黑龍江寧安市三陵墓地地球物理勘測報告

黑龍江省文物考古研究所 黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)科學研究所

〔內(nèi)容提要〕 三陵墓地是唐代渤海國(698—926年)時期墓葬,全國重點文物保護單位。清代發(fā)現(xiàn)并有相關記述,自民國始有考古調(diào)查工作。為了解墓地的整體情況,1991年,黑龍江省文物考古研究所等單位對墓地開展了地球物理勘測工作,初步探明了墓地遺存的分布情況,為渤海墓葬考古工作提供了重要基礎資料和新思路。

一、前 言

三陵墓地舊稱“三陵墳”,是唐代渤海國(698—926年)時期墓葬,位于黑龍江省寧安市三陵鄉(xiāng)通江橋路東側(cè),三星村東部①,牡丹江左岸丘陵臺地上,東為耕地,南與三星小學隔道相望,西、北緊鄰民宅。古墓的東、北、西三面,地勢逐漸升高,其南500米為東流的牡丹江,江南為渤海上京城遺址。黑龍江省人民政府于1961年公布其為黑龍江省文物保護單位,1981年,再次公布其為黑龍江省文物保護單位。第六批申報全國重點文物保護單位,2006年5月25日公布,納入第一批全國重點文物保護單位——渤海國上京龍泉府遺址。

三陵墳發(fā)現(xiàn)很早,清代康熙年間,寧古塔流人著述中已有記述②,另據(jù)《寧安縣志》記載:“相傳道光間被石工偷鑿一孔,約二尺許,殉葬貴重品盡為盜去?！?923年,《寧安縣志》作者考察三陵墳:“地內(nèi)無他物,剩碎骷髏及殘破磚瓦而已”,“冢外有石圍圈,前望殘磚瓦極多,似當年陵宇”③,這一古墓舊稱“三靈墳”,后被稱為“三陵1號墓”。

1933年,日本東亞考古學會發(fā)掘渤海上京城時,調(diào)查測繪了三陵墳遺跡,并在周圍的田地里,發(fā)現(xiàn)了渤海時代的綠釉鴟尾和筒瓦④。

中華人民共和國成立后,寧安市文物管理所負責三陵墳的保護工作,劃定了保護范圍,設立界樁和保護碑。

1987年,寧安市文物管理所在進行文物保護工程時,于墓甬道處,發(fā)現(xiàn)殘石獅一座。1989年,黑龍江省文物考古研究所清理了三陵墳,清理出墓室、甬道,發(fā)掘了此前沒發(fā)現(xiàn)的墓道,出土了人骨及壁畫殘片等。1990年春,三陵墳西側(cè)居民在住宅前挖菜窖,發(fā)現(xiàn)石筑遺跡,當時懷疑可能為古墓葬。同年秋,黑龍江省文物考古研究所在三陵墳周邊進行勘探工作,勘探出以三陵墳為中心的墓園圍墻址,并局部發(fā)掘證實,同時在墓園南部發(fā)現(xiàn)了“神道”遺跡。

根據(jù)以上文獻資料記載和考古研究,寧安縣三陵鄉(xiāng)三陵村、三星村一帶,是唐代渤海國高等級貴族墓所在地,以往發(fā)現(xiàn)著錄的“三靈墳”,僅僅是其中之一,根據(jù)發(fā)現(xiàn)的綠釉建筑構件等分析,不排除有王室貴族甚至國王陵寢的可能⑤,具有很高的研究價值,但整個陵墓群的分布格局尚不完全清楚。

為了解三陵墓地整體情況、探查未知的古墓埋藏地,黑龍江省文物考古研究所、黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)科學研究所于1991年4月25日至5月10日,在三陵鄉(xiāng)三陵村、三星村附近開展了包括磁法、電法的地球物理勘測工作。

工作區(qū)位于寧安縣渤海鎮(zhèn)西北約6千米的三陵鄉(xiāng)南部,三陵村、三星村范圍(圖一)。地理坐標大致為:東經(jīng)129°06′29′～129°06′52″,北緯44°09′47″～44°10′02″,范圍約0.26平方千米。牡丹江在工作區(qū)南側(cè)自西向東流去。區(qū)內(nèi)有東京城鎮(zhèn)至沙蘭鎮(zhèn)的公路穿過,交通便利。

圖一 勘測區(qū)位置示意圖

工作區(qū)海拔高度在270～280米之間。區(qū)內(nèi)地勢較平坦,略向西傾斜,東西高差不足2米,工作區(qū)的東北側(cè)、東側(cè)和東南側(cè)有高約2米的半環(huán)狀高地環(huán)繞。工作區(qū)東部為農(nóng)田和小學校操場等空曠地帶,中部和西部為居民區(qū),有密集房屋分布。

區(qū)內(nèi)地層主要為第四系松散堆積物,據(jù)走訪調(diào)查,其厚度大于7米。依牡丹江南岸熔巖流分布狀況及工作區(qū)外圍地層露出情況分析,區(qū)內(nèi)下部基巖可能為第三系紫紅色、雜棕色砂礫巖和白堊系灰綠色、灰黑色砂巖和砂質(zhì)泥巖。區(qū)內(nèi)地下水位埋深約6～8米,靜止水位季節(jié)變化明顯。工作期間季節(jié)性凍土已基本融盡。

