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巨石陣復原圖

巨石陣第一期與第二期的建造過程大致如下：

第一期：西元前3100年至西元前2300年

1. 先建起造了一個能容納數百人的圓形土壇，用藍砂岩堆成兩道環狀岩堤圍起來，在環狀溝的內緣挖了56個圓形坑洞，圍成一圈。但挖好後又被填平，並且確定洞中未曾豎立過石柱，但很可能埋入過木樁，用來測量季節變化，這可能是巨石陣的雛形。

2. 土壇北面是入口，入口處有二塊門柱石(Slaughter Stone)，56個圓形坑洞的圓周上則有4個定位石(Station Stone)，土堤東北裂口處的通道上有一塊35公噸重6六公尺高的腳跟石(Heel Stone)。

3. 上述56個圓坑，是在17世紀時由一位古文物學家約翰˙奧布瑞(John Aubrey)發現，後來被稱為「奧布瑞洞(Aubrey Holes)」。為何是56個？而非整數？牛津大學亞歷山大˙湯姆教授，在綜合英國境內其他環狀石遺跡的研究後發現，這些洞的排列與金字塔的構造同樣運用了「黃金分割比」。湯姆教授以英國環保局所繪製的標準地圖為准，將第4號、20號和36號洞穴連結後，便出現了一個頂端指向南方的金字塔圖形。其後三個建造期的技術層次及規模都提高了，顯見建造石柱群的人絕非未開化的原始民族。

4.英國考古專家在巨石陣附近發掘出青銅器時代早期一位弓箭手的墳墓。研究發現，這個人大約生活於西元前2300年，從墳墓中的陪葬品多達100件，包括金耳環、銅刀子和很多陶器，這個人可能是當時巨石陣附近地區的一位顯赫人物，巨石陣正是在此之前或之後的時期形成的，一些考古學家因此猜測他參與主持建造巨石陣。

第二期：西元前2100年至西元前2000年

1. 西元前2100年左右，初具規模的農牧業社會已有相當強大的運輸技術，從北方30公里以外馬爾伯若山區(Marlborough Downs)運來許多塊重達30噸的撒森砂岩(Sarsen boulder)修建巨石陣。「Sarsen」一字源於「Sarcen」(撒森人)，寓意為異教徒。

2. 當地出現的第一塊撒森砂岩是位於環圈「洞口」位置上的一塊重約5噸的岩塊，稱做「種石」。種石出現之後200年的第三期工程，才從英格蘭西部的威爾斯西南方普瑞希里山(Preseli Mount)運來藍砂岩(Bluestone)石柱，建造巨石陣。

3. 在圓溝槽形成的土壇中央用藍砂岩豎立了2層同心圓的半圓環狀石柱。

4. 週邊是直徑約90公尺的環形土堤與土崗，從石柱群中央向東北方向修建了通道，形成夏至日出的軸線。另外從石柱群中央對著4公里外的雅芳河(River Avon)的方向建造了一條名為「大道」土方工程。

 5. 此時整體建築佔地11公頃。

門柱石