(fā)掘事宜，并對殷墟遺址有了進(jìn)一步認(rèn)識，作出了三個方面極具科學(xué)眼光的天才設(shè)定：

小屯遺址明顯是殷商時代的最后一個首都。

雖遺址范圍未確定，但有字甲骨出土的地方一定是都城遺址的重要中心。

在地下堆積中與有字甲骨共存的可能還有其它類遺物，這些遺物的時代可能與有字甲骨同時，或早或晚，當(dāng)然要依據(jù)埋藏處多種因素而定。

根據(jù)以上三個設(shè)定，李濟(jì)制定了第二次小屯發(fā)掘計劃，并憑借此前與畢士博合作的良好關(guān)系，得到美國弗利爾藝術(shù)館的經(jīng)費支持。在董作賓密切配合下，李濟(jì)率領(lǐng)考古隊來到安陽小屯，于1929年春季和秋季分別進(jìn)行了第二次和第三次發(fā)掘，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大批陶器、銅器與3000余片甲骨、兩大獸頭刻辭與聞名于世的“大龜四版”（南按：一個完整的刻滿文字的烏龜殼）。尤其引人矚目和振奮的是，這年的11月21日，李濟(jì)于一堆碎片中發(fā)現(xiàn)了一片彩陶--這是安陽殷墟在抗戰(zhàn)前全部十五次發(fā)掘中，所記錄出土25萬塊陶片中唯一的一片具有仰韶文化性質(zhì)的彩陶。對于這一異乎尋常的發(fā)現(xiàn)，20年之后，李濟(jì)曾專門撰寫論文指出它在中國歷史研究中的重大價值和意義：“在開始這一工作時，參加的人員就懷抱著一個希望，希望能把中國有文字記錄歷史的最早一段與那國際間甚注意的中國史前文化連貫起來，作一次河道工程師所稱的‘合龍’工作。那時安特生博士在中國所進(jìn)行的田野考古調(diào)查工作已經(jīng)到了第十個年頭了。這一希望，在第三次安陽發(fā)掘時，由于在有文字的甲骨層中一塊仰韶式彩陶的發(fā)現(xiàn)，大加增高?，F(xiàn)在事隔二十年了，回想這一片彩陶的發(fā)現(xiàn)，真可算得一件歷史的幸事?！庇终f：“要不是終日守著發(fā)掘的進(jìn)行，辛勤地記錄，這塊陶片的出現(xiàn)，很可能被忽視了。有了這一發(fā)現(xiàn)，我們就大膽地開始比較仰韶文化與殷商文化，并討論它們的相對的年代?！盵16]

1930年春，當(dāng)史語所準(zhǔn)備對殷墟再度進(jìn)行發(fā)掘時，不詳?shù)念A(yù)兆接踵而至，河南地面大雨、冰雹成災(zāi)，所降“冰雹大者數(shù)斤，小者如雞卵”。這場災(zāi)難過后，接著出現(xiàn)旱災(zāi)，導(dǎo)致河南全境“每天平均餓死1000余人”。[17]此前，以李濟(jì)為首的中研院殷墟發(fā)掘隊與河南地方勢力為爭奪出土器物而大鬧糾紛，使發(fā)掘陷于困難。隨后爆發(fā)的中原大戰(zhàn)，使河南一帶成為閻錫山、馮玉祥等地方軍閥組成的聯(lián)軍，與蔣介石為首的國民政府中央軍拼殺的主戰(zhàn)場。中央研究院史語所原定對安陽殷墟的第四次發(fā)掘計劃，在大炮轟鳴，硝煙彌漫，血肉橫飛、新鬼添怨舊鬼哭的風(fēng)云激蕩中化為烏有。

既然河南不能發(fā)掘，李濟(jì)決定率部轉(zhuǎn)移到山東臨淄故城一帶，欲開辟新的發(fā)掘工地。當(dāng)在臨淄勘察后，感覺“問題太復(fù)雜了，絕非短時期可以料理得清楚的”[18]。正在李濟(jì)等人猶豫之際，突然傳來了城子崖發(fā)現(xiàn)古遺址的消息，而遺址的發(fā)現(xiàn)者，正是清華研究院時代李濟(jì)唯一的一位攻讀人類學(xué)與考古學(xué)的研究生吳金鼎。

1928年春天，時任山東齊魯大學(xué)助教的吳金鼎利用業(yè)余時間進(jìn)行田野調(diào)查，在濟(jì)南東約60余里的歷城縣龍山鎮(zhèn)一個叫城子崖的地方，發(fā)現(xiàn)了一處黑陶文化遺址。驚喜之余，吳金鼎及時把這一情況報告給自己的導(dǎo)師李濟(jì)。李濟(jì)喜出望外，立即趕赴濟(jì)南隨吳金鼎到現(xiàn)場察看，意識到這是一處極其重要的歷史文化遺址，遂立即“決定選擇城子崖作山東考古發(fā)掘第一個工作地點。”

1930年秋，中原大戰(zhàn)硝煙尚未散盡，李濟(jì)與董作賓率師走出安陽，移駐山東濟(jì)南城子崖開始首次發(fā)掘?？脊湃藛T發(fā)現(xiàn)遺址中明顯具有新石器時代特征，所出土的文物與仰韶文化風(fēng)格迥異，其中發(fā)現(xiàn)最多的黑陶和灰陶器具，幾乎完全不同于河南、甘肅的彩陶，器形也沒有相同之處。而發(fā)掘所得的最具特征的“蛋殼陶”，通體漆黑光亮，薄如蛋殼，其制作工藝達(dá)到了新石器時代的巔峰，這種工藝作為一種文化標(biāo)志--黑陶文化，成為前無古人、后無來者的絕響。

根據(jù)發(fā)掘成果，李濟(jì)等認(rèn)定其文化遺存屬于新石器時代，在考古學(xué)上的價值和意義“不但替中國文化原始問題的討論找了一個新的端緒，田野考古的工作也因此得了一個可循的軌道。與殷墟的成績相比，城子崖雖比較簡單，卻是同等的重要?！盵19]由于城子崖遺址地處龍山鎮(zhèn)，考古人員將這一文化命名為--龍山文化。

當(dāng)中原大戰(zhàn)硝煙散盡，血跡風(fēng)干之后的1931年春，李濟(jì)率部重返安陽，展開第四次大規(guī)模的殷墟發(fā)掘。在李濟(jì)具體指導(dǎo)下，有計劃地將殷墟遺址劃分為五個大區(qū)，每區(qū)由一位受過專業(yè)科學(xué)訓(xùn)練或有經(jīng)驗的考古學(xué)家指導(dǎo)，以“卷地毯式”的新方法進(jìn)行發(fā)掘。發(fā)掘隊除原有的郭寶鈞、王湘等人外，增加了十幾位年輕學(xué)者。史語所新招聘的吳金鼎、李光宇來了，河南大學(xué)史學(xué)系學(xué)生石璋如、劉燿（尹達(dá)）、尹煥章等新人來了。最令人矚目的是，梁啟超的二公子、被李濟(jì)稱為“真正專門研究考古學(xué)的人”梁思永，也在這個明媚的春天里，帶著勃勃生機，神采飛揚地到來了。