工作區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)古墓一座(三靈墳;三陵1號墓)⑥,此外,在一戶崔姓居民家(崔宅)和三陵村衛(wèi)生所房屋東側(cè),挖菜窖時發(fā)現(xiàn)地下有人工堆砌之石塊,懷疑可能為古墓埋藏地;在工作區(qū)東部暴露出一些石質(zhì)墻基,推測為墓地圍墻。

本次工作的主要任務是通過電、磁法精測掌握已知古墓的地球物理特征(電性和磁性反應),將懷疑有古墓埋藏地方的地球物理特征與其對比,從而判斷這些地方是否確有古墓埋藏,進一步確定它的形態(tài)和分布特征。此外,通過面積性電、磁法測量,了解工作區(qū)內(nèi)是否存在可能反映未知的隱藏陵墓的電、磁異常,為今后規(guī)劃系統(tǒng)考古發(fā)掘工作提供依據(jù)。通過上述工作,還將檢驗地球物理勘測方法在考古工作中的應用效果,了解不同物探方法在不同工作環(huán)境中的應用條件,并在具體工作程序、工作方法等方面總結(jié)出一些實踐經(jīng)驗。

本次工作分為測地、磁法勘測和電法勘測三部分。共完成磁法觀測點794個,方法試驗和質(zhì)檢點326個;電法測點641個,方法試驗點及質(zhì)檢點458個;總計電、磁法觀測點、方法試驗點及質(zhì)檢點2219個(圖二)。在全區(qū)范圍內(nèi)進行了面積性磁法測量。由于工作區(qū)中部和西部為居民區(qū),布置測線相當困難,并且有大量磁性物體干擾,使磁法勘測效果受到影響,故主要磁法工作布置在工作區(qū)東部較空曠地帶。在面積性磁測發(fā)現(xiàn)異常的地方、已知陵墓和懷疑有陵墓埋藏的地方,均布置了電、磁法精測工作。全區(qū)發(fā)現(xiàn)電、磁異常各七處,其中,除M7號磁異常是由小學校石質(zhì)墻基和鐵質(zhì)房蓋引起外,其他電、磁異常均推測為古墓或石質(zhì)埋藏物的反映(圖三)。工作期間,對發(fā)現(xiàn)的兩處電、磁異常使用了傳統(tǒng)考古方法勘探驗證,在地下均發(fā)現(xiàn)了石質(zhì)埋藏物,充分顯示了方法的有效性。

圖二 三陵墓地遺址地球物理勘測實際材料圖

圖三 三陵墓地遺址△Z平面等值線圖

二、測地工作

使用儀器為哈爾濱電子光學儀器廠生產(chǎn)的DQL-1B型森林羅盤儀。測量中采用森林羅盤儀定向、測繩量距。工作區(qū)內(nèi)地形平緩,坡度角一般均小于2°,測量距離不需要進行斜距換為水平距的坡度改正。在每個測點均埋設木樁并書寫點、線號。

工作區(qū)基本測網(wǎng)的測線方向為78°。在測區(qū)中部沿三陵鄉(xiāng)主干街道面設基線一條,在測區(qū)東部邊緣布設另一條基線,基線方向為348°。

在小學校操場為遷就空場的形狀采用另一條測網(wǎng),測線方向為278°,在操場東西兩側(cè)各布設一條基線,方向為8°。

在重點研究地段布置的一些電、磁法精測剖面,綜合考慮工作條件和探測對象的形態(tài)特征,因地制宜采用其他測線方位,主要是南北向和東西向測線。

森林羅盤儀的測量精度采用閉合圈方法進行檢測,其精度可滿足電、磁法工作要求。

三、磁法勘測

(一)工作方法

磁法測量中使用北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的CS2-61型懸絲式磁力儀。工作前對儀器性能及常數(shù)進行了測定,各項指標符合規(guī)范要求。

在工作區(qū)南側(cè)設立磁法觀測基點,每日工作前后各在基點觀測一次。對溫度變化、零點漂移和日變因素對磁法觀測結(jié)果的影響采用混合改正方法予以校正。

本次磁法探測對象是古墓。根據(jù)已有資料,建筑材料主要是采自牡丹江南岸火山巖區(qū)的玄武巖。玄武巖與第四系松散沉積物具有明顯的磁性差異,可以通過磁法探測出埋藏在地下的由玄武巖石塊構筑的古墓。正式工作前進行的方法試驗表明,在農(nóng)田、操場等空曠地帶通過磁法確定隱藏地下的石質(zhì)物體是有效的。但在居民區(qū)內(nèi),各類鐵器很多,對磁法工作影響很大;此外,許多民房的基礎、圍墻等也是用玄武巖建筑,其磁性反應與古墓的磁性反應難以區(qū)分。上述干擾因素使磁法測量在居民區(qū)內(nèi)探測古墓的效果不佳?；谶@種情況,面積性磁法測量主要布置在工作區(qū)東部較空曠的地帶。在三星村朝鮮族小學操場布置的磁法觀測網(wǎng)度為10米×10米。在三星村朝鮮族小學以北的三陵墳和崔宅附近布置的磁法觀測網(wǎng)度為5米×5米。在工作區(qū)中部和西部的稠密居民區(qū),主要沿道路布置磁法測線,測線間距30～40米,點距10米。在重點地段或發(fā)現(xiàn)有意義的磁異常地段,布置加密磁網(wǎng)基若干條磁法精測剖面予以控制,點距加密到2米、1米甚至0.5米。

