原標(biāo)題：奪寶“奇兵”

水上電阻率成像法,、高精度磁法,、虛擬探方……高科技幫助解開張獻(xiàn)忠沉銀之謎

考古人員在圍堰內(nèi)進(jìn)行考古挖掘,。圍堰式挖掘在國內(nèi)考古領(lǐng)域還是首創(chuàng),。

從2016年底開始,，科學(xué)家們用兩年多時間,，試圖解開一道在四川流傳了三百七十多年的謎題——張獻(xiàn)忠沉銀之謎。

張獻(xiàn)忠是明末農(nóng)民起義軍領(lǐng)袖,，建立大西政權(quán),，在長期征戰(zhàn)中搶掠了巨額財富，民間傳說張獻(xiàn)忠曾在成都舉行“斗寶大會”,，金銀財寶裝滿了24間大宅子,。

關(guān)于這筆財富的去向，較為流行的說法是,，張獻(xiàn)忠所率船隊在一次水戰(zhàn)中大敗,，財寶悉數(shù)沉于江底，亦有說法是張獻(xiàn)忠主動藏寶,。數(shù)百年來,，無論官方還是民間，都試圖尋獲這筆失落的寶藏,。

近年來,，多種跡象表明，這筆財富就藏在眉山市彭山區(qū)江口鎮(zhèn)的岷江河道內(nèi)。嗅覺靈敏的盜寶者聞風(fēng)而動,，或深夜?jié)撊虢?，或雇傭挖沙船盜挖，2015年,，彭山警方破獲了一起盜掘,、倒賣文物大案，涉案文物交易金額達(dá)3億元,。

“這是一次搶救性的挖掘”,，張獻(xiàn)忠江口沉銀考古挖掘項目領(lǐng)隊，四川省文物考古研究院水下考古中心主任劉志巖說,，這次考古項目啟動最直接的原因就是應(yīng)對猖獗的盜挖,。

兩年來，兩期考古挖掘出土了4.2萬余件文物,，今年4月中旬,，張獻(xiàn)忠江口沉銀遺址當(dāng)選2017年全國十大考古新發(fā)現(xiàn)。

張獻(xiàn)忠江口沉銀考古挖掘項目航拍圖,。

而在考古界,，更引人關(guān)注的,，是高科技手段與考古結(jié)合后所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。

為了完成這次考古挖掘任務(wù),，科學(xué)家們可謂大費周章,。

在岷江河道內(nèi)用砂石圍起一圈堰壩，把圍堰內(nèi)的水抽干,，將河道變成類似于陸地的環(huán)境,，這在國內(nèi)考古界還是第一次。水上電阻率成像法,、高精度磁法,、虛擬探方、無人機航拍,、RTK定位……

堪稱一次不折不扣的“科技考古”,。

就像各種“尋寶”、“奪寶”類影視作品所反映的一樣,，要搜尋寶藏,，首先要有一個靠譜的線索。對張獻(xiàn)忠沉銀考古項目來說,，首要問題也是——在哪兒挖,？這是三百七十多年來待解的謎題。

巴蜀文化專家,、《張獻(xiàn)忠傳論》作者袁庭棟告訴新京報記者,，在四川,，至少流傳著6處張獻(xiàn)忠藏寶地點，包括錦江成都段,、彭山江口,、峨眉山、青城山等,。

抗戰(zhàn)期間,，曾有人向川軍獻(xiàn)出“藏寶圖”，稱是清代總督衙門里面流出來的,，張獻(xiàn)忠的寶藏就在錦江里,。川軍為了籌集軍費，曾組織人員到江中挖寶,，但除了幾枚銅錢以外毫無所獲,。“從此以后,，熱點就轉(zhuǎn)到了彭山”,。

清朝人彭遵泗所著《蜀碧》記載：“（張）獻(xiàn)忠聞（楊）展兵勢甚盛，大懼,，率兵十?dāng)?shù)萬,，裝金寶數(shù)千艘，順流東下,，與展決戰(zhàn),。”1646年,，張獻(xiàn)忠在彭山江口遭到明將楊展伏擊,，大敗，張獻(xiàn)忠?guī)贁?shù)親軍突圍,，而千船金銀卻不知所蹤,。

