考古和文物保护工作中物探技术的应用研究

徐浩

【摘要】随着我国的快速发展，我国的综合国力屹立在世界强国之巅，经济水平得到了空前的提高，同时各种各样的科学技术也快速发展，它们被应用到各种各样的领域，对该领域的发展与研究起到了巨大的作用。我国是一个重视传统和历史传承的国家，考古工作和文物保护工作一直在有条不紊的进行着，而在该领域，物探技术一直起着重要的作用，不但促进了考古学家对古墓的深入研究，而且使文物的保护工作更加科学与完整。本文将论述物探技术的概念和其在我国考古和文物保护工作中的应用，以及物探技术对考古和文物保护工作的重大意义，并浅谈在工作中应该注意的问题。

【关键词】考古 文物保护工作 物探技术

我国将物探技术应用到考古工作和文物保护工作的时间大概在上个世纪60年代左右，不过那是的物探技术不完善，应用情况也比较少，因此人们对于物探技术的重大作用还没有清晰的认识。直到大约1980年。物探技术的应用才得到广大的的相关专家和人员的重视，从此物探技术在该领域才愈演愈烈。物探技术在探查古墓，探查较大的古代地下建筑，探查古建筑的建筑情况和地基情况，探查古代建筑遗迹，探查建筑内部的情况，探查遗迹表面受风化作用的影响程度，测定建筑以及古物的年代等方面发挥出了重大的作用。也正因此，物探技术在考古和文物保护工作的应用面越来越广，技术也越来越成熟。

一、物探技术

物探技术，全称是地球物理勘探技术，该技术是指通过研究、观测各种各样的地球物理磁场的状况和变化情况，来探查地层的岩性和某地的地质构造等情况，其中包含多种技术。物探技术还可以探查地球内部的构造情况，地球磁场的变化情况，探查能源的大致位置等。该技术在上世纪60年代才被应用到考古和文物保护工作中并在后来引起广大专家学者的重视，这还得益于中国原文物研究所所长黄克忠先生和滁州文物保护研究所小组的一次考古工作，该技术在那次的工作中大放异彩，发挥了重大作用。

二、物探技术在考古工作中的应用

（一）探查地下遗迹

我国古墓总体保护水平不高，历史上有很多盗墓贼非常猖獗，再加上地震等其他因素，许多的古墓或者古建筑被毁坏；有很多的则是地上部分被毁坏，地面以下的部分得以保存；或者还有的古建筑被掩埋于地下。在地球磁场等原因的影响下，经过很多年的发展，这些地下遗迹与周围土壤的物理性质发生了很大不同，因此，物探技术可以探查出遗迹的位置等情况。以下是两个个探查古建筑物地下遗迹的经典案例。

（1）探查凤阳明中都遗址

在上世界80年代，第一次在考古工作中应用物探技术就是安徽凤阳明中都遗址了，这一次探查是将物探技术和照片相互应证、结合。这座古城是明朝开国皇帝在他的家乡命人建造的一座京城，可是经过了近800年的发展，这座古京城的地面部分早已毁坏殆尽，地面之下的部分虽保存较好，但也大部分埋藏在住户或者耕地以下，要挖掘研究这样的遗迹，利用物探技术显然是很好的方法。在探查中，先利用电阻率法探查出城门的位置，城墙的深度和宽度，再探查出护城河的位置、走向和宽度，甚至还发现了城中其他重要遗址的位置，之后再于航拍测查得出的照片想应证，最后作出古城遺址的平剖图。还应当注意，护城河金水河部分的电阻率要远远高于周围土壤甚至其他的建筑遗址，这是因为护城河在被后期填平的过程中，被填充了大量的土、石块、瓦块等混合物，使得这部分电阻率增大，平剖图上显示出电阻率差值较大，当然，这也更加容易被探查出来。

（2）探查泅州遗址

古泅州城受自然灾害的影响较大，但保存也比较完好，这是因为泅州城在康熙皇帝时代受到两次洪水的影响，几乎被完全掩埋在洪水泥沙下，经过几百年的地质作用，已经被完完全全的掩埋于地下，在探查泅州古城遗址时，物探技术也发挥出了巨大的作用。在探查过程中，使用了很多物探方面的技术方法，有电阻率法、声呐法、探底雷达法、航拍测查法等多种方法。多种物探方法相互结合，不但探查出了高度大约8米，距离地面下大概3米的城墙，还探查出了城墙外围的墙状物，专家们推测，这很可能是当年人们修筑的防洪工事。还探查出了古城中废弃的水井、城基、地下管道等大量遗址。