(二)磁法勘測成果

工作區(qū)東部空曠地帶的磁場特征表現(xiàn)為平衡的正場,強度在10nT,中部和西部稠密居民區(qū)表現(xiàn)為略有波動的負場,強度在-100nT左右。

全區(qū)通過不同精度的面積磁法測量發(fā)現(xiàn)多處異常。在工作區(qū)中部西部發(fā)現(xiàn)的異常(0/55、0/48、0/40、78/52、76/52、80/53等),由于處在稠密居民區(qū)內(nèi),其異常性質(zhì)不能確定。在工作區(qū)東部空曠地帶發(fā)現(xiàn)的異常,據(jù)推測均為有意義的異常,可能為埋藏于地下一定深度的古墓或其他異常體引起。對其中的M2和M4兩個磁異常使用探鏟進行探測驗證。在M2異常中心位置地下0.7米深處發(fā)現(xiàn)堅硬石質(zhì)物體,在M4異常中心位置地下約0.8米深處發(fā)現(xiàn)堅硬石質(zhì)物體和白灰,表明上述異?？赡転榈叵鹿拍沟姆从?。由于工作時間所限,其他磁異常尚未探測驗證,但根據(jù)已有的驗證結(jié)果,其他未驗證的異常亦可能為古墓等石質(zhì)埋藏物的反映?，F(xiàn)將工作區(qū)東部發(fā)現(xiàn)的主要磁異常分述于下。

M1磁異常

位于三陵墳保護區(qū)的東北角,2/10測點附近。通過2/10測點按348°方位和0.5～1米的點距測制了71線磁法剖面,異常反映明顯,寬度約2米(圖四),其峰值距三陵墳保護區(qū)北界約5米。參考有關資料,該異?？赡転槿陦灡眰?cè)陵墻殘留的墻基之反映。

圖四 M1磁異常71線剖面△Z曲線圖

M2磁異常

位于三陵墳保護區(qū)的東北角,2/8測點附近。面積性磁測時在2/8測點發(fā)現(xiàn)異常,遂通過該測點布置了兩條正交的精測剖面(130線和131線)?？刂频漠惓Ｐ螒B(tài)近似圓形或方形,直徑約2米(圖五)。異常形態(tài)完整,由異常中心向邊緣△Z值規(guī)律性降低,為驗證該異常,在異常中心(19/130點附近)約1平方米范圍內(nèi)鏟探3個探孔,結(jié)果都在地下0.7米深處探測到質(zhì)地堅硬的石質(zhì)物體,且均在同一深度,很可能為石板。該異常反映的究竟為何種埋藏物,還有待于在發(fā)掘后確定。

圖五 M2磁異常△Z平面等值線圖

M3磁異常

位于三陵墳正北約30米,13/8和12/8測點附近。面積性磁測時在13/8和12/8測點發(fā)現(xiàn)正磁異常,之后以1米點距布置了140線和141線兩條精測剖面予以控制。異常附近△Z背景值為-10～+20nT之間,以+50nT為下限在上述兩測點附近圈出兩個孤立異常(圖六)。圍繞13/8測點(剖面點號為10/140)圈出的異常呈東北向延長約5米,西北向?qū)挾燃s2米。異常峰值(93nT)位于18/141點。由異常中心向東北方向和西南方向△Z值變化梯度不一致,顯示異常體可能向西南傾斜。原先面積性磁測在12/8測點出現(xiàn)異常,經(jīng)加密點距的剖面磁測后,在3/140和4/140兩點顯示異常,異常值分別為66nT和46nT。

圖六 M3磁異常△Z平面等值線圖

上述異常的形態(tài)和排布方向均不規(guī)則,不大可能由古墓引起,而可能是其他物體的反映。

M4磁異常

位于三陵墳東北約30米,8/4測點附近。面積性磁測(網(wǎng)度5米×5米)時,在該處發(fā)現(xiàn)一較大范圍異常,中心為負異常,周圍為正異常,向外過渡為正常場。經(jīng)鏟探證實,在地下0.8米處探測到白灰和堅硬石質(zhì)物體。為了解異常體形態(tài)和規(guī)模特征,在該異常附近布置了點距2米正交剖面和網(wǎng)距為1米×1米面積性磁法精測,圈出一個規(guī)模較大、形態(tài)較規(guī)則的異常(圖七)。異常中心△Z值小于-150nT,向周圍增高,梯度變化規(guī)律。異常形態(tài)近似呈長方形,東西長約6、南北寬約5 米。長和寬的方向與正東西和正南北方向一致,結(jié)合洛陽鏟探測結(jié)果和異常的形態(tài)規(guī)模特征,推測該異常為地下古墓或其他類似物體引起。

圖七 M4磁異常△Z平面等值線圖

M5磁異常

位于三陵墳。通過面積性磁測,發(fā)現(xiàn)一范圍大、強度高的負磁異常正對應已知的三陵墳古墓(圖八)。異常中心△Z值小于-1000nT,該△Z值分布范圍與三陵墳古墓的硐室位置吻合?！鱖值由異常中心向四周有規(guī)律降低,并過渡為正常場。

