氏族制的确立在旧石器时代晚期，大约从四五万年以前开始。其时，早期智人发展为晚期智人。晚期智人也叫新人，其体质形态上的原始性质完全消失。据研究,由于受居地环境影响，人类逐渐分化为各色人种，现代人形成了。大约在距今1万年左右全新世开始的时期，氏族制度渐趋确立，人类进入一个新的发展阶段。

　　地理环境和气候的变化引起动物群生息地点和生存环境的变化。天水一带的古气候、古地貌的变迁和古生物化石，不仅数量多，而且种类丰富。许多化石都分布在两区五县山沟间被称为“甘肃红层”的一种岩层里，最著名的出土地点有甘谷县的牛蹄湾，秦安县的云山梁、黑咕堆，秦州区的川口、罗玉沟、吕二沟，麦积区的麦积山、街子，武山县的鸳鸯镇、水帘洞，张家川县的龙山镇。从已出土的化石种类来看，主要有鱼、铲齿象、剑齿象、猛犸象、嵌齿象、犀牛、羚羊、鸟卵、鹿、蚌、海螺、水藻等，其中以史前时期的各种热带犀牛、大象遗骨化石居多。

　　根据已出土的大量古生物化石分析，天水所在陇右地区（指地理上的而非行政区域上的）曾经经历了一个漫长的地质构造变化时期。大约在距今一亿年前，由于印度洋板块和欧亚大陆板块相碰撞，古地中海逐渐消失，原来低洼的青藏高原开始抬升，秦岭海槽也慢慢上升，于是形成陆地，秦岭山脉也相伴出现。那时候，今陕、甘、川三角地区气候炎热，生活着大量热带动物群，如恐龙、鸟类和鱼类等。后来青藏高原、秦岭山脉继续升高，阻挡了印度洋暖湿气流，从此这里便变得寒冷干燥起来，大量喜热的动物被迫南迁。大约距今200万年到10万年的时候，由于气候干燥寒冷，北面极地的大风夹带着沙土，年复一年吹来，当风力、风速减弱时，沙尘便降落下来，于是形成了黄土高原。

　　 旧石器时代晚期，根据植物孢粉分析，整个黄土高原地带较为湿冷，因此比较喜暖的动物种类在天水已不复存在，而这样的生态环境又十分适宜许多喜冷的动物生存，当然也为古人类的生存发展提供了良好的条件。这一时期的人类喜欢生活在森林与草原的过渡地带和附近河湖众多的地方。这样，人们既能就近取水，也可在河中捕获鱼、蚌、蛙、虾之类，还可在草原上、森林中捕猎野兽，采集野果，捡拾柴禾。天水所在的陇右地区自然环境非常适宜于人类生存，所以在旧石器时代晚期天水就有人类生活的踪迹。被学界称为“武山人”的人类头骨化石，就出土于武山县鸳鸯镇遗址。

　　鸳鸯镇遗址坐落在苟家山狼叫屲南面山坡上，总面积约35万平方米。1984年夏天，核工业部某地质队的地质工作者在此处勘测地质土层时，发现了一个抛落在田野的头盖骨化石，包括基本完整的额骨、顶骨及一小部分颞骨，属一男性青年个体。依据测得的几组数据，经对比研究，知其体质形态与广西柳江人、广东马坝人较为接近，而和北京山顶洞人较为疏远。碳十四年代测定,这一头盖骨化石绝对年代为距今38400±500年，相当于晚更新世中期。也就是说,“武山人”比山顶洞人要早约两万年，它是目前甘肃境内发现的年代最早的古人类化石，代表着比山顶洞人原始的早期蒙古人种类型。

　　1987年，文物工作者在距前一个头骨化石1.2米处又发现了一个头骨化石和一件肋骨化石。这具化石石化程度较好,较为完整。根据外部形态，专家确定这个头骨化石为女性，与之伴出的有石球、尖状器等旧石器。女性头骨化石经碳十四检测，年代亦为3.8万年。

　　两次在同一地点发现人头骨及石器，这说明古人类曾在这一带长期活动过。“武山人”头骨化石的发掘，为黄河流域远古文明史提供了新的物证，也为研究渭河流域人类的进化、繁衍开辟了广阔的空间。

　　旧石器时代后期的石器制作较前期有较大进步。也使用交互打击法，可以制造出多种形式的刃背，尤其是一些小型刮削器，加工已趋精致。主要石器类型有尖状器、砍斫(zhuó)器、刮削器、雕刻器和石球。后两种器型出现在旧石器时代晚期的遗存中，是石器制作工艺有了显著提高之后的产品。

