專利名稱：用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑模型，尤其是涉及一種用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場。
背景技術(shù)：
目前在中國，考古勘探所用的還是傳統(tǒng)工具“洛陽鏟”，它不僅在以往的考古工作中發(fā)揮了重要的作用，今后仍還將繼續(xù)沿用。但是使用“洛陽鏟”勘探也同時存在著諸多缺陷探查速度慢，探測深度較淺，費工費時費錢，如不慎還會對地下文物造成一定的破壞。因此早在上世紀50年代，探測帝王陵這樣埋藏深度大、內(nèi)容豐富的遺存時就開始使用地球物理方法(簡稱物探)進行勘察。在上世紀80年代，勘察秦始皇陵、秦都雍城、周原等遺存時也都使用過地球物理探測方法，但受資金和當時設(shè)備、方法、技術(shù)水平等的限制均未取得令人滿意的成果。 物探技術(shù)是指利用物理學的基本原理和參數(shù)探測地下不均勻體的方法。不均勻體是與周圍土層或巖層在密度、磁性、導電性、波的傳播特性、放射性和導熱性等一個方面或幾個方面不同的目標物。物探是一種無損檢測技術(shù)，它能在遠離目標物的地方，穿過土層或巖層探測到直接來自目標物的物理信息。目前它已是一種成熟的技術(shù)，已廣泛的應用于尋找地下資源(油氣、煤炭、鈾等能源；鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)；地下水等)和地基勘查、環(huán)境調(diào)查，為國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)作出了重要貢獻。地下文化遺存由于人工挖掘、修建、埋藏，會破壞原始地層的結(jié)構(gòu)，一般情況下與周圍自然土層或巖層存在一些物理性質(zhì)方面的差異，成為地下的局部不均勻體。例如，未坍塌的墓室近似于一個地下空洞，空洞的密度比土、石小，導電性比土、石差等。因此，物探方法用于考古工作有其充分的科學依據(jù)。物探方法用于考古探測不僅是有效的，還有探測深度大，效率相對較高，成本相對較低的特點，綜合地球物理勘查與其它考古方法，地球物理勘查專家和考古專家的密切配合可以發(fā)揮多方面的作用，獲得最佳效果，所以在國內(nèi)外，考古工作中越來越多的使用地球物理方法已是一種趨勢。由于地球物理勘查方法實測的是數(shù)據(jù)和曲線(含圖像)，依據(jù)數(shù)據(jù)和曲線推斷地下文物，所以存在不確定性(多解性)，而且地球物理勘查方法效果的好壞，也會受到多方面因素的干擾，例如目標物與圍土(圍巖)物性差異的大小、目標物的大小和埋藏深度、周圍電磁及金屬干擾的強弱等。所以，物探方法要取得很好的考古效果，必須采用先進的設(shè)備，進行精細設(shè)計、精細探測、精細解釋與定量反演才能定性正確、定量準確。正是由于考古勘探領(lǐng)域的迫切需求，才凸顯了建設(shè)擁有埋藏類型已知、體量明確、邊界清楚的文化遺存的復建模型的重要性和緊迫性。但截至目前我國尚無文化遺存探測復建模型可控考古試驗場所的建設(shè)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場，該試驗場模型可給物探技術(shù)在考古探測領(lǐng)域的應用提供一個標準驗證平臺。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，選取地表平整、長寬各100±1米的開闊場地作為試驗場地，將已發(fā)掘的文化遺存類型分為墓葬類、居址類、作坊類、埋藏類、灰坑類和雜項類，在每個類型中選擇出具有代表性的數(shù)個遺址按照I : I的比例在試驗場內(nèi)進行模型的復建，復建時要嚴格按照實際開掘時的遺址形狀、深度、發(fā)掘物進行修筑、填放，模型修筑完成后，在地下遺址模型和半地下遺址模型上堆土掩埋。所述墓葬類的復建模型包括山西芮城清涼寺墓地的豎穴土坑，安陽殷墟西區(qū)豎穴墓，山西太原趙卿木槨墓，新密市李堂畫像空心磚墓，唐河新店村新莽馮孺人墓，山西潞城縣北關(guān)宋磚室墓。所述居址類的復建模型包括仰韶文化時期的姜寨遺址，二里頭宮殿基址，土坯建 筑，內(nèi)黃三楊莊漢代庭院、水井與東廂房，桂宮遺址、含灰坑和水井，法門寺的塔基、造像。所述作坊類的復建模型包括陜西高陵楊官寨陶窯窯址，陜西扶風周原李家西周鑄銅作坊，周原齊家制玦作坊，大冶銅綠山煉銅遺址，鄭州古滎冶鐵遺址，河南洛陽白馬寺唐代窯址。所述埋藏類的復建模型包括河北磁山糧倉遺址，陜西眉縣楊家村西周青銅器窖藏，安陽殷墟祭祀坑，馬家源車馬坑，章丘東平陵鐵器窖藏。所述灰坑類的復建模型包括新鄭唐戶裴李崗遺址。