考古和文物保護工作中物探技術(shù)的應(yīng)用研究

徐浩

【摘要】隨著我國的快速發(fā)展，我國的綜合國力屹立在世界強國之巔，經(jīng)濟水平得到了空前的提高，同時各種各樣的科學(xué)技術(shù)也快速發(fā)展，它們被應(yīng)用到各種各樣的領(lǐng)域，對該領(lǐng)域的發(fā)展與研究起到了巨大的作用。我國是一個重視傳統(tǒng)和歷史傳承的國家，考古工作和文物保護工作一直在有條不紊的進行著，而在該領(lǐng)域，物探技術(shù)一直起著重要的作用，不但促進了考古學(xué)家對古墓的深入研究，而且使文物的保護工作更加科學(xué)與完整。本文將論述物探技術(shù)的概念和其在我國考古和文物保護工作中的應(yīng)用，以及物探技術(shù)對考古和文物保護工作的重大意義，并淺談在工作中應(yīng)該注意的問題。

【關(guān)鍵詞】考古 文物保護工作 物探技術(shù)

我國將物探技術(shù)應(yīng)用到考古工作和文物保護工作的時間大概在上個世紀(jì)60年代左右，不過那是的物探技術(shù)不完善，應(yīng)用情況也比較少，因此人們對于物探技術(shù)的重大作用還沒有清晰的認(rèn)識。直到大約1980年。物探技術(shù)的應(yīng)用才得到廣大的的相關(guān)專家和人員的重視，從此物探技術(shù)在該領(lǐng)域才愈演愈烈。物探技術(shù)在探查古墓，探查較大的古代地下建筑，探查古建筑的建筑情況和地基情況，探查古代建筑遺跡，探查建筑內(nèi)部的情況，探查遺跡表面受風(fēng)化作用的影響程度，測定建筑以及古物的年代等方面發(fā)揮出了重大的作用。也正因此，物探技術(shù)在考古和文物保護工作的應(yīng)用面越來越廣，技術(shù)也越來越成熟。

一、物探技術(shù)

物探技術(shù)，全稱是地球物理勘探技術(shù)，該技術(shù)是指通過研究、觀測各種各樣的地球物理磁場的狀況和變化情況，來探查地層的巖性和某地的地質(zhì)構(gòu)造等情況，其中包含多種技術(shù)。物探技術(shù)還可以探查地球內(nèi)部的構(gòu)造情況，地球磁場的變化情況，探查能源的大致位置等。該技術(shù)在上世紀(jì)60年代才被應(yīng)用到考古和文物保護工作中并在后來引起廣大專家學(xué)者的重視，這還得益于中國原文物研究所所長黃克忠先生和滁州文物保護研究所小組的一次考古工作，該技術(shù)在那次的工作中大放異彩，發(fā)揮了重大作用。

二、物探技術(shù)在考古工作中的應(yīng)用

（一）探查地下遺跡

我國古墓總體保護水平不高，歷史上有很多盜墓賊非常猖獗，再加上地震等其他因素，許多的古墓或者古建筑被毀壞；有很多的則是地上部分被毀壞，地面以下的部分得以保存；或者還有的古建筑被掩埋于地下。在地球磁場等原因的影響下，經(jīng)過很多年的發(fā)展，這些地下遺跡與周圍土壤的物理性質(zhì)發(fā)生了很大不同，因此，物探技術(shù)可以探查出遺跡的位置等情況。以下是兩個個探查古建筑物地下遺跡的經(jīng)典案例。

