秦始皇地宫地球物理成果与技术：存在千年的秦始皇墓到底什么样？

秦始皇陵被人盗掘过的，但是没有挖到地宫，地宫是皇陵的核心部分，也就是皇帝的遗体所在的地方。（以前是被开了的，到什么程度还需要进一步研究)

现在国家拥有陵墓的许多数据可以为陵墓的挖掘提供帮助，但出于保护目的暂时不会挖掘秦始皇陵。（现在不挖的原因）

下面的内容就是探究秦始皇陵，看看它里面什么样，地宫位置以及一系列的谜题，至于挖不挖的问题上面已经有了简略回答（抱拳）。

通过对这些现有的数据和资料进行分析就可以推断出它到底被盗掘到什么情况了。

全文主要是以刘士毅主编的《秦始皇陵地宫地球物理探测成果与技术》为基础来进行介绍，我这里只是整理和汇总了一些结论。

鉴于文章太长看起来太累我先放上结论，但是具体细节要看里面内容。

因为这个是物理相关内容，解释起来难免会让接触比较少的同学难以理解，所以建议不懂的话就直接看小标题和图就好了，图我都用的比较容易理解的。

1．各种物探方法的作用

（1）重力异常反映推断地宫的开挖范围最为明显，对宫墙也有一定显示。

（2）磁异常反映封土堆中的细夯土墙最为明显。

（3）电阻率法异常反映推断墓室最为明显。

（4）测汞法异常提供了推断地宫内存有大量水银的依据，也反映了地宫的开挖范围。

（5）核磁共振法和自然电场法对判断墓室是否进水和阻排水渠的阻水效果良好。

（6）弹性波法对探测地宫的效果不理想（可能是采用的技术方法还存在问题），但也对地宫开挖范围及其内部复杂结构有所反映。

（7）地温法对推断地宫有所反映（略）。

（8）激发极化法探测墓室中有无金属制品有一定效果。

2．本次探测发现的物探、化探异常特点

（1）在封土堆中部，磁法、重力、电法、弹性波法和测汞法5种异常的位置基本一致或相互套合。

（2）它们共同反映了封土堆下经过大规模开挖和建造。

• 为判断地宫存在与否新提供了多种电阻率断面、重力异常、弹性波法反射剖面与绕射点和地温等综合地球物理依据，验证了汞地球化学和磁异常依据。多参数资料相互印证和补充，提出了封土堆下经过大规模开挖、有墓室、墓道、宫墙、水银等配套建筑，有的还是石质建筑以及封土堆本身存在复杂规整结构的推断。这一切说明封土堆及其以下是真墓，不是假坟。

汞地球化学异常和磁异常虽然属于验证性质，但不是简单的重复——汞的熱释谱进一步说明了汞异常来自地下，并非由封土含汞量变化引起；对磁异常的起因则有全新的认识。

• 给出了地宫及墓室大小、埋深等方面的定量描述。

• 提出了墓室主体尚未坍塌和进水的认识。

• 还提出了对「旁行三百丈」以及封土堆南沿存在砂砾石人为堆积等推测，虽因资料过少，依据尚不充分，却给后续研究者提了醒。

• 观测结果与历史记载相符或不矛盾；

• 关于封土堆下存在墓室、封土堆中存在细夯土墙和地宫开挖范围等主要推断已经部分钻探验证证实。

ps. 地下的各种情况都会影响到挖掘，比如汞的存在会让小蟊贼不可能自己打盗洞进入地宫中。

秦始皇陵概要

秦始皇陵区由封土堆，内外城墙和内外城墙内外的陪葬坑、陪葬墓、地面建筑遗址及相关文物遗存区构成，分布面积约 56 平方公里。

开头先说个有趣的，秦始皇地宫有：「以水银为百川江河大海。」这样一个传说，于是 1981 年原地质矿产部地球物理地球化学勘查研究所（现中国地质科学院物探化探研究所）在秦始皇陵封土堆上进行了土壤汞量测量，发现封土堆中部有较强的汞异常分布。