圖八 M5磁異?！鱖平面等值線圖

M6磁異常

位于三陵村小學校東6/7測點附近。最初通過面積性磁測發(fā)現(xiàn)一單點異常,布置兩條正交精測剖面后,圈出的異常形態(tài)較完整(圖九),異常直徑約2米。

圖九 M6磁異?！鱖平面等值線圖

圖一○ Iρ1視電阻率異常ρs平面等值線圖

M7磁異常

位于三陵村小學校周圍。該異常系由5米×5米網(wǎng)距的面積性磁測圈定,范圍大,強度高,正、負異常相伴出現(xiàn)(圖三),圍繞小學校磚石結(jié)構的校舍建筑分布。該異常位置和形態(tài)特征清楚表明系由校舍的鐵皮房蓋及石質(zhì)墻基引起,不具有指示地下埋藏物的意義。

除上述七個主要的磁異常外,在三陵墳周圍進行的面積性磁測中,在14/6、17/4、11/2、18/0、10/0等測點亦發(fā)現(xiàn)明顯的磁異常,尤其是19/4和11/2測點的異常,以三陵墳為中心,大體呈東西對稱分布,很值得重視。由于工時所限,對這些異常點的異常形態(tài)、規(guī)模等特征未能進行精測研究,在今后的發(fā)掘工作中應予以注意。

四、電法勘測

(一)工作方法

在面積性磁測工作的基礎上,在磁法測量發(fā)現(xiàn)的異常地段和居民區(qū)內(nèi)推測有古墓埋藏而磁法測量由于受民房干擾而效果不夠理想的地段,投入了較密集的剖面性電法測量。

測量中使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DDC-2B型電子自動補償儀。工作之前對儀器性能進行了全面檢查,儀器的穩(wěn)定性、零點漂移、輸入阻抗、檔差、極化補償范圍、儀器絕緣程度等各項指標,均符合有關規(guī)定要求,可滿足工作需要。供電電源采用乙型干電池,供電電壓為255伏。

在進行電法測量之前,關于電法勘測中電極的不同排列方式對探測古墓類埋藏物的效果進行了試驗,根據(jù)對不同方法的比較,確定采用中間梯度裝置,進行視電阻率測量。

在各電法測量區(qū)段的精測剖面中,AB極距30～60米,MN極距2～4米,點距0.5～2米。測量區(qū)段均不超過1/2AB范圍。旁側(cè)剖面距主剖面距離最大8米,最小1米。

工作之前進行的方法試驗表明,古墓類埋藏物與周圍第四系沉積物具有明顯的電性差異。由于古墓一般具有硐室,此外,構筑古墓的大量人工堆砌的石塊間有許多縫隙,這些都是導致視電阻增高的因素。因此,在一般情況下,有古墓埋藏的地方必然表現(xiàn)為局部的視電阻率增高,即在視電阻率剖面上,對應地下古墓的部位產(chǎn)生視電阻率異常。

(二)電法勘測成果

全區(qū)通過視電阻率發(fā)現(xiàn)七處異常,其中,除Iρ5、Iρ6號異常為已被發(fā)掘的三陵墳及其通道的反映外,其他多推測為尚未探明的地下古墓或類似埋藏物的反映。

Iρ1視電阻率異常

位于工作區(qū)最西部王宅北側(cè)。在三陵村衛(wèi)生所進行電法測量發(fā)現(xiàn)了對古墓輪廓反映得比較清楚的視電阻率異常,進一步發(fā)現(xiàn)該異常恰好在已被發(fā)掘的三陵墳古墓正西北200米處。根據(jù)古墓往往有等間距或?qū)ΨQ排布的特點,推測在衛(wèi)生所正西的地方(即王宅北側(cè)),也可能埋藏有古墓?；谏鲜鐾葡?于王宅北側(cè)布置了8條電阻率測量剖面并發(fā)現(xiàn)了異常。

該處視電阻率背景值一般為20～50Ω·m,以27Ω·m為下限,可以圈出若干小異常(圖一○),并呈集中分布趨勢,排布也較規(guī)則,并表現(xiàn)出對稱特點。根據(jù)異常特征推測的地下埋藏物的位置大致如圖八中的虛線所示。該范圍東西長約8、南北寬約6米,與三陵墳古墓占地面積和衛(wèi)生所視電阻率異常面積基本相當。根據(jù)異常強度較弱和工作區(qū)地勢東高西低的特點,推測該處引起電異常物體的埋藏深度相對較大。

Iρ2視電阻率異常

位于三陵村衛(wèi)生所附近。該處為居民稠密區(qū)。面積性磁法測量時雖發(fā)現(xiàn)了較強的負磁異常,但由于民房石基、鐵質(zhì)器具及柵欄等干擾,難以確定異常范圍和異常體形態(tài)。在此種情況下,電法測量顯示有效。通過5條電阻率剖面,以25Ω·m值線圈定了一個直徑約8米的ρs異常。根據(jù)ρs值細節(jié)變化特征推定的地下異常體的形態(tài)如(圖一一)中的虛線所示的輪廓,與一個帶有通道的古墓形狀完全一致。尤其值得重視的是,電法測量所確定的異常位置與三陵墳古墓嚴格處于同一緯度,二者相距恰好為200米。將電法測得的ρs異常清晰、準確程度與異常所處的地理位置特征結(jié)合起來,可以較有把握地推測,在三陵村衛(wèi)生所查明的ρs異常是地下古墓的反映。

