בחודש יולי 2004 נערכו בתל אל-צאף וסביבותיו סקר וחפירת בדיקה (רשיונות מס' 51/04-G, 52/04-G; נ"צ — רי"ח 2515-26/7013-22; רי"י 2015-26/2013-22). החפירה, מטעם האוניברסיטה העברית, נוהלה על ידי י' גרפינקל וי' ראון בסיועם של מ' פרייקמן, א' שתיל, א' יעקובי (עזרה טכנית) וסטודנטים מהמכון לארכיאולוגיה באוניברסיטה העברית.
תל אל-צאף נמצא בחלקו הדרומי של עמק בית שאן, כקילומטר אחד מדרום לנחל בזק, בגובה של כ-270 מ' מתחת לפני הים, בקצה המזרחי של המדרגה האמצעית של עמק בית שאן, צמוד למצוק היורד למדרגה הנמוכה (זור). נהר הירדן מרוחק כיום כ-500 מ' ממזרח לאתר.
התל נזכר לראשונה בסקרים שערך נ' צורי בעמק בית שאן בשנות החמישים של המאה העשרים (PEQ 90 [1958]: 49). הוא זיהה במקום תרבות כלקוליתית, וציין חרסים המעוטרים בצביעה דו-גונית על רקע בהיר. צורי מזכיר חרסים דומים באתר סמוך – תל אל-ג'מאעין (נ"צ — רי"ח 2525/7017; רי"י 2025/2017) שייתכן כי הוא ותל צאף הם אתר אחד. תל צאף בולט בשטח ואילו מתל אל-ג'מאעין נותרה כיום תלולית עפר קטנה למדיי שניזוקה מאוד בעקבות פעילות צבאית וחקלאית. בין שני התלים מפריד עמק רדוד.
בשנים 1979-80 ערך ר' גופנא שלוש עונות חפירה מצומצמות בתל: שתי גבעות על שטח של כעשרה דונם. הגבעה המזרחית נמצאת כיום ממזרח לגדר הגבול. מתוך הצטברות של כשני מטרים נאספו מכלולים עשירים של חרסים, פריטי צור, עצמות בעלי חיים ושרידי חומר צמחי. היישוב הוגדר כלקוליתי, דומה לתרבות ואדי רבה. בין הממצאים בולטת קבוצת חרסים מעוטרת בעטור דו-גוני על רקע לבן (קרמיקת תל אל-צאף), והוצע שהיא משקפת את השפעת התרבות החלאפית של צפון מסופוטמיה על דרום הלבנט (Tel Aviv 15-16 [1988-89]: 3-36). בשנת 2003 נסקרו התל וסביבותיו מחדש על ידי א' כהן-תבור, שמצא חרסים בסגנון תל אל-צאף על פני שטחים נרחבים ממערב ומצפון לתל.
על פי ניתוח טיפולוגי וסטרטיגרפי של מכלולי ממצא מכמה אתרים פרוטוהיסטוריים נראה כי בין תרבות ואדי רבה לבין הכלקולית הע'סולי התקיים שלב תרבותי נוסף, שנחשף לראשונה בתל בית שאן, שכבה XVIII. התקבלה חלוקה של התקופה הכלקוליתית לשלושה שלבים: שלב קדום (תרבות ואדי רבה), שלב תיכון (בית שאן XVIII בצפון והתרבות הקטיפית בדרום) ושלב מאוחר (ע'סול-באר שבע-גולן). תל אל-צאף, על פי טיפולוגיית כלי החרס, שייך לכלקולית התיכון והממצא, הקרוב לפני השטח, מאפשר חשיפה רחבה של השלב השנוי במחלוקת. המכלולים נקיים ולא הובחנו בתל שכבות יישוב מן התקופה הכלקוליתית הקדומה או המאוחרת.
הסקר
הסקר התרכז בחלקים המערביים של האתר, שהם יותר מ- 90% משטח היישוב. התל מכוסה צמחייה סבוכה שהקשתה על איסוף הממצא מפני השטח. לפיכך ננקטה שיטת סקר מדגמית שבה נסקרו 26 ריבועים בשבעה אזורים:
1. על גבי התל וצמוד לשטח החפירה של גופנא (ריבועים 10-7).
2. באזור תל אל-ג'מאעין (ריבועים 13-11).
3. העמק הרדוד מצפון לתל, בין תל אל-צאף לתל אל-ג'מאעין (ריבועים 26-20).
4. על שלוחה ושטחי חקלאות הסמוכים לתל אל-צאף מצפון-מערב (ריבועים 4-2).
5. על שלוחה ושטחי חקלאות הסמוכים לתל אל-צאף מדרום-מערב (ריבועים 19-14).