这说明两个问题朋友们！

第一个秦始皇是玩真的啊！用水银做山川大河这真的太酷了。

第二个是我们其实早就具有开墓的能力，但是不会这样子做。

回归正题，这次地球物理探测方法使用了重力，磁法，电法，弹性波法，放射性法（核方法），地温法，核磁共振法和测汞法等 8 大类方法。电法，弹性波法和测汞法还进行了亚类方法对比，这样才基本给出地宫全貌的全面认识。

地球物理方法存一般是进行剖面测量，剖面测量的图像结果均为横截面，利用多个横截面来推断整体，下面就是秦始皇陵的工作布置图。

工作布置图

探测结果

1. 封土堆中部下方经过大范围开挖

我们利用重力方法在封土堆的 6 条剖面上进行了实验，在封土堆中部观测到了明显重力异常，我们推断由地宫中的回填夯土引起。因为地宫开挖后，回填土经过夯实。夯土的密度比正常土大，可以引起重力异常。（由于某些原因我无法把全部数据结果放上来，仅放 1，2 张图进行展示解释，见谅。）

布格异常是经过一系列改正后的原始观测曲线，剩余异常是消除了区域异常后的由封土堆下方浅部高密度体引起的异常。经变密度改正后，已经消除了地表以上封土堆的影响，封土堆中部仍有明显剩余重力异常，剩余重力异常应由封土堆下方开挖后回填夯土引起。

为了验证这一结果是否正确，我们又使用了弹性波法在上述推断地宫开挖范围处，弹性波法的观测结果与外围有所不同，应是重力观测结果的一种旁证。

其他方法没有明显效果，不过这两项基本已经可以证明，封土堆下确实有大范围开挖的情况。

2. 封土堆中部下方存在地宫墓室

测量采用电测深法，可以给出地表以下，某一深度以上电阻率变化的情况，也即能直观地给出异常体的埋葬深度概念。

这里放一些大家比较好辨识的高密度电法电阻率断面图。

除 4 剖面外，其余 5 条剖面在封土堆中部原始地表以下都存在一个近似椭圆形的高阻异常。请注意，由于地形影响严重，原始观测结果图上，封土堆中部下方不但未显示高阻，反而显示低阻，消除了地形影响后才显示出高阻异常。

若墓室尚未坍塌，近似于土层中的一个空洞或木质结构体。空洞（特别是石质壁、顶围限的空间）或木质结构体的电阻率明显高于土层，因此推断椭圆形高阻异常由主体尚未坍塌的墓室引起，也就是中间可以看出明显与其他地方不同的那部分。

3. 墓室主体尚未坍塌

2 部分的电阻率断面图基本可以证明墓室主体尚未坍塌，我们也可以用其他多个角度来旁证一下。

墓室坍塌与否，其地球物理异常是不同的。例如坍塌后其上方封土中裂隙比坍塌前发育；坍塌后空洞消逝，墓室内外都由以土为主的物质组成，墓室与外围的密度、电阻率、磁化率、波速等差异将大大减小。

这里用氡气测量进行验证，地下氡气沿裂隙向上方运移，氡气测量的低值段对应裂隙不发育地段；相反，高值段对应裂隙发育地段。

放射性氡气测量结果在上述推断墓室部位对应计数率低值段，其北侧则出现计数率高值段。氡气测量剖面北段计数率高值区与秦始皇陵考古队在该次工作之前发现的一处大型陪葬坑群相对应，这一陪葬坑群已经焚烧坍塌，其上方封土裂隙发育应在情理之中。

因而，墓室上方对应氡气测量低值段，有理由认为墓室上方封土裂隙不发育，进而推断墓室主体尚未坍塌。

4.墓室中尚未进水

现在有一种直接找水的新方法——核磁共振法，我们在封土堆上及其外侧布置了 5 个测点。

具体过程不再阐述，经过地球物理数据解译得到以下结果：

在推断墓室和推断地宫范围内，相当于推断地宫的深度上都为不含水区，而南阻排水渠南侧，在相同深度上却为含水区。

根据以上测量结果，推断墓室尚未进水。

5.地宫中存放着大量水银

1981 年的土壤汞量测量已经在封土堆中部发现了明显的汞异常，推断由史书记载的地宫中的水银河、湖、海引起，得到了考古专家的认可。

本次进行了壤中气汞量测量，还测试了土壤汞的热释谱。

这个异常就比较明显了，土壤汞量测量反映的是自建陵至今土壤累积吸附的结果，气汞测量反映的是当前土壤中气体的含汞量（因为不被吸附的气体容易与大气交换）。两种异常均明显，是否意味着地宫中的「汞河、汞海」尚未干涸？