圖一一 Iρ2視電阻率異常ρs平面等值線圖

Iρ3視電阻率異常

位于工作區(qū)中部26/8測點附近。該處是一戶姓趙居民報稱挖灶坑時發(fā)現(xiàn)。本次工作布置了兩條電法剖面檢查。兩條測線連出一個東北方向延長的ρs異常(圖一二)。異常值較低,異常走向亦不屬規(guī)則的南北方向或東西方向,該異常由何種埋藏物引起尚未確定。

圖一二 Iρ3視電阻率異常ρs平面等值線圖

Iρ4視電阻率異常

位于工作區(qū)東部的崔宅附近。該處一戶姓崔居民在房后挖菜窖時發(fā)現(xiàn)地下有人工堆砌的石塊。本次工作在崔家房內(nèi)外布置了8條電法剖面,圈定了一個完整形態(tài)的ρs異常(圖一三)。該處ρs背景值一般20～25Ω·m。異常中心處ρs在60Ω·m以上,向周圍逐漸降低,變化梯度較有規(guī)律。以ρs值40Ω·m等線圈出的異常范圍,直徑8米,呈東西向延長,與已知的古墓形態(tài)基本吻合。

圖一三 Iρ4視電阻率異常ρs平面等值線圖

Iρ5視電阻率異常

位于已被發(fā)掘的三陵墳古墓。

通過三陵墳的Ⅱ線電阻率剖面,在三陵墳古墓的位置出現(xiàn)明顯的ρs異常(圖一四)。異常曲線近于對稱,極大值64Ω·m,由極小值確定的異常寬度約10米。在2/2測點附近,ρs曲線出現(xiàn)異常的陡坎變化,其位置正處于已知的三陵墳東側(cè)陵墻殘留墻基的部位。

圖一四 Iρ5視電阻率異常ρs平面等值線圖

Iρ6視電阻率異常

位于三陵墳墓門東側(cè)。在該處進行電法測量是為了查明三陵墳古墓通道的兩側(cè)是否存在分支甬道及陪葬墓室。在三陵墳東側(cè)布置3條電法剖面,結(jié)果在對應三陵墳墓道東壁的小甬道的位置上,在靠近三陵墳的兩條剖面上有ρs低阻異常,但長度僅2米左右(圖一五)。3條測線北端出現(xiàn)的高阻異常(ρs正異常)是三陵墳古墓室的反映。由此推定,目前在三陵墳古墓墓道東壁發(fā)現(xiàn)的小甬道門,向內(nèi)延伸有限,即不存在延伸較遠的甬道和與其連通的陪葬墓室。

圖一五 Iρ6視電阻率異常ρs平面等值線圖

Iρ7視電阻率異常

位于三陵墳東北側(cè)的8/4測點附近。該處最先由5米×5米網(wǎng)度的面積性磁測發(fā)現(xiàn)異常,接著鏟探地下0.8米有堅硬石質(zhì)物體和白灰,后又以1米×1米網(wǎng)距的磁法精測圈定了異常的形態(tài)。在此基礎上,又布置了4條電法剖面。該處ρs背景值在20～50Ω·m左右。由30Ω·m圈定的異常范圍,東西長約6、南北寬約5米(圖一六),與磁法精測確定的磁異常范圍完全一致。由電、磁異常反映出的地下埋藏物為一規(guī)則的長方形物體,長、寬方向與正東西和南北方向一致,很可能是埋藏的古墓。

圖一六 Iρ7視電阻率異常ρs平面等值線圖

五、主要電磁異常綜合解釋推斷

根據(jù)本次工作中發(fā)現(xiàn)的多處有意義的電、磁法異常與被發(fā)掘的古墓、有埋藏古墓的線索及有利于埋藏古墓的位置對應情況,三陵地區(qū)可能埋藏有數(shù)目可觀的古墓。或“三靈”即是“三陵”,暗示這個地區(qū)可能存在三座陵墓,但根據(jù)電、磁法工作結(jié)果和已有的考古資料,更可能存在若干個陵墓群。

業(yè)經(jīng)證實,已被發(fā)掘的三陵墳不是孤立存在的,在其周圍發(fā)現(xiàn)了一系列電、磁法異常。其中,在Iρ4視電阻率異常的位置(崔宅),居民挖菜窖時已發(fā)現(xiàn)人工堆砌的石塊,在M2、M4磁異常(Iρ4及Iρ7視電阻率異常)的位置,經(jīng)洛陽鏟探測均發(fā)現(xiàn)地下有似板塊狀石質(zhì)物及白灰。更有意義的是,這些電、磁異常分布位置頗有規(guī)律;Iρ4視電阻率異常(崔宅)與Iρ7視電阻率異常相對于通過三陵墳的軸線呈東西對稱(圖一七),并且這兩個異常的形態(tài)規(guī)模也很相似,它們略小于三陵墳電、磁異常的規(guī)模,推測在這兩個異常的位置埋藏有規(guī)模略小于三陵墳的古墓。在14/6、19/4、11/2測點發(fā)現(xiàn)的單點磁異常,尚未以電、磁法精測控制其規(guī)模、形態(tài),但它們的分布位置亦較有規(guī)則,14/6磁異常位于三陵墳正北,19/4和11/2磁異常相對于通過三陵墳的軸線呈東西對稱;M2和M6磁異常位于同一南北線上,根據(jù)古墓類埋藏物分布的經(jīng)驗規(guī)則,在三陵墳西側(cè)的相應位置,也應存在類似的東西,目前尚未經(jīng)勘測證實。