（1）探查鳳陽明中都遺址

在上世界80年代，第一次在考古工作中應(yīng)用物探技術(shù)就是安徽鳳陽明中都遺址了，這一次探查是將物探技術(shù)和照片相互應(yīng)證、結(jié)合。這座古城是明朝開國皇帝在他的家鄉(xiāng)命人建造的一座京城，可是經(jīng)過了近800年的發(fā)展，這座古京城的地面部分早已毀壞殆盡，地面之下的部分雖保存較好，但也大部分埋藏在住戶或者耕地以下，要挖掘研究這樣的遺跡，利用物探技術(shù)顯然是很好的方法。在探查中，先利用電阻率法探查出城門的位置，城墻的深度和寬度，再探查出護城河的位置、走向和寬度，甚至還發(fā)現(xiàn)了城中其他重要遺址的位置，之后再于航拍測查得出的照片想應(yīng)證，最后作出古城遺址的平剖圖。還應(yīng)當(dāng)注意，護城河金水河部分的電阻率要遠遠高于周圍土壤甚至其他的建筑遺址，這是因為護城河在被后期填平的過程中，被填充了大量的土、石塊、瓦塊等混合物，使得這部分電阻率增大，平剖圖上顯示出電阻率差值較大，當(dāng)然，這也更加容易被探查出來。

（2）探查泅州遺址

古泅州城受自然災(zāi)害的影響較大，但保存也比較完好，這是因為泅州城在康熙皇帝時代受到兩次洪水的影響，幾乎被完全掩埋在洪水泥沙下，經(jīng)過幾百年的地質(zhì)作用，已經(jīng)被完完全全的掩埋于地下，在探查泅州古城遺址時，物探技術(shù)也發(fā)揮出了巨大的作用。在探查過程中，使用了很多物探方面的技術(shù)方法，有電阻率法、聲吶法、探底雷達法、航拍測查法等多種方法。多種物探方法相互結(jié)合，不但探查出了高度大約8米，距離地面下大概3米的城墻，還探查出了城墻外圍的墻狀物，專家們推測，這很可能是當(dāng)年人們修筑的防洪工事。還探查出了古城中廢棄的水井、城基、地下管道等大量遺址。

（二）探查古墓

物探技術(shù)在探查古墓中有著重要作用。我國的古墓大部分埋藏深度不深，而且大部分是由石塊或者磚塊砌合而成的，這就導(dǎo)致了古墓的內(nèi)部和古墓的外部磁場性質(zhì)不同、土壤的性質(zhì)不同，在此情況下，用物探技術(shù)探查它們的情況效果極佳。探查這樣的古墓，一般常用風(fēng)濕電阻率法，這種方式在應(yīng)用時，先向地下供電，然后有兩個電極可以測量兩地的正負極情況，以此得出不同地方的電阻率的分布，從而可以推斷出地下遺跡的位置情況。通過多次的測量，還能大致推斷出古墓的外形輪廓和古墓的位置深度，從而繪制出電阻率平面圖，這與實際挖掘得出的平面圖情況大致相同。在后來，隨著物探技術(shù)在探查古墓中的推進，該技術(shù)也越來越先進，并且發(fā)展成為現(xiàn)在的CT成像法。

在考古工作中，大量的考古現(xiàn)象表明，在古墓的上方會有強大的磁場，因此，探查古墓位置也常常會用到磁力測量法。對于為什么古墓的上方會有磁場，眾專家學(xué)者各說紛紜，有的人認(rèn)為這是因為古墓中有鐵質(zhì)隨葬品或者有被磁化的物體導(dǎo)致的，但是這種情況只能產(chǎn)生微弱磁場，并不能產(chǎn)生檢測時的那種強大磁場。比較科學(xué)的理論是，古墓都會產(chǎn)生空穴效應(yīng)，古墓內(nèi)部和古墓外部土壤的性質(zhì)在長期古墓的隔絕下變得大不相同，墓穴周圍分布的土壤被地球物理磁場磁化，在墓穴周圍形成一個磁體，也正因為如此，所有的墓穴都是北邊為負磁場，南邊為正磁場。當(dāng)然，探查古墓還有地球物理勘探中的其他方法，例如雷達法、彈性波反射法、陸地反射法等等。物探技術(shù)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，節(jié)省了大量的人力、物力和財力。當(dāng)然，隨著我國考古工作的推進，所探查的古墓情況更加復(fù)雜，古墓安全性更高，這對物探技術(shù)提出了更高的要求：不僅需要探查出古墓的位置，還要精確探查出古墓的墓室情況，同時還需要多種技術(shù)共同作用，相互應(yīng)證，因此，物探技術(shù)的發(fā)展與完善還有很長的路要走。

