瓜州县图书馆

本次考古物探工作应用了共四种地球物理勘探的方法和设备，分别为磁法、高密度电法、多频电磁法、探地雷达。
  1.磁法勘探及适用范围磁法勘探是物探中运用最早的方法。由于它具有成本低、效率高、操作简便、工作条件限制少等优点。该方法广泛应用于古地磁学和古地理环境的研究。随着科技的发展，磁法勘探仪器设备不断更新，观测灵敏度和磁探测精度及仪器的稳定性大大提高，近年来，磁法探测更加广泛地应用于考古、水文、地热勘查等研究领域。
  磁异常区域的判别和表示：磁场具有两极性，分别用字母N、S表示，因此磁异常现象也分为N、S极性的两种异常，通常我们称之为正极性磁异常和负极性的磁异常，两者之间的一段称之为正常磁场，一般情况下正常磁场是磁填图中平均面积最大的区域。
  在本次探测中我们将正常磁场用黄绿色和蓝色表示。其中正极性的磁异常用红色标示，该异常一般是由地下含铁磁性物质的影响所造成的。它包括：磁性岩体、水泥管道、电杆等，有时含铁磁性的磁异常中也包含了一些古代的遗迹现象的存在。负极性的磁异常我们用黑色和深灰色显示，在这些磁异常地点往往与古人类的活动有关，它包括居住生活场所、生产制作场所等，如：夯土建筑、灰坑、窑址等。这种磁异常现象与古代遗迹附件075的相关性较为密切。因此磁法勘探适合探测古代遗址中的窑址、灰坑、城墙和夯土建筑基础。下图为本次勘探用于区分磁异常强度的标准色标图。一般遗址中的磁梯度强度应在-200nT—200nT之间变化。
   文化层堆积区疑似区空白区铁磁性物质堆积区图1磁场强度标注图例图1中黑色和灰白色代表负极性的磁场异常，黄绿色及蓝色为中性磁场，其他色彩表示为正极性的磁异常。
  2.高密度电法勘探及适用范围电法勘探是根据岩土层、地下（水下）埋设物体的电学、电化学性质及电场、电磁场变化规律，通过仪器测量其电性差异、强度的大小，进而了解其存在的状况，达到物探目的。地下的岩石和土壤具有某些电学性质的差异，这些差异可以在分布于地表或其附近的电场或电磁场的特征中反映（十）来。电法探测就是以岩石或土壤之间的电性差异为基础，对天然产生的或人工方法建立的电场或电磁场的空间或时间分布特征进行观测，以查明地下构造和有用物体的一种物探方法。高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。
  高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比，高密度电法具瓜州锁阳城遗址076有以下优点：A.电极布置一次性完成，不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；B.能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；C.野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。此外，随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。
  高密度电法应用领域比较广，在工程应用中对水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测上都见到了好的应用效果；在高速公路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘探中；在防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障碍物等物理性质有别于周围介质的地下有形体的勘探中；在找水的应用中高密度电法确定最佳井位方面取得了好的效果；在考古方面在查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深方面，在探测和寻找城墙、古代大型夯土建筑基础的埋藏深度及夯土的厚度方面都具有较好的探测效果。
  在本次勘探中，电法主要用于寻找遗址区可能存在的墓葬。(其他方法没这么说明，是否补充)3.多频电磁法勘探及适用范围多频电磁仪采用的是频率探测方面的设备(frequency sounding method)。该设备为美国制造的GEM-2型多频电磁仪，该设备采用了频率几百周/秒到几万周/秒的音频段电波，通过改变交变磁场频率的办法探测不同深度地层的电阻率的变化情况。由于地层中的物体电磁感应作用，交附件077变电磁场在地下的分布随地层电阻率和场源频率的变化而变化。频率低、也层的电阻率高电磁波穿透深度大；频率高、地层电阻率低穿透深度浅。所以，只要改变不同的发射频率，在地面上某一定点观测电磁场的有关分量,根据观测结果计算视电阻率值就能反映出不同深度的地质情况。可见，在交变电磁场的有效作用深度内，频率可以控制不同的勘探深度。高作用深度浅，低频作用深度大。这种方法的优点是：对地电断面的分辨能力高，节省人力、效率高；有时用不接地磁偶极子场源，所以对高阻覆盖层和高阻岩层穿透能力强。
  多频电磁勘探所探测的对象，主要以寻找导电性较好的地下金属埋藏物体为主。同时也具有一定的查找浅层地下水的功能，对高阻的为重要的探测工具几乎应用到了所有勘探区域。
  4.探地雷达本次探测采取探地雷达技术进行探测，并结合之前使用其他设备的探则结果，进行比对，来反应地下的结构情况。
  探地雷达作为工程物探的一项新技术，具有连续、无损、高效和高精度等优点。探地雷达由主机、天线及配套软件等部分组成，根据电磁波在有耗介质中的传播特性，探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波，当其遇到地下不均匀体（界面）时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别地下的隐蔽目标物（古墓葬、古遗址等）的目的（见图1）。瓜州锁阳城遗址078数据釆集双曲线雷达图雷达可测量信号到达目标的传输时间利用传播速率计算出目标的距离在天线信号范围之内信噪比适当隐蔽物可由雷达探出图2探地雷达工作原理示意图电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的，因此根据探地雷达记录上的地面反射波与反射波的时间差AT,即可据下式算出异常的埋藏深度H:H = V・NT]2 (1)式中，H即为目标层厚度；V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示：V = C[屆 (2)式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3xlO8m/s；为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。
  雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为： (3)式中，1、2为界面上、下介质的相对介电常数。附件079反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。
  雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。电导率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。