科技考古考古勘探

几种常用的地下物探技术
磁力法 土壤电阻率法 电磁探查法与无线电雷达法
磁力法
• 定义：
利用地下文物所在部位土壤磁性的反常现象， 按磁力的大小确定文物的特征与位置。
• 对象：
陶窑、炼铁炉、铁渣场——强磁力 用火遗迹（炉灶、火坑）
属于永久性热剩余磁——弱磁力 古道路、古城墙
磁力不同于周围土壤——很弱磁力
• 其分辨率为地下10-1m尺度的介质分布。 • 探地雷达方法以其特有的高分辨率在工程地质、
公路工程、建筑工程、文物考古、地基勘查、 地下管线、道路桥梁等许多领域解决许多其它 物探仪器无法解决的工程疑难问题。 • 该方法已于1996年中国国家地震局首先推行使 用。
地质雷达CR2000
• 在公路工程中探地雷达能够检测路基、路 面厚度
电磁探查法（无线电雷达法）
• 仪器
脉冲感应仪——快速普查型仪器
• 特点
方法简便、可连续测定、很快 但是，探测深度较小，0.5米左右。
• 应用
主要用来测古河道、建筑遗址、道路
地质雷达CR2000
• 地质雷达是目前世界上最先进的物探仪器，它 是利用超高频(106～109)脉冲电磁波探测地下介 质分布的一种地球物理方法。
高密度电阻率法
土壤电阻率探查法
• 特点： 设备简单、探测深度大（几米--十几米）。 但是，效率低、工作速度慢。
• 应用： 北宋东京（开封)城墙遗址； 明中都皇城的建筑；
电磁探查法（无线电雷达法）
• 定义、原理：
利用仪器中一个线圈发射低频电磁波，同时用 另一个线圈接受地下文物的感应电磁波。火烧遗 址的热剩磁会产生局部磁场增强，古道路、城垣、 沟凹处遗迹的磁化率与地平面的也有差别，当然 差异很小，要求仪器灵敏度：5 x10﹣4安培/米。
• 调查路基的密实程度及均质性； • 探测公路路面脱空、地下空洞、路基塌陷
等公路病害，为工程评价、公路治理、路 面修补及维护做了大量的工作，取得了良 好的效果。
地质雷达CR2000
• 采集数据格式可为ASCII或Binary。 • 仪 器 型 号 ： Compu-Radar 2000 Ground
差分式饱和磁力仪（可连续测量） 光泵磁力仪（更灵敏方便）
土壤电阻率探查法
• 定义、原理：
根据土壤中水分的多少，杂质的多少，其电阻率 不同的原理，通过通电流测待测区的电阻率，来 分析文物的种类、范围与埋藏深度。 墙、路、碎石堆、坟墓——电阻大于周围的土壤 沟、废物坑、Hale Waihona Puke Baidu化层——电阻小于周围的土壤
1、地面文物勘探
主要原理：
根据航拍照片中田野农作物植被的形 态；地面表土层颜色的层次、明暗；地 形的凸凹等等为落差别的信息，通过计 算机图像处理进行判别。
2、地下文物勘查技术
分为： 传统考古学的地下勘探 现代物探技术的应用
2、地下文物勘查技术
传统考古学的地下文物发掘：
文物发现的偶然性； 洛阳铲的片面性； 文物的损伤、效率低、强度大；
洛阳铲
• 洛阳铲据传为中国河南洛阳附近农村的盗墓者李 鸭子于20世纪初发明，并为后人逐渐改进。最 早广泛用于盗墓，后成为考古学工具。
• 考古学家卫聚贤在1928年目睹盗墓者使用洛阳 铲的情景后，便运用于考古钻探，在殷墟、偃师 商城等古城址的发掘过程中，发挥了重要作用。
• 如今，学会使用洛阳铲来辩别土质，是每一个考 古工作者的基本功。
名称
剩余磁化强度Jr (nx10-6SI)
红烧土（瓷窑） 1220
磁化率K(nx106SI)
1170
备注 宋代古磁窑
红烧土（炼炉） 1160
瓷片 窑砖 墓砖 窑具 炼渣
0.3 1340-7180 7310-12900 5220 11200
工作台
170
现代砖 水泥制品 砂土
1050 100-1000 10-100
Penetrating Radar System（GPR），美国世纪 地球物理公司。 • 天线频率：25M/100M/300M/900M共四种（分 辨率由低到高，探测深度由深到浅），可满足 20m范围内不同探测深度和精度的要求。 • 主控机为手提式PC机+雷达主机。
最后： 向田野考古学家迅速、全面地提供富有成效的发掘兴 趣点和一张发掘前的地下文物位置图。
现代考古勘探的工作程序
现代考古勘探的工作程序
现代考古勘探的工作程序
考古物探的原理
• 考古遗存改变了所在地区地表的物理、化学 结构，是土壤物理性质出现异常现象。考古 遗迹、遗物埋藏在地下形成的土质结构、密 度、含水量与周围天然沉积物有差异，变现 为土壤密度、磁性、电性、导热性、弹性、 放射性较附近普遍增大或减小。
洛阳铲
• 洛阳铲是中国考古钻探工具的象征。二十 世纪七十年代初，中国考古代表团访问阿 尔巴尼亚时，曾赠送一把打造精致的洛阳 铲。
• 目前只有洛阳附近的五家探铲厂手工制造。
2、地下文物勘查技术
洛阳铲的贡献与不足 1、洛阳铲的历史贡献 2、洛阳铲的局限性 3、现代钻探技术与工具
2、地下文物勘查技术
6180 7000 1630-3250 1170-6220 5680 51000 10800 7030 100-1000 10-100
汉代冶铜炉 北宋古窑址 宋代古窑址 三国时期墓 宋代古窑址 汉代冶炼址 汉代冶炼址 资料 资料 资料
磁力法
• 仪器：
质子磁力仪（国外广泛使用）
美产G816精密质子旋转磁力仪
现代物探技术
——在田野发掘中的应用
一、物探技术的定义
物探技术的方法种类很多，每一种 方法都有自己的原理，但总的来说：
“都是利用地下文物（遗址）的地球物 理性能与周围底层的差别，通过仪器遥感， 来判断文物的位置、范围和深度。”
二、物探技术的分类
1、地面文物勘探（航空摄影技术） 2、地下文物探查 3、水下声纳探查、水下摄影
为了克服洛阳铲的局限性，考古勘探 这个环节必然要引入现代物探技术，以 提高地下勘探的范围与效率。
它的引入，可以迅速为我们指出最富 有成果的发掘地点，使无价值的盲目发 掘次数降到最低。
地下物探技术的步骤
首先： 取得航空、卫星摄影资料，发现遗址，大概指出文化 区域的范围。
在此基础上： 用某一项物探技术进一步找出更详细的遗址轮廓，或 对航空摄影中模糊看到的文化特征进行地面精确的定位。