物探技術(shù)在探查古城、古墓等地下遺跡中能發(fā)揮重大的作用，免去了人們只有通過挖掘才能探明地下遺跡的復(fù)雜工作，節(jié)省大量的人力和財力，提高了考古工作的效率，而且還避免了因為挖掘不當(dāng)、操作失誤造成的遺跡、文物的損壞，大大提高了對古文物的保護。

三、物探技術(shù)在文物保護工作中的應(yīng)用

我國歷史悠久，有上下五千年的歷史，幾乎每朝每代都會有大量的石雕，許多的石雕暴露在空氣中，成百上千年受風(fēng)化作用、地質(zhì)作用等的影響，石雕的表面早已經(jīng)遭到嚴(yán)重破壞。尤其到了近現(xiàn)代，全球溫室效應(yīng)，并且空氣污染嚴(yán)重，這使得石雕受風(fēng)化作用的影響更加嚴(yán)重。在這種情況下，要減弱風(fēng)化作用等的影響，對這些古文物進行保護，物探技術(shù)可謂效果巨大。保護方法是：先用其他方法測量出古物所在地區(qū)的環(huán)境狀況，風(fēng)力大小，測量出石雕表面的風(fēng)化程度，然后選取合適的防風(fēng)化液，將其噴涂在石雕的表面，并且使其深入作用到石雕的內(nèi)部（防風(fēng)化液滲入程度很重要，程度低不能起到良好的保護作用，程度高了也對石雕不利），對石雕形成深一步的保護，防風(fēng)化液凝固后，不但能明顯減弱使石雕受風(fēng)化作用的影響，還不影響大氣中的水分自由流通進入石雕內(nèi)部。那么怎么確定防風(fēng)化液最適合的滲入程度和石雕風(fēng)化程度呢？這就要用到物探技術(shù)了。

石雕的原材料巖石各部分受風(fēng)華作用的影響是不同的，有的地方受風(fēng)化作用影響較大，表面破壞嚴(yán)重，有的部分則受影響較小，表面較完好。也正因此，各部分的電阻率有著明顯的不同，噴上防風(fēng)化液后，電阻率也會發(fā)生改變，因此，采用電阻率法測定各部分的電阻率，繼而可以測出所需要的參數(shù)。這種理論和方法已經(jīng)在龍門石窟、大同云岡石窟等文物中試用，效果良好。測定防風(fēng)化液對文物抗風(fēng)化作用的效果，則可以采用聲波測量法，防風(fēng)化液在凝固后，在一定程度上可以增加巖石的強度，聲波在巖石中傳播的速度也會相應(yīng)地增大。

再者，古文物除了受到風(fēng)化作用而表面受損外，還可能因為空氣濕度、空氣含氧量等受到氧化作用的影響，還有受到地質(zhì)作用而產(chǎn)生裂縫等，這些都會使得古文物產(chǎn)生破壞。利用物探技術(shù)探查出其破壞程度，再選擇合理的方法進行保護，可以使得文物保護工作事半功倍，毫無疑問，物探技術(shù)可以對文物保護工作起到重要作用。

四、物探技術(shù)在考古和文物保護工作中應(yīng)注意的問題

（一）物探技術(shù)包含著眾多的技術(shù)、方法，每種方法都有各自的優(yōu)缺點，在實際工作中不能只固執(zhí)的相信一種方法，應(yīng)該多種方法相互應(yīng)證、相互結(jié)合，這樣才能將考古和文物保護工作中的失誤降低到最小。

（二）隨著考古和文物保護工作的持續(xù)推進，難度也會越來越大，這對物探技術(shù)的要求也越來越高，因此，專家學(xué)者應(yīng)該積極研發(fā)新技術(shù)，對現(xiàn)有的技術(shù)作出改進，使其更能適應(yīng)工作的需求。

（三）考古和文物保護工作對我國研究歷史有些重要的作用，工作也是項技術(shù)活兒、細心活兒，雖然有了良好的技術(shù)作為輔助，但工作人員也不能掉以輕心，在工作中應(yīng)用合理的方法，制訂安全有效的措施，是考古和文物保護工作的重中之重。