圖一七 三陵古墓群綜合解釋推斷示意圖

由上可見,三陵墳及其周圍發(fā)現(xiàn)電、磁異常的地方已構成一個古墓群。其中,三陵墳位于中心,是規(guī)模最大的陵墓,在Iρ4及Iρ7視電阻率異常的位置可能埋藏有兩座較小的古墓,其他發(fā)現(xiàn)電、磁異常的位置埋藏有古墓,還是另有埋藏物,尚需探測或發(fā)掘證實。

在三陵村衛(wèi)生所發(fā)現(xiàn)的Iρ2視電阻率異常,其形態(tài)與已知的三陵墳古墓輪廓頗為相似,異常規(guī)模與三陵墳的電、磁異常規(guī)模(M5、Iρ5)大體相當,推測該處埋藏一座與三陵墳相當?shù)墓拍埂Ｈ绻_實如此,那么據(jù)三陵墳周圍次級陵墓的分布特征,在衛(wèi)生所處中心古墓的兩側(cè)也應存在類似于Iρ4及Iρ7視電阻率異常和引起這些異常的地下古墓。將推測的有可能發(fā)現(xiàn)上述異常及埋藏物的地方在圖一七中衛(wèi)生所兩側(cè)的相應位置標以問號,需要進一步工作查明。

精確的測地工作進一步發(fā)現(xiàn),在衛(wèi)生所發(fā)現(xiàn)的可能反映地下古墓的Iρ2視電阻率異常與三陵墳古墓處于同一東西線上,二者間距剛好為200米。這種分布位置的規(guī)則性進一步支持了衛(wèi)生所處可能埋藏有類似于三陵墳的中心古墓的推測。據(jù)初步發(fā)現(xiàn)的古墓對稱和規(guī)則分布的經(jīng)驗規(guī)律,可以合乎邏輯地推測,在衛(wèi)生所正西200米處有可能存在另一座中心古墓。這個位置在圖一七的王宅標以問號。在上述位置進行的電法測量果然發(fā)現(xiàn)了視電阻率異常(Iρ1)。

從異常所處位置和異常特征分析,屬于有意義的異常,但異常形態(tài)及強度與衛(wèi)生所的Iρ2和三陵墳的Iρ5異常有明顯不同。異常強度較弱與異常物的埋藏深度較大有關,埋藏深度較大也使出現(xiàn)干擾物體的可能性增大。從工作區(qū)地勢東高西低的特點看,上述可能是存在的。從Iρ1電阻率異常特征本身來看,尚不能肯定是三陵墳的中心古墓所引起,它需要采用多種方法(包括電測深法)配合工作才能最后確定,這是留給今后工作的一個課題。通過進一步的詳細工作,能夠查實Iρ1視電阻率異常位置確實存在類似于三陵墳的中心古墓,那么整個三陵地區(qū)古墓的分布全貌就將基本展示清楚了。

六、地球物理方法在考古工作中的應用效果評述

在考古工作中采用地球物理勘測方法具有可靠的理論基礎。許多考古問題是尋找第四系疏松沉積物覆蓋的物體或文化遺跡,例如,古建筑的墓葬、磚墻、爐灶、石器、陶器、金屬器具,以及古代遺跡中的溝、坑、道路、窖址等,它們與周圍的土壤具有明顯的磁性及電性差異,可以通過電、磁法測量較準確地發(fā)現(xiàn)。

磁異常強度大的地方是窯、爐灶、磚墻、火災現(xiàn)場、陶器堆積處,亦即在溫度急劇變化的條件下,那些在地磁場作用下獲得了磁性的物體。鐵器堆積物引起的磁異常應當更大。在被掩埋的井坑、穴窖、溝槽、運河、壕溝的上方,也可以發(fā)現(xiàn)磁場的變化,因為在挖掘過程中,聚集了超過化學變化的有機殘渣和個別磁性物體。在大多數(shù)情況下,根據(jù)磁場能探索出文化遺跡地層和周圍沉積層的界限。

對于上述勘測對象,電法測量可以取得同樣理想的效果,在有地面磁性物體干擾的情況下,電法測量往往能發(fā)揮更有效的作用。

地球物理勘測方法與田野考古的傳統(tǒng)工具探鏟相比,具有探測深度大、不傷害文物、工作效率高、成本低等優(yōu)點。我國這方面的應用不多。在國外田野考古中,特別是在大規(guī)模的古遺址普查中,電法、磁法、重力等物探方法已成為重要手段,取得了豐碩成果。

美國的約翰·韋莫斯等在北達科他州近奈弗河畔印地安人的一些村落進行磁法測量,通過磁異常發(fā)現(xiàn)了一些古印地安人的住宅遺跡,此外,還發(fā)現(xiàn)了13個灶炕和幾條道路。

對俄羅斯普斯科夫地區(qū)中世紀早期居民進行的1∶100比例尺的磁測,發(fā)現(xiàn)一系列磁異常沿居民點的長軸方向有規(guī)律地成行排列延伸。挖掘工作證明,一類異常是由手工業(yè)作坊用爐所引起,另一類異常則是由泥摻草的家用爐灶引起。地面磁測資料再現(xiàn)了古代居民點的房屋平面圖,并標明了手工業(yè)作坊和住房的位置。

在俄羅斯克里米亞北部古代居民區(qū)某個地段進行的磁測表明,磁異常由倒塌的建筑物的磚坯墻所引起。在這些倒塌的廢墟里,殘存著由石灰?guī)r板砌成的無磁性的墻基腳。對這些墻基腳進行的磁性填圖不僅能勾劃出建筑物的輪廓,而且還能重現(xiàn)建筑物內(nèi)部的平面布置。除墻壁外,與住房相通的門洞也有清晰的磁場反映。當已知磁場強度時,根據(jù)異常磁場還可以推斷磚坯墻倒塌的規(guī)模和倒塌前墻的高度。

以上實例尚不能說明物探方法在考古工作中應用的全部經(jīng)驗,只是指出了應用物探方法可以顯著地加快調(diào)查并大大減少費用昂貴的剝離工作量。

在我國,地球物理勘測手段在考古工作中的應用實例當時還鮮為報道,黑龍江省在考古工作中使用物探方法更是首次。在三陵地區(qū)考古研究中投入電、磁法勘測,這在黑龍江省幾十年物探工作中也是第一次。在此之前,我們沒有任何針對古墓類勘測對象進行物探測量的經(jīng)驗,工作中是依據(jù)地球物理勘測原理和方法,參考國外某些成功的實例,結(jié)合具體的工作條件,邊實踐邊摸索,不斷總結(jié)經(jīng)驗,逐步提高工作效率和隨時改進工作方法。我們進行的首次嘗試取得了好于預期的工作成果,通過物探與考古工作配合,在已知古墓確定了電、磁場異常特征,并以此對比某些有埋藏古墓線索地段的異常特征,從而確定了一些地段可望發(fā)掘出古墓。此外,在一些原先毫無線索的地方也發(fā)現(xiàn)若干反映地下古墓或類似埋藏物的電、磁異常,使用鏟探均得到驗證,探測到了有意義的地下埋藏物。根據(jù)電、磁測成果,對整個三陵地區(qū)的古墓群分布格局和全貌進行了合理推測,通過進一步的詳細工作有可能得以證實。

通過此次工作,對不同的物探方法在具體工作環(huán)境中的應用條件和效果,對具體的工作程序和工作方法的選擇,如電、磁法測量的點線密度、磁法中基點的選擇、電法中的布極方向和布極方式、電磁異常的解釋推斷等都取得了實際進展,對不同的地下埋藏物所造成的電、磁異常特征也獲得了比較清晰的認識。

工作結(jié)果表明,埋藏于地下含有一定空間(硐室)的古墓葬毫無例外地表現(xiàn)為顯著的負磁異常,在電性方面則表現(xiàn)為高阻(ρs相對高),一些不含地下空間(硐室)的地下埋藏物(例如,古墓圍墻的墻基或其他類似的石質(zhì)埋藏物)則可以表現(xiàn)為正磁異常。對于探測地下埋藏物來說,正異常和負異常都可能是有意義的。

此外,電法和磁法在不同工作環(huán)境中的應用效果明顯不同。在無地面民房及金屬器具干擾的空曠地帶(如工作區(qū)東部的田地),電法和磁法測量同樣有效,△Z負異常和ρs相對高是地下古墓的確定反映。在有地面民房等干擾的地方(如工作區(qū)中部和西部),磁法效果受到影響,而電法測量仍能取得理想效果。

通過工作得出認識,通過面積性磁測發(fā)現(xiàn)異常,進一步在各異常點布置電、磁法精測剖面或小面積的大比例尺電、磁法精測以確定異常的規(guī)模及形態(tài),是類似工作環(huán)境下行之有效的工作方法。為準確測定地下埋藏物的形態(tài),需采用一般地質(zhì)和物探勘測中不常使用的大比例尺,包括使用1米×1米甚至0.5米×0.5米的網(wǎng)度。

工作中還發(fā)現(xiàn),由于受大地電磁場的影響,探測同一對象所采用不同供電方向?qū)τ诜从程綔y對象效果有明顯差異,就本工作區(qū)的一些地段來說,南北方向布置供電電極比東西方向布極所得到的反映地下古墓的ρs異常更加清晰,形態(tài)更為完整。為提高工作效果和對異常的解釋推斷程度,在電法測量中除中間梯度裝置外,配合使用其他裝置(如電測深、聯(lián)合剖面等)也是必要的。在選擇有效工作方法時,應進行試驗工作。

為提高磁法測量精度和提高磁測工作效率,工作中應使用高精度磁力儀。本次工作中使用普通的懸絲式磁力儀,如果改用高精度磁力儀,相信會取得更為理想的成果。今后在考古研究中如采用測量,應使用這種精密儀器,以適應微磁測的要求。