所述雜項類的復建模型包括環(huán)境、城墻和道路遺址；環(huán)境包括廟底溝時期的山西高陵楊官寨遺址，城墻和道路包括龍山時代的河南新密市古城寨。所述試驗場內(nèi)還修筑有陶器實驗區(qū)，冶金實驗區(qū)，玉石實驗區(qū)和體驗區(qū)。沿所述試驗場的邊沿修筑有大小不等的多個埋藏坑，構(gòu)成埋藏坑區(qū)域。本發(fā)明的優(yōu)點在于借鑒實驗考古學的理念，以考古學理論(埋藏學、地層學、類型學)、方法、實踐及發(fā)展趨勢為指導，結(jié)合現(xiàn)代科技成果，運用多種地球物理勘查方法，通過反復的遺存埋藏探測實驗來準確、無損的獲取地下文化遺存信息的一種新考古學方法，其過程可簡述為“預埋”、“勘查”、“校驗”三個步驟。在滿足要求的自然地質(zhì)環(huán)境和人工地表環(huán)境要求的場地上復建出已挖掘的古代遺址，復建的文化遺存類型可選、可控，可對先進的物探技術(shù)在考古勘察中的應用進行試驗和評估，并可作為展示模擬古代遺址、古代技術(shù)的試驗場地，為物探技術(shù)提供了試驗場內(nèi)部埋藏物已知、體量確定、邊界清楚的標準驗證平臺。本發(fā)明可為考古工作者熟悉了解傳統(tǒng)考古勘察方法提供服務；可為先進的物探技術(shù)在無損考古勘察方面的應用試驗研究提供服務；可為古代技術(shù)模擬研究和驗證提供服務?？脊胚z址復建模型的建立將有效促進考古調(diào)查勘探技術(shù)裝備與水平提高的進程，并促進田野考古學、實驗考古學兩大學科分支的融合和發(fā)展。


圖I是本發(fā)明復建模型的位置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明所述的用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場，首先選取地表平整、長寬各100±1米的開闊場地作為試驗場地，在保持地表相對水平的前提下，試驗場內(nèi)盡量減少地表大型樹木的種植，盡量減少地表的電磁干擾源；根據(jù)已發(fā)掘的文化遺存類型將其分為墓葬類、居址類、作坊類、埋藏類、灰坑類和雜項類，在每個類型中選擇出具有代表性的數(shù)個遺址按照I : I的比例進行模型的復建，復建時要嚴格按照實際開掘時的遺址形狀、深度、發(fā)掘物進行修筑、填放，模型修筑完成后，在地下遺址模型和半地下遺址模型上堆土掩埋。實際修筑時，可大致將試驗場劃分為墓葬區(qū)、居址區(qū)、作坊區(qū)、埋藏區(qū)、灰坑區(qū)和雜項區(qū)六個區(qū)域(有少數(shù)遺址模型的位置跨區(qū)域修筑)，注意要保持各區(qū)域中的遺存分布相對獨立，并具有一定的范圍和區(qū)域，使得各類地上文化遺存便于構(gòu)筑和建設(shè)。由于文化遺存在復建過程中可能涉及挖掘土方等工作，而一些遺存為地下遺存，所以必須進行掩埋，即在復建好文化遺存模型之后，將上面的土層盡可能恢復到自然狀態(tài)。其中墓葬類的復建模型選擇了山西芮城清涼寺墓地的豎穴土坑1，安陽殷墟西區(qū) 豎穴墓2，山西太原趙卿木槨墓3，新密市李堂畫像空心磚墓4，唐河新店村新莽馮孺人墓5，山西潞城縣北關(guān)宋磚室墓6。其中居址類的復建模型選擇了仰韶文化時期的姜寨遺址7，二里頭宮殿基址8，土坯建筑9，內(nèi)黃三楊莊漢代庭院、水井與東廂房10，桂宮遺址、含灰坑和水井11，法門寺的塔基、造像12。其中作坊類的復建模型選擇了陜西高陵楊官寨陶窯窯址13，陜西扶風周原李家西周鑄銅作坊14，周原齊家制玦作坊15，大冶銅綠山煉銅遺址16，鄭州古滎冶鐵遺址17，河南洛陽白馬寺唐代窯址18。其中埋藏類的復建模型選擇了河北磁山糧倉遺址19，陜西眉縣楊家村西周青銅器窖藏20，安陽殷墟祭祀坑21，馬家源車馬坑22，章丘東平陵鐵器窖藏23。其中灰坑類的復建模型選擇了新鄭唐戶裴李崗遺址24。其中雜項類的復建模型選擇了環(huán)境、城墻和道路遺址；環(huán)境包括廟底溝時期的山西高陵楊官寨遺址25，城墻和道路包括龍山時代的河南新密市古城寨26。同時，為滿足考古人員的實驗需求，在試驗場內(nèi)還修筑有陶器實驗區(qū)27，冶金實驗區(qū)28，玉石實驗區(qū)29和體驗區(qū)30。為不影響對試驗場內(nèi)部修筑的遺址模型的校驗準確性，沿所述試驗場的邊沿修筑有大小不等的多個埋藏坑，構(gòu)成埋藏坑區(qū)域31。上面選擇的不同時期、不同遺存類別的具有典型性和代表性的26個復建模型以歷史年代為標準劃分，可以分為新石器、夏商西周、春秋戰(zhàn)國、秦漢和漢代以后等五個時間段，基本覆蓋了整個歷史年代。這些復建模型最大限度的利用了現(xiàn)有的考古成果，即現(xiàn)有的遺跡、遺址、發(fā)掘物等，在其復建過程中，可以全面系統(tǒng)的采集相關(guān)數(shù)據(jù)，形成實驗考古成果；這些埋藏物已知、體量確定、邊界清楚的復建模型對在試驗場內(nèi)開展的地球物理探測實驗和三維測繪具有重要意義，它不僅可用于檢驗考古探測技術(shù)的能力、適用性和探測精度，同時該試驗場也可以緊密結(jié)合實驗考古，即采用古人可能使用的工具、材料和方法模擬古人的制作工藝。為避免應用物探技術(shù)時地表和地下文化遺存產(chǎn)生相互干擾，按文化遺存類型設(shè)計的各區(qū)域相對獨立，在豎直空間上不重疊，形成包含地下、半地下和地表文化遺存構(gòu)建和實驗考古有機結(jié)合的整體空間布 局。
