大型古墓葬的地球物理探测新技术及应用研究

论文摘要

大型古墓葬(以及陵寝)以其多样化的外部建筑构造和内部形制结构以及丰富的随葬品而成为考古学研究领域极为重要的一部分。单纯的利用成本较高且工作效率较低的传统洛阳铲钻孔以及探方和探槽调查方式在文物保护工作日益繁重的今天已经越来越显力不从心,而将其结合众多成熟的科技手段才能更加有利于未来田野考古的实践。地球物理探测方法以其无损高效的特点在古墓葬调查中发挥愈发重要的作用。结合古墓葬本身的特点以及调查的需求,目前地球物理方法主要面临的是环境适应性、探测分辨率以及地球物理反演本身存在的多解性三大类问题。古墓葬所处的野外环境大多复杂多变,加之古墓葬存在的大型封土,要在保证精度的前提下实施有效的探测,各类数据采集观测系统的环境适应性受到极大考验,后续数据处理和缓解反演中的多解性也存在诸多困难。本文针对现有高密度电法规则的正交和辐条状拟三维观测系统的环境适应局限性,对拟三维观测系统进行了推广应用研究。以绍兴越国贵族大型墓葬的拟三维观测研究为例,将常规的二维测线布设在多个方位,提高了采集效率的同时也保证了测线对墓体的覆盖程度。结果显示,多方位的测线布设能够应对复杂野外环境和起伏地形影响,二维观测给出了一定的但不够全面和精细的信息,拟三维观测不仅能补充二维解释缺失的信息,还能修正二维刻画模糊的结果,且与钻探资料勾画的结果基本一致。对于真三维矩形高密度电法观测系统同样存在的地形适应问题及其衍生的采集效率和探测深度的矛盾,本文评估了用以应对这些问题而以矩形真三维观测系统为基础设计的环形观测系统的可行性。利用现有仪器能够实现的矩形观测以及仪器本身的采集特点,提取矩形观测系统下的走极顺序和电压与电流数据,匹配环形观测系统下的坐标,进而计算得出环形观测系统所采集的视电阻率数据用于反演成像。可行性研究包括模型对比试验以及绍兴越国贵族大型墓葬的实际调查应用。模型试验初步考察了环形观测系统的可行性,实际采集应用得出了与上述拟三维分析和钻探资料大体相符的探测深度和内部结构形制,进一步验证了环形观测系统的合理性和可行性,同时也探讨了存在的问题和改进的空间。地球物理方法用于调查封土之下的墓室的方法研究和应用实例较多,但调查包含主墓和附属陵园设施的大型陵寝的形制和布局的应用仍然极少。本文通过结合考古文献的记载,初步尝试了将综合地球物理方法用于调查杭州萧山地区的一座大型陵寝。磁梯度法、高密度电法和探地雷达三种方法的协同探测和解释,推断出该陵寝主墓的埋深和规模以及神道等附属设施的走向和埋深等信息,并给出了平面和剖面布局。同时根据考古文献和探测结果,该陵寝所属的年代也得到验证。试验性发掘结果部分确认了地球物理探测的结果,表明综合地球物理技术用于探测大型陵寝是有效的。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究背景和现状
•   1.3 主要研究内容和创新点
• 2 多方位拟三维高密度电法技术的应用研究
•   2.1 测区概况与数据采集
•   2.2 数据处理
•   2.3 探测结果解释和分析
•   2.4 小结
• 3 三维高密度电法环形观测系统的可行性研究
•   3.1 模型观测系统设计
•   3.2 模型试验
•     3.2.1 测点分布分析
•     3.2.2 模型反演结果对比
•   3.3 绍兴越国贵族大型墓葬的“U形”三维观测系统探测实例
•     3.3.1 观测系统设计与测点分布分析
•     3.3.2 数据采集和预处理
•     3.3.3 探测结果解释与分析
•   3.4 小结
• 4 结合考古文献的大型陵寝综合地球物理调查技术应用
•   4.1 背景信息与测区概况
•   4.2 数据采集和处理
•     4.2.1 磁梯度法
•     4.2.2 高密度电法
•     4.2.3 探地雷达
•   4.3 探测结果的解释和分析
•     4.3.1 磁梯度法
•     4.3.2 高密度电法
•     4.3.3 探地雷达
•     4.3.4 综合解释
•   4.4 小结
• 5 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 余天祥

导师: 石战结

关键词: 高密度电法,观测系统,数据采集,正演模拟,磁梯度测量,探地雷达,大型古墓葬,地球物理考古调查

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 浙江大学

分类号: P631

DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.000605

总页数: 95

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