2005年開始，在彭山當(dāng)?shù)匦藿ㄒ?、河道清淤等工程建設(shè)中,，陸續(xù)出土了多件與張獻(xiàn)忠相關(guān)的文物，如藏有銀錠的木鞘,、“西王賞功”金幣等,。

張獻(xiàn)忠江口沉銀考古挖掘項目領(lǐng)隊劉志巖說，考古隊員參考了上述信息,，走訪周邊村民,，并且與警方合作，由盜撈人員指認(rèn)曾在哪里發(fā)現(xiàn)過文物。最終“選擇了一個我們認(rèn)為最為集中的區(qū)域”——眉山市彭山區(qū)江口鎮(zhèn)岷江和府河交匯口,。

關(guān)于張獻(xiàn)忠沉銀地,，四川有一首流傳多年的民謠，“石龍對石虎,，金銀萬萬五,，誰人識得破，買盡成都府,?！鼻珊系氖牵谕诰虻亟吋s一公里處,，恰好有個石龍村,，在山路盡頭的一處崖壁上，有一條石龍浮雕,，長約二十米,，盤旋曲折，張牙舞爪,，呈向下俯沖狀,。據(jù)考證，這條石龍建于宋代,。

石龍旁十幾米處,，有一座石虎雕像，頭部已經(jīng)缺失,。資料記載,，原本的石虎已在“文革”中被毀，現(xiàn)在這座是1984年當(dāng)?shù)卣厮艿摹?/p>

站在石龍石虎中間,，透過蒼翠的山林，向岷江的方向看過去,，恰好是沉銀挖掘所在地,。

在確定了大致的挖掘范圍后，是否有辦法進(jìn)行更精確的定位呢,？能否像醫(yī)學(xué)上拍CT掃描“病灶”的位置一樣,，直接在江底掃描出寶藏的地點？

科技人員用電阻率成像法對目標(biāo)地進(jìn)行掃描,。

2016年底，四川省考古院找到了電子科技大學(xué),。

電子科技大學(xué)信息地學(xué)中心的周軍博士和同事們第一反應(yīng),，都覺得“不太可能”。

以往，他們從事地球物理勘探針對的是大尺度目標(biāo)體,，“比如地層結(jié)構(gòu)是什么樣的,，或者這個地方是不是有很大的礦脈”，周軍說,，而這次要探測的是散落在江底的金銀錠等小尺寸目標(biāo)體,，分布缺乏明顯規(guī)律，用傳統(tǒng)的探測方法很難有效識別,。

而且,，傳統(tǒng)的地球物理探測通常在陸地上開展，在復(fù)雜的水域環(huán)境中開展大規(guī)模高精度考古探測的例子,，即使在國際上也極為少見,。

頂著壓力，周軍等人去挖掘現(xiàn)場考察了一周,，了解地層結(jié)構(gòu),，了解第一年出土文物的大致分布，心中漸漸有了思路,。

一個關(guān)于江口沉銀文物富集規(guī)律的方法被提出來——“探測基巖的結(jié)構(gòu)特征和起伏形態(tài),，找河流的凸岸，找基巖頂面抬升的地段,?！?/p>

周軍解釋，河道拐彎處的兩側(cè),，一側(cè)叫凸岸,，一側(cè)叫凹岸。凹岸水流急,，更有利于物質(zhì)的搬運,，凸岸水流較小，且有環(huán)流,，更有利于物質(zhì)的堆積,。當(dāng)年的金銀入水之后，經(jīng)過長期的水流作用,，很有可能沉積在古河道的凸岸處,。同樣，基巖頂面抬升的地段江水流速減緩,，也有利于物質(zhì)的堆積,。

幾百年來，河道里積累了數(shù)米厚的鵝卵石,，“鵝卵石是后來從上游沖下來的,，河底基巖結(jié)構(gòu)才是當(dāng)年的古河道的真實形狀”,。那么，如何才能排除鵝卵石的干擾,，找到古河道中基巖的凸岸呢,？

周軍團(tