根据董笃宜提供的线索，华西大学博物馆馆长葛维汉和助理林名钧于1934年春天组成考古队，经四川省教育厅颁发执照，广汉县政府批准，由广汉县县长罗雨仓主持，在燕氏发现玉石器的附近进行了为期十天的发掘。
发掘收获丰富，共出土文物600多件，有陶器、石器、玉珠、玉杵、玉璧、玉圭等，这些文物后交由华西大学博物馆收藏。此次考古发掘的成果被葛维汉整理成《汉州发掘简报》，发表于1936年的《华西边疆月刊》，文中将这批出土的文物命名为“广汉文化”。
遗憾的是，建国之后，三星堆一直不被重视，沦落为当地砖厂取土作业的场所，偌大的土堆渐渐被夷为平地，体现出那个时代对文化的漠视，令人发指。
而上世纪八十年代开始的三星堆的大规模发掘竟然源于砖厂取土作业时挖碎的玉器，真是令人痛心疾首。
1986年7月至9月发掘的两座大型商代祭祀坑，出土了金、铜、玉、石、陶、贝、骨等珍贵文物近千件。在三星堆祭祀坑出土的上千件青铜器、金器、玉石器中，最具特色的首推三四百件青铜器。其中，一号坑出土青铜器的种类有人头像、人面像、人面具、跪坐人像、龙形饰、龙柱形器、虎形器、戈、环、戚形方孔璧、龙虎尊、羊尊、瓿、器盖、盘等。二号坑出土的青铜器有大型青铜立人像、跪坐人像、人头像、人面具、兽面具、兽面、神坛、神树、太阳形器、眼形器、眼泡、铜铃、铜挂饰、铜戈、铜戚形方孔璧、鸟、蛇、鸡、怪兽、水牛头、鹿、鲶鱼等。
其中金杖长142厘米，重780克，全用纯金皮包卷而成。杖上刻有人像高181厘米，座基79厘米，总高度达260厘米，重约300余斤。它是世界上出土年代最早、体型最大的一件青铜器。青铜神树高350厘米，树上挂有许多飞禽走兽、铃和各种果实，是古代巫师们专用的神器。另外还出土有青铜头像40余种，面具10余件。三星堆这批前所未有的珍贵文物的发现把古蜀国的文明史向前推进了1500年，因此在世界考古学界引起了轰动。
三星堆遗址出土陶器以高柄豆、小平底罐、鸟头形把勺为基本组合定式，其中还有瓶形杯，它是三星堆出土的很有地方特色的器物，它被做成喇叭口、细颈项，圆平底，很像今天我国北方地区用来烫酒的陶瓷酒瓶，与日本人喝清酒用的酒瓶极为相似。陶在遗址也有较多发现，颇具特色，一般高三、四十厘米，下部为三只袋状足，中间是空的，可加大容量，一般认为它是用来温酒器
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