七、結(jié) 語

在黑龍江省文物考古研究所和黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)科學研究所科研人員通力合作下,通過半個月緊張工作,完成了三陵墳古墓分布區(qū)地球物理探測任務,取得了理想的工作成果。經(jīng)電、磁法配合工作,在一些原來發(fā)現(xiàn)過古墓線索的地段測出了有意義的電、磁法異常,通過高密度詳測大致確定了異常體的規(guī)模和形態(tài)特征。在一些原沒有古墓線索的地段,通過面積性磁測和隨后的電、磁法精測,發(fā)現(xiàn)了若干反映古墓類地下埋藏物的電、磁異常并初步驗證。對電、磁測資料的綜合整理和研究,初步展示了三陵地區(qū)古墓分布的大致輪廓。對于最終查明該區(qū)古墓分布格局具有很高的參考價值,并為在該區(qū)規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)掘工作提供了一定的科學依據(jù)。

本次工作的意義遠遠超出了工作本身所取得的直接成果。該項工作是黑龍江省地球物理勘測方法應用于考古研究的首次嘗試,并取得了超出預想的成功。工作成果表明,地球物理方法對于探測埋藏于地下的考古研究對象具有幫助,可以解決靠地面觀察無法解決的問題,能夠準確測定作為考古研究對象的地下遺跡位置甚至埋藏深度、規(guī)模和形態(tài)等,有效地指導發(fā)掘工作,從而節(jié)省耗資巨大的土方工作量。

本次工作中僅使用了少數(shù)物探方法,并且由于工作經(jīng)費所限,未能使用最先進的儀器。如果配合采用其他方法和使用更先進的儀器,相信能夠進一步提高工作效率并取得更好的工作成果。

本次工作充分展示了地球物理勘測方法應用于考古研究的廣闊前景,將促進黑龍江省的考古工作者與地球物理工作者的緊密協(xié)作,使黑龍江省的考古研究和地球物理方法的應用研究取得新進展。

勘測中獲得的成果,在后來的工作中逐步得到證實。1991年秋,在M4磁異常,Iρ7視電阻率異常發(fā)掘出壁畫墓一座,命名為寧安三陵2號石室壁畫墓葬,被評為1991年度“全國十大考古新發(fā)現(xiàn)”;2004年在Ⅰρ4視電阻率異常發(fā)掘遺跡一處,命名三陵3號墓,為玄武巖砌成的實心遺跡,應為石碑或石像的基礎部分,其上有八角亭建筑,發(fā)現(xiàn)了相應的建筑遺物。

值得重視的是1996年秋,在位于三陵1號墓西北約150米處,發(fā)現(xiàn)一座石室墓,命名為三陵4號墓,墓葬等級較高,但未發(fā)現(xiàn)壁畫痕跡,棺木包裹絲織品,遍綴銅泡釘,棺木首尾各有兩枚大銅棺環(huán),出土了三彩熏爐等重要文物。但這一發(fā)現(xiàn)不在1991年地球物理勘測工作范圍內(nèi),表明這一墓地向村北的緩坡上延伸,其范圍、規(guī)模有著更遠的縱深和更大的規(guī)模,這些有待于未來工作的開展和證實。

附記:本次工作的總負責人為蓋立新,參與工作的有黑龍江省文物考古研究所蓋立新、葉啟曉、趙哲夫;黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)科學研究所第一調(diào)研隊的郝正平、王若倫、劉景財、韓鐵,郝正平為技術負責人。工作中得到了寧安市文物管理所、寧安市三陵鄉(xiāng)人民政府協(xié)助,謹致謝意。本文地球物理勘測圖經(jīng)尤洪才整理并重新繪制。

執(zhí)筆:趙哲夫 蓋立新 郝正平

注 釋：

① 三陵鄉(xiāng)為黑龍江省寧安市三陵鄉(xiāng)人民政府所在地,舊稱三靈屯,后稱三靈村、三陵村,后居民漸多,以漢族、朝鮮族為主,各自形成聚集區(qū),遂以通往牡丹江三陵大橋的南北向路為界,分成兩村,其東為朝鮮族集聚區(qū),稱三星村,其西稱三陵村,但只是一個模糊的概念。

② 張縉彥在《東京》文中記載:“又有古墳石,方丈者數(shù)坂,土人掘地,得石獸,其白如玉,必輦而至者,非此中物也。”《寧古塔山水記·域外集》,黑龍江人民出版社1984年,第11、12頁。

③ 王世選主修,梅文昭總纂:《寧安縣志》卷3,1924年,第8頁。

④ 東亞考古學會:《東京城——渤海國上京龍泉府址的發(fā)掘調(diào)查》,1939年日本東京,第39頁。

⑤ 根據(jù)已知的渤海上京城遺址建筑情況,結(jié)合中京、東京遺址建筑情況綜合分析,能使用綠釉建筑構件和釉瓦的建筑,僅存在于王宮、王室建筑和佛寺。

⑥ 根據(jù)以往文獻記載,對此遺跡均稱為“三靈墳”。1991年以后,認為“靈”為“陵”之訛的說法占據(jù)主流。本文為敘述方便,均采用后期“三陵墳”稱呼,1991年2號墓發(fā)掘后,將舊“三靈墳”稱為“三陵1號墓”。