6. 封堆中部建有细夯土墙

经过不断深入地多次磁性测定后，发现封土有明显磁性，且粗夯土与细夯土的磁性也有一定差异。

经验证证实，异常范围与封土堆下方细夯土墙的范围近乎一致，因而异常主体由封土堆下方细夯土墙引起。细夯土墙内、外为粗夯土，这种复杂的封土结构，也应是封土堆下方存在真墓的一个证据。

好了接下来到重头戏了！

7. 关于地宫大小、形状和埋藏深度的定量推断

（1）地宫位置

地宫位于封土堆中部，近矩形状分布的磁异常下方。

（2）地宫形状

由于目前只有磁法开展了面积测量，因而主要依据磁异常的形状推断地宫的平面投影形状，断面形状的推断则主要依据重力反演结果。

① 前面已经提到，反映与地宫密切相关的封土堆下细夯土墙范围的磁异常，其平面展布大致呈矩形状，因而认为地宫主体的平面投影应为矩形状。

② 重力的反演结果显示，在垂向上，地宫上大下小。(大概就是漏斗的样子)

以上两点均与秦始皇祖先的墓制相同。而且与考古专家的以往推断一致。

开挖边界实际应为多级台阶状，由于重力异常没有显示多级台阶的明显信息，我们只能按斜面近似多级台阶。其它方法目前也未观测到多级台阶的明显异常。

探测使用了之前的地宫开挖范围、宫墙及其上部的细夯土墙、墓室、墓道的信息。

我在这里直接放上常密度布格重力剩余异常三维反演成果图（之后和大家科普重力勘探的问题，这里的成果图大家很容易看懂，上面的曲线是红色的是实测的曲线，然后蓝色的是拟合出来的，就是相当于计算的。最下面的就是通过实际情况、数据和专家们的经验汇合而成的人机交互的结果。）

多个剖面的结果可以像三视图那种一样来推测出地下的立体模型。（具体哪个剖面在哪往上翻一翻就能看见）

这两张反演结果是洛阳铲进行约束后的结果，可以明显看到地宫的形状，两张图拼一下就有立体的影像了。

（3） 地宫的大小、尺寸

依据重力定量反演的地宫开挖范围、宫墙；电法定量反演的墓室和磁法定量反演的细夯土墙结果，对地宫的大小、尺寸描述如下：

墓室范围东西长约 80 米，南北宽约 50 米。高约 15 米，顶深约 475 米（海拔高程）。

宫墙范围东西长约 145 米，南北宽约 125 米。高约 14 米，宽约 8 米，顶深约 469（海拔高程）。

地宫开挖范围东西长约 170 米，南北宽约 145 米。深约 30 米。

细夯土墙东西长约 145 米，南北宽约 125 米，宽约 15 米，高约 30 余米。

必须说明，实际目标物都是三维的，而这次工作除磁法外都只进行了剖面测量，由于没有面积性测量资料，大多只进行了二维定量反演，有的方法虽然利用剖面资料进行了三维定量反演，属于勉为其难，不能达到真正的三维效果；磁法虽然进行了面积性测量，但遇到不少干扰（特别是在关键的封土堆顶部），因而精度受到损失。鉴于以上两点，上述定量反演数据的精度受到影响，误差可能较大。

首先，关于考古挖掘一般都是保护性开采，没有非常大的证据表明这个陵墓已经被盗掘，是不会进行开采的。

因为一旦开采，就会导致许多文物被氧化，被破坏，如彩俑之类的。我们一方面是出于保护的目的，一方面是出于对帝王的敬意，没有理由去挖掘帝陵。

那么秦始皇陵到底是什么情况的，刘士毅带领我们做过这个课题，也为我们解答了很多。这个基本就是当时的成果。

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