挖掘结束后，他们把大量的出土物装箱包好，运到北京。
自一八九九年甲骨发现以来，疯狂盗掘已让殷墟千疮百孔，但谁也不会留心、收集与甲骨一起出土的“残陶碎骨”，更不要说那些挖出去的不同颜色的土层。只有受过人类学、考古学专门训练的学者，才会把注意力集中到这些没有经济价值的“边角料”上。
李济撰写的第一篇殷墟考古的论文《小屯地面下情形分析初步》，关注的就是土。论文首次提到了“地层学”的观点。他根据考古过程中的发现和记录，认为殷墟的地下堆积分为三层：最深层是殷商时期的文化堆积；覆盖其上的是分散众多的隋唐墓葬；最上面的是现代堆积层。
殷墟第二次发掘中，李济与董作宾不同，不仅要寻找甲骨，更要搜集所有的其他文物；不仅要发掘文物，更希望考察地层的分布和特点，找到历史演变的潜在线索。
几年前在西阴村摸索出的“三点记载法”和“层叠记载法”，有了新的用武之地。
自此，殷墟发掘逐渐形成了由点到线到面再到整体的方法，并为中国各地遗址考察树立了典范。
李济也非常强调测绘的重要性，于是，地质调查所派出王庆昌和裴文中来到安阳。两个年轻人都毕业于北京大学地质系，这次绘制的地图比第一次发掘时进步了许多。
王庆昌还首创性地用线条来表示深度，为日后殷墟的测绘提供了参照。
二十五岁的裴文中这一次只能给王庆昌做助手。不过，离开安阳几个月后，他将在周口店发掘出第一个“北京人”的头骨，从此扬名世界。
第一次发掘时，董作宾发现了人类的头骨，但他觉得考古队冒犯了死者，于是把它们重新掩埋起来。
在李济眼中，这些头骨却有着特殊的意义。在哈佛大学读书时，他的老师虎藤（E.A.Hooton）就要求学生必须深入了解人类骨骼的特性，能够根据碎骨片做出判断。一九二一年夏天，李济曾帮助虎藤清理过五百个埃及人头骨，与它们朝夕相处，每天洗刷，整理。而殷墟中的遗骸，复活了他那段久违的记忆。
大师就是大师，李济一直保持着开放的姿态，乐于和其他学科的专家合作研究。一九二九年，中央研究院地质研究所的李毅，就应邀对殷墟出土的白陶、硬陶和灰陶标本进行了化学成分的实验分析。
两年后，英国皇家科学工业学院的哈罗德教授收到了李济寄出的四件铜器标本，并进行了检验。地质调查所新生代研究室
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