6. מדרון רדוד בין השלוחה הצפונית-מערבית לשלוחה הדרומית-מערבית (ריבועים 5, 6).
7. חתך הגבעה הצמודה לגדר הגבול (ריבוע 1), כ-50 מ' מדרום לתל.
בכל ריבוע נחשפו פני השטח במלואם ושכבת פני השטח גורדה מעט (איור 1). נאספו ממצאים שכללו חרסים, צור, כלי אבן ועצמות. ניתוח תפרוסת הממצא, וריכוז הממצאים בריבועים יבהירו מה אופי היישוב וגודלו. ממצא ייחודי שנאסף מפני השטח הוא מכתש אבן גיר גדול שנמצא בשולי השטח החקלאי וכנראה הוצא ממנו בעת הכנת השטח לעיבוד.
בכל מקום מחוץ לתל שבו נחשפו חתכים על ידי ערוצים טבעיים, או תעלות שנחפרו למטרות צבאיות, לא נתגלו שכבות ארכיאולוגיות, למעט שכבה דקה בשני מקומות: ליד ריבוע 2 נמצאה במדרון שורת אבני גיר מדורדרות, אולי שרידי קיר אבן; ליד ריבוע 1 נחשף מפלס חיים הכולל משטח אבנים אופקי (ריצוף מכוון?) וכמויות גדולות של חרסים, פריטי צור ועצמות בעלי חיים. כ-50 מ' מדרום לתל וסמוך לגבול, נחתכה גבעה במהלך שנות השבעים או השמונים של המאה העשרים לצורך סלילת כביש (כ-4.5 מ' עומק החתך). התפוררות פני השטח וחלקים מהמצוק יצרו דרדרת אלכסונית שכסתה את החלק התחתון של החתך (2.5 מ'). החתך מורכב מסדימנט חרסיתי אדמדם, ממקור אלוביאלי, ולא נראה בו כלל חוואר הלשון שהורבד בעמק הירדן בתקופת הפלייסטוקן. בחתך הובחנו שרידים ארכיאולוגיים:
1. מתחת לפני השטח (כ-0.5 מ') נמצא מפלס חיים: שכבה דקה אך עשירה מאוד באבנים ובממצא: יותר מאלף חרסים, פריטי צור ועצמות (1171 פריטים), אופייניים לתקופה הכלקוליתית התיכונה, שנפלו מהחתך אל הדרדרת.
2. סמוך למפלס זה נתגלה פיר אנכי (1.2 מ' קוטר) שהיה חשוף (כ-2 מ' עומק). חלקו התחתון היה קבור תחת הדרדרת (איור 2).
הסקר מעלה תמונה של תל ששטחו כעשרה דונם שהתקיים בו יישוב אינטנסיבי וממושך, וסביבו על פני שטח של כמאתיים דונם וברדיוס של מאות מטרים התקיימו פעילויות קצרות מועד.
החפירה
החפירה נערכה באזור ריבוע 1 שבסקר נמצא עשיר בממצאים, ובפיר האנכי שהיה חשוף בחלקו, מצדו המזרחי. מילויו (נחפרו 3 מ' לעומק) היה עשיר בממצא: חרסים רבים, בהם חרסים מעוטרים בסגנון תל אל-צאף, פריטי צור, פחם, זרעים וחרצני זיתים, כלי אבן ועצמות בעלי חיים. נראה כי הפיר הוא באר שנחפרה מפני השטח אל מפלס מי תהום.
בראש הגבעה, בתוך ריבוע 1, סמוך לפיר, נחפר ריבוע קטן (2 × 2 מ', כ-0.7 מ' עומק). מתחת לפני השטח נמצאה שכבה עשירה בממצא: חרסים, צור, עצמות בעלי חיים כלי אבן וחרוזים. בתוך הסדימנט נמצאו משקעי טרוורטין שהתגבשו לעתים על גבי חרסים או ממצאים אחרים. השתמרות העצמות והחומר הבוטני טובה: כמויות גדולות של חרצני זיתים מעידות על שימוש אינטנסיבי בעץ זה. כלי הצור כללו כלים דו-פניים, להבי מגל, מרצעים, מקדחים וראש חץ רוחבי אחד. כלי החרס כללו הרבה פערורים, בהם פערורים עם רכס ליד השפה, טיפוס אופייני לכלקולית התיכון. עיטור החרסים כלל צביעה באדום, מעט חרסים מחופים וממורקים באדום ושחור, עיטור פלסטי של רצועות טין בהונות (עיטור חבל), ומעט חרסים צבועים באדום ושחור על רקע לבן (עיטור תל אל-צאף).