这次发掘是在3个地点同时展开，即把头骨化石发现地作为第一地点，在它的左右两侧不远处又设了第二和第三地点。

1982年5月21日在清理第三地点浮土中发现一枚人的牙齿化石，随后在发掘第三地点时，从地层中又挖出一枚人的牙齿化石。

发掘进行了近1个月，3个地点的挖掘清理进入了尾声。至此，从开始发现头盖骨，到后来的两次发掘，共发现一块人的头盖骨残片，两块额骨眶上部残块，外加7颗牙齿化石。

吕遵谔从化石的石化程度，从化石出土地点地质剖面的观察，从同一地点伴生动物化石的对照，吕遵谔断定，这批人骨化石属于猿人应是确凿无疑，它的年代至少应在20万年以前。

在骑子鞍山猿人遗址同时出土的还有大量种类不同的动物化石。其中材料比较丰富和重要的种属有棕熊、三门马、李氏野猪和肿骨鹿，化石包括牙齿、上下颌骨和大量肢骨残块。其中有一种被考古学界称为标准化石的就是肿骨鹿，这种动物在20万年前就已经全部灭绝，因此，吕遵谔作出沂源猿人至少应在20万年以前的判断，不无道理。

然而，至少 20万年以前的判断，这只是它的下限，那么，有没有办法确定出它的真实年代呢？

我们目前常用的检测年代的方法大多采用碳14检测法，但这种方法只能对距今7万年以后的物品有效，而对沂源猿人则显然不行。当时还有一种检测的办法叫铀系法，它可以检测更远年代的物品，但它对被检测物品的要求异常苛刻，它要求被检测物应处在完全封闭的状态。

然而沂源猿人头盖骨及其牙齿化石在山洞中只是被浮土覆盖，也就是处于半封闭状态，山洞被破坏之后基本就处于露天状态，用铀系法检测显然也不行。

面对用科学方法检测行不通的现实，吕遵谔只有采用与国内其他旧石器考古对照的方法，以判断它的大致年代。

有着丰富考古经验的吕遵谔，经过认真考虑，他的目标慢慢锁定在了周口店北京猿人身上。

吕遵谔为何单单把对照沂源猿人年代的目标锁定在了周口店“北京人”身上，而不是其他呢？

其实，被吕遵谔首先看中的还是在沂源发现的那个被称为标准化石的肿骨鹿。

说来也巧，1921年，当时中国政府的矿业顾问、瑞典人安特生在北平周口店发现的第一块有价值的动物骨骼化石就是肿骨鹿，而他恰恰就是根据这种化石确定了这一区域文化堆积的年代，从而开启了那个震惊中外的大事件。

吕遵谔介绍说：这种鹿和现在的鹿不一样，而这种鹿，早也没有，晚也没有，就是在“北京人”的时候，即四五十万年前，只在这个时候有。像这种动物化石，在考古学上叫标准化石。

除了与沂源猿人伴生的肿骨鹿化石外，其他诸如棕熊、三门马、李氏野猪等动物化石也均在北京周口店猿人遗址多有发现，而且外形也很相似，更为重要的是，相似的东西还不仅如此，两地的堆积物特征和两处猿人化石也有惊人的相似之处。

除了两处猿人化石的相似之外，吕遵谔还发现沂源猿人比北京猿人的牙齿和骨骼要粗大一些，对此，吕遵谔还有自己独到的见解。他介绍说：“我就想山东人一般体型比较粗壮，有的叫山东大汉，那我们的祖先‘沂源人’是不是也是因为比较粗大，个子比较高，胸膀比较宽呢？可能和这个有关系。”

基于上述研究成果，吕遵谔果断地把沂源猿人的年代定位在与北京猿人稍晚一点，即四五十万年以前的直立人。可以肯定地说，沂源猿人是在山东发现的最早的古人类，也可以说是最早的山东人。

根据学术界的惯例，沂源猿人的称谓也被正式确定了下来。吕遵谔解释说，如同北京猿人习惯上也叫“北京人”一样，沂源猿人也可以叫“沂源人”，两者可以通用。

在清理沂源猿人化石的过程中，吕遵谔还发现了一些奇怪的现象。

吕遵谔发现其中两块眉骨，一个大点儿，一个小点儿；还从发现的沂源猿人7颗牙齿里面发现了更为奇怪的现象，这7颗牙齿里竟然有两颗前臼齿是完全一样的，这就更加耐人寻味了。