權(quán)利要求
1.一種用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于選取地表平整、長寬各100±1米的開闊場地作為試驗場地，將已發(fā)掘的文化遺存類型分為墓葬類、居址類、作坊類、埋藏類、灰坑類和雜項類，在每個類型中選擇出具有代表性的數(shù)個遺址按照I : I的比例在試驗場內(nèi)進行模型的復建，復建時要嚴格按照實際開掘時的遺址形狀、深度、發(fā)掘物進行修筑、填放，模型修筑完成后，在地下遺址模型和半地下遺址模型上堆土掩埋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述墓葬類的復建模型包括山西芮城清涼寺墓地的豎穴土坑(1)，安陽殷墟西區(qū)豎穴墓(2)，山西太原趙卿木槨墓(3)，新密市李堂畫像空心磚墓(4)，唐河新店村新莽馮孺人墓(5)，山西潞城縣北關(guān)宋磚室墓(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述居址類的復建模型包括仰韶文化時期的姜寨遺址(7)，二里頭宮殿基址(8)，土坯建筑(9 )，內(nèi)黃三楊莊漢代庭院、水井與東廂房(10 )，桂宮遺址、含灰坑和水井(11)，法門寺的塔基、造像(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述作坊類的復建模型包括陜西高陵楊官寨陶窯窯址(13)，陜西扶風周原李家西周鑄銅作坊(14)，周原齊家制玦作坊(15)，大冶銅綠山煉銅遺址(16)，鄭州古滎冶鐵遺址(17)，河南洛陽白馬寺唐代窯址(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述埋藏類的復建模型包括河北磁山糧倉遺址(19)，陜西眉縣楊家村西周青銅器窖藏(20)，安陽殷墟祭祀坑(21)，馬家源車馬坑(22)，章丘東平陵鐵器窖藏(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述灰坑類的復建模型包括新鄭唐戶裴李崗遺址(24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述雜項類的復建模型包括環(huán)境、城墻和道路遺址；環(huán)境包括廟底溝時期的山西高陵楊官寨遺址(25 )，城墻和道路包括龍山時代的河南新密市古城寨(26 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的可控考古遺址復建模型試驗場，其特征在于所述試驗場內(nèi)修筑有陶器實驗區(qū)(27)，冶金實驗區(qū)(28)，玉石實驗區(qū)(29)和體驗區(qū)(30)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于實驗與檢測的考古遺址復建模型，其特征在于沿所述試驗場的邊沿修筑有大小不等的多個埋藏坑，構(gòu)成埋藏坑區(qū)域(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實驗與探測的可控考古遺址復建模型試驗場，選取地表平整、長寬各100±1米的開闊場地作為試驗場地，根據(jù)已發(fā)掘的文化遺存類型將其分為墓葬類、居址類、作坊類、埋藏類、灰坑類和雜項類，在每個類型中選擇出具有代表性的數(shù)個遺址按照1︰1的比例進行模型的復建，復建時要嚴格按照實際開掘時的遺址形狀、深度、發(fā)掘物進行修筑、填放，模型修筑完成后，在地下遺址模型和半地下遺址模型上堆土掩埋。本發(fā)明的優(yōu)點在于借鑒實驗考古學的理念，以考古學理論、方法、實踐及發(fā)展趨勢為指導，結(jié)合現(xiàn)代科技成果，運用物探方法，通過對遺存埋藏探測實驗來準確、無損的獲取地下文化遺存信息的一種新考古學方法。
文檔編號G01V13/00GK102879833SQ20121036252
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者鐵付德, 焦南峰, 段清波, 陳建立, 李延祥, 胥谞 申請人:中國國家博物館