　　旧石器时代中、晚期,随着人类制作、使用石器技术的提高和人类智慧的发展以及群体协作能力的增强，狩猎业的地位越来越重要，肉食在人类食物中所占的比重也随之增大。这一时期出土的属旧石器时代中、晚期的各种形制的刮削器就是用来解剖动物、刮皮切肉的；而砍斫器和石球，则是猎取、击杀动物的工具。特别是石球，是旧石器时代中、晚期新出现的器类。

　　从武山鸳鸯镇旧石器时代晚期遗址出土的“武山人”头骨化石和伴出的石球、尖状器等生产工具可以看出，武山人已经积累了比较丰富的生活经验，他们懂得了动物、植物岩石、水的自然属性和经济价值，根据动物的繁衍规律和生栖环境，当时人类使用的工具已由早期比较粗笨的大石器改进为便于使用的细石器，并且发明了制作精细的边刃石片和投掷梭标、石球，发明了具有穿透能力的尖状器。直径较大的石球，可能用手臂直接投向狩猎对象；较小的石球，则可能与绳索配合使用。兜置石球以旋甩方式投掷的工具称作“飞石索”，现在世界上一些民族还在使用这种狩猎器具。熟练的飞石投掷，可以有效杀伤远距离的动物。

　　更新世时期，天水的生态环境以稀树草原和灌丛草原为基本景观，栖息着许多食草动物，它们是先民狩猎的主要对象。天水境内旧石器时代晚期石器中，刮削器占绝对优势，那是经常、大量割剥兽体的实际需要所导致的，由此可见当时狩猎经济在社会生活中占有重要地位。旧石器时代晚期的天水社会经济，是以狩猎为主、兼营采摘的复合经济，也有捕捞业，这反映出原始先民经济活动的领域日益拓宽，食物来源也日益丰富，社会生产力和人们的生活质量得到了进一步提高。

　　学会用火是人类进化历程中的一大飞跃。“钻木取火应该后于从森林里带出来的天然的雷火”。火使原始先民告别了“茹毛饮血”的时代，也使得入夜一片黑暗的岁月一去不复返，火给他们带来了光明，同时也可以取暖和驱赶野兽。更重要的是，用火可以烧制熟食。充足的肉食来源，再辅以烧烤的食用方式，大大提高了食品质量，缩短了消化过程，提供了更多营养，这对于人类体质的增强和大脑的发育，都具有至关重要的作用。天水虽然还未发现旧石器时代原始先民用火的直接证据，但与武山鸳鸯镇遗址同一时期的宁夏水洞沟遗址，却发现了黑色的灰烬，其中还夹杂有兽类碎骨化石和人工打制的石块。说明人类这一时期已经广泛用火烧制熟食和防御猛兽的侵袭了。

　　旧石器时代晚期，天水境内原始先民的居处多选择在河岸阶地，这可能有两方面的原因：一是塬上的生态环境发生了变异；二是由于生产力水平有所提高，营造半地穴居处不再是十分困难的事。先民选择阶梯居处非常聪明，他们喜欢选在山大沟深的河流上游。无论旧石器时代的武山鸳鸯镇遗址，还是新石器时代早期的秦安大地湾遗址，都能够看出原始先民选择居地的良苦用心。

　　随着血缘家族的不断繁衍、裂变，血缘关系亲近、活动地域相邻的家族，由于在生存斗争中经常合作，而逐渐连结演变形成氏族。在这个演变过程中，婚姻关系发展为族外群婚。一个母系氏族有一个共同的女祖先。由于氏族成员只能确认各自的生母，所以成年妇女都一代一代地成为确定本氏族班辈的主体。成年的男子则分散到其它氏族，寻求配偶，实行群婚。这种婚姻制度排除了同胞兄弟姊妹间的性关系，有利于后代的发育和人口的繁衍，无论从人类体质进化还是从社会结构升级的角度说，都具有划时代的意义。

　　氏族社会分母系和父系前后衔接的两个发展阶段。在族外群婚的制度下，人们仍然“只知其母，不知其父”。氏族是由妇女经营管理的，世系是按女性血统传递的，成年男子都是外氏族人；另一方面，当时生产力低下，稳定的食物来源主要依赖于妇女所从事的采集业。上述两重因素决定了妇女在群体中处于主导和受尊敬的地位。所以，族外群婚体制下的社会形态是母系氏族公社。

　　综上所述，天水境内的原始先民在经历了血缘家族向氏族公社的过渡期之后，到旧石器时代晚期已进入新人阶段，母系氏族社会已初步形成。那时候的“武山人”和所有其他部落的人一样，都过着共同劳动，共同享受，没有剥削，没有私人财产的“原始共产社会”生活。