地面高精度磁測是古墓葬和古文化分布探測中最重要的地球物理方法之壹。古遺跡或古人類化石本身與其地層的磁性差異，如磁性、磁化率、磁化率各向異性和剩余磁化強度與周圍環境的差異，是磁測考古的基礎。通過相關學者的研究，得出以下結論:(1)燒制的粘土制品、土、石等。可以獲得很強的磁性；有機質的腐爛使土壤獲得高磁性；人工翻土或夯土與周圍自然沈積物有明顯的磁性差異；表13。1給出了不同考古資料的磁性參數。
表13。1不同考古材料的磁性參數
考古對象壹般空間尺度小，形狀復雜，埋藏深度不同。雖然考古對象與周圍物質存在壹定的磁性差異，但磁性仍然較弱，再加上人為幹擾。因此，考古實物產生的磁異常具有範圍小、強度低、梯度變化大、形式多樣、有時幹擾嚴重的特點。因此，考古調查必須使用高精度質子旋進磁力儀或光泵磁力儀。
壹般地面磁測網的比例是1: 100 ~ 1: 200。儀器探頭離地面的高度可以是1 ~ 0.1m。除了觀測磁場強度δT，還可以觀測磁場的垂直梯度變化δTz。河南新鄭壹座古墓的調查是磁法考古勘探的成功範例之壹。
勘察區位於戰國至漢代古墓區，黃土覆蓋，土質均勻，地勢平坦。埋藏區已初步鉆探勘察，磁測待詳勘核實。使用兩臺MP-4質子旋進磁力儀，壹臺用於地磁日變觀測。儀器探頭為0。離地面5米。網絡規模為1 ∶ 200，線距2m，點距1m。觀測結果如圖13所示。1.從δT平面等值線圖可以看出，在已知的A、B、C墓和大型墓葬坑中，都顯示出壹定強度、輪廓明顯的磁異常。壹些異常現象也勾勒出了墳墓的形狀和細節。例如，異常A清楚地表明，墓室有壹條南北向的長墓道，墓室南側有兩個小耳室。A墓引起的磁異常約為20nT。根據它的形狀，考古學家判斷它是壹座漢代的“A”形磚墓。B的形狀異常，說明該墓是典型的“刀”字形磚墓。圖中黑色粗線的輪廓是根據磁異常推斷的結果。c異常軟弱，其墓的輪廓沒有清晰顯示，說明該墓為坑墓，而非磚結構。E和D的異常反映了兩個新發現的沒有原始數據的墓葬。墓葬坑南、北的磁異常差異較大，表明坑內更多的陶器等物品主要堆放在坑的南半部。該區這些異常的埋深為地下1 ~2m。實際鉆井數據證實了磁測結果的分析。
圖13。13河南某古墓磁測剖面圖
(2)電法在考古學中的應用。
電法也是考古工作中經常使用的壹種地球物理方法。壹般古墓多埋於第四系松散地層中，墓葬上下要用不同厚度的青膏和泥(泥)填充，形成厚厚的泥包著的“古墓體”。此外，地下水可能會滲入墳墓。這使得古墓與周圍地層存在壹定的磁、電差異，為電法勘探古墓提供了地球物理條件。
圖13。13是河南某古墓地面磁測剖面平面圖。圖中各測線22 ~ 26點和30 ~ 36點形成兩條近東西向的條狀正異常(δδZmax = 53nT)，其中壹條下降到20nT的馬鞍狀，其南、北、東為負異常。結合地面情況，推斷兩個正異常的鞍部是古墓位置，而南、北、東三個負異常是人為開挖的陡壁，高差近20m。
圖13。14是剖面0的視電阻率剖面。從圖中可以看出，0線在三角點向西ρs小於8ωm處有最小面積，其他測線也有同樣的反射。最小值出現在AB/2 = 40 ~ 100 m之間，以AB /2 = 65m為中心。圖中顯示小於8 ω m的ρs最小範圍為11。向西2米，9度。三角形南面8米處。在這個範圍內，ρs值都在7的範圍內。2 ~ 7.65ω·m，範圍外ρs變化梯度大。推斷ρs小於8ω·m的範圍為主墓位置。該區電測深曲線類型以H型為主，按電性可分為三層:第壹層為覆蓋層，第二層為“古墓體”，第三層為“古墓體”底板。根據電測深曲線，主墓頂部埋深為6。底板埋深為21m。經挖掘驗證，與物探結果基本壹致。