（二）探查古墓

物探技术在探查古墓中有着重要作用。我国的古墓大部分埋藏深度不深，而且大部分是由石块或者砖块砌合而成的，这就导致了古墓的内部和古墓的外部磁场性质不同、土壤的性质不同，在此情况下，用物探技术探查它们的情况效果极佳。探查这样的古墓，一般常用风湿电阻率法，这种方式在应用时，先向地下供电，然后有两个电极可以测量两地的正负极情况，以此得出不同地方的电阻率的分布，从而可以推断出地下遗迹的位置情况。通过多次的测量，还能大致推断出古墓的外形轮廓和古墓的位置深度，从而绘制出电阻率平面图，这与实际挖掘得出的平面图情况大致相同。在后来，随着物探技术在探查古墓中的推进，该技术也越来越先进，并且发展成为现在的CT成像法。

在考古工作中，大量的考古现象表明，在古墓的上方会有强大的磁场，因此，探查古墓位置也常常会用到磁力测量法。对于为什么古墓的上方会有磁场，众专家学者各说纷纭，有的人认为这是因为古墓中有铁质随葬品或者有被磁化的物体导致的，但是这种情况只能产生微弱磁场，并不能产生检测时的那种强大磁场。比较科学的理论是，古墓都会产生空穴效应，古墓内部和古墓外部土壤的性质在长期古墓的隔绝下变得大不相同，墓穴周围分布的土壤被地球物理磁场磁化，在墓穴周围形成一个磁体，也正因为如此，所有的墓穴都是北边为负磁场，南边为正磁场。当然，探查古墓还有地球物理勘探中的其他方法，例如雷达法、弹性波反射法、陆地反射法等等。物探技术在探查古墓中作用巨大，大大提高了考古工作的效率和安全性，节省了大量的人力、物力和财力。当然，随着我国考古工作的推进，所探查的古墓情况更加复杂，古墓安全性更高，这对物探技术提出了更高的要求：不仅需要探查出古墓的位置，还要精确探查出古墓的墓室情况，同时还需要多种技术共同作用，相互应证，因此，物探技术的发展与完善还有很长的路要走。

物探技术在探查古城、古墓等地下遗迹中能发挥重大的作用，免去了人们只有通过挖掘才能探明地下遗迹的复杂工作，节省大量的人力和财力，提高了考古工作的效率，而且还避免了因为挖掘不当、操作失误造成的遗迹、文物的损坏，大大提高了对古文物的保护。

三、物探技术在文物保护工作中的应用

我国历史悠久，有上下五千年的历史，几乎每朝每代都会有大量的石雕，许多的石雕暴露在空气中，成百上千年受风化作用、地质作用等的影响，石雕的表面早已经遭到严重破坏。尤其到了近现代，全球温室效应，并且空气污染严重，这使得石雕受风化作用的影响更加严重。在这种情况下，要减弱风化作用等的影响，对这些古文物进行保护，物探技术可谓效果巨大。保护方法是：先用其他方法测量出古物所在地区的环境状况，风力大小，测量出石雕表面的风化程度，然后选取合适的防风化液，将其喷涂在石雕的表面，并且使其深入作用到石雕的内部（防风化液渗入程度很重要，程度低不能起到良好的保护作用，程度高了也对石雕不利），对石雕形成深一步的保护，防风化液凝固后，不但能明显减弱使石雕受风化作用的影响，还不影响大气中的水分自由流通进入石雕内部。那么怎么确定防风化液最适合的渗入程度和石雕风化程度呢？这就要用到物探技术了。

石雕的原材料岩石各部分受风华作用的影响是不同的，有的地方受风化作用影响较大，表面破坏严重，有的部分则受影响较小，表面较完好。也正因此，各部分的电阻率有着明显的不同，喷上防风化液后，电阻率也会发生改变，因此，采用电阻率法测定各部分的电阻率，继而可以测出所需要的參数。这种理论和方法已经在龙门石窟、大同云冈石窟等文物中试用，效果良好。测定防风化液对文物抗风化作用的效果，则可以采用声波测量法，防风化液在凝固后，在一定程度上可以增加岩石的强度，声波在岩石中传播的速度也会相应地增大。

再者，古文物除了受到风化作用而表面受损外，还可能因为空气湿度、空气含氧量等受到氧化作用的影响，还有受到地质作用而产生裂缝等，这些都会使得古文物产生破坏。利用物探技术探查出其破坏程度，再选择合理的方法进行保护，可以使得文物保护工作事半功倍，毫无疑问，物探技术可以对文物保护工作起到重要作用。

四、物探技术在考古和文物保护工作中应注意的问题

（一）物探技术包含着众多的技术、方法，每种方法都有各自的优缺点，在实际工作中不能只固执的相信一种方法，应该多种方法相互应证、相互结合，这样才能将考古和文物保护工作中的失误降低到最小。

（二）随着考古和文物保护工作的持续推进，难度也会越来越大，这对物探技术的要求也越来越高，因此，专家学者应该积极研发新技术，对现有的技术作出改进，使其更能适应工作的需求。

（三）考古和文物保护工作对我国研究历史有些重要的作用，工作也是项技术活儿、细心活儿，虽然有了良好的技术作为辅助，但工作人员也不能掉以轻心，在工作中应用合理的方法，制订安全有效的措施，是考古和文物保护工作的重中之重。