圖13。14 0線Isorho-S偽斷面。
(3)探地雷達在考古中的應用。
由於古遺址與周圍介質相對介電常數的差異，為探地雷達探測古遺址提供了地球物理條件。對於埋藏深度較淺的古遺址，地質雷達法具有較好的探測效果。湖北大冶銅綠山古銅礦遺址是我國西周晚期和春秋戰國時期的采礦遺址。這座銅礦仍在開采中。為了協調采礦與古銅礦遺址保護的關系，利用地質雷達對銅礦遺址的規模和分布進行了探測，取得了滿意的探測結果。
古銅礦遺址(稱為老窯洞區)都形成於接觸破碎帶的氧化次生富集帶，相當於礦體。由於當時開采的對象是高品位銅礦，所以老窯洞地區的發達地區首先應該有壹定數量的高品位銅礦可供開采。第二，礦石的開采層位應該是軟的。老洞區對應的是穿過壹個強風化帶的接觸破碎帶，古坑內填充的是回填土，與原土明顯不同。因此，所調查的古洞穴區的探地雷達圖像應具有以下特征:
1)由於地層風化逐漸加深，原狀土的風化層應該是壹組均勻致密的窄反射波，地層的風化過程是同步的，所以這些反射波的同相軸是平坦的，可以橫向追蹤；
2)老窯洞區現在用回填土填充，但回填土與原狀土的差異增大，老窯洞區應該在壹個高品位礦區。銅雖已開采，鐵礦猶存，故反射信號強度高；
3)由於原狀大理巖或矽卡巖的物理性質相對均勻，反射界面相對較少，基本沒有明顯的反射信號。
圖13。15顯示的是老洞區的探地雷達圖像。從圖中可以看出，原狀土是密集的窄反射波，而老窯洞地區的回填土是強反射波，橫向變化大，難以追蹤同相軸。原狀土和回填土的區別是很明顯的。根據雷達剖面圖，我們構建了三個高程的古洞穴投影，並與勘探解釋進行了對比。
圖13。15老窯洞區探地雷達圖像
圖13。16顯示了地質雷達與1場地老洞穴投影勘探結果的對比。圖(a)是勘探結果，圖(b)是探地雷達的解釋結果。從圖中可以看出，標高+53m和+48m的老洞投影的探地雷達解釋結果與勘探結果基本壹致，但標高+43m的老洞投影與雷達解釋結果差異較大，因為地質學家在沒有鉆孔的地區往往采用外推的方法進行解釋。但是，這種解釋在不規則的古洞穴地區會產生很大的誤差。
圖13。16地質雷達與老洞投影勘探結果對比
(4)彈性波法在考古學中的應用。
如果秦始皇陵的土堆下沒有地宮，就不應該有大規模的發掘，更不要說古墓了。相反，如果密封的土丘下有地宮，地宮的修建必然需要大規模的挖掘，必然會改變土層的原有結構；發掘範圍內必須有墓，墓內外必須填充不同的物質；地宮裏可能有磚石建築；據記載，地宮中有大量的水銀，可能還有大量的金屬制品。這必然導致地宮與原狀土層的物理差異。只要物性差異足夠大，探測目標的大小與其埋深相比也足夠大，就可以形成電法、重力法、磁法、彈性波法等方法的異常。如果幹擾異常和目標異常能夠區分或分離，就更有必要使用地球物理勘探方法進行探測。
在測量工作中，彈性波法采用機械夯錘激發震源。震源在地表激發，在反映地宮結構信息的時間段內聲幹擾強且混亂，信噪比低。附圖37給出了密封土樁上三條測線的彈性波剖面圖。根據剖面解釋，該墓範圍為:東西長約135m，南北寬約50m，頂深約460m，墓高約5m。
圖13。17橫波t0時間剖面
圖13。17為地震橫波法探測的壹條古河道橫斷面圖。根據鉆探資料推測，該區存在壹條古河道，河道埋深20 ~30m。為了查明古河道的位置，采用了橫波地震勘探。從圖中可以看出，約40ms的同相軸是第四系地層內部的反射，連續性好，波動小；140 ~ 220 ms是古河道和兩岸附近地層的反映，同相軸連續性好，起伏大，其形態特征反映了古河道的形態。河道下部埋深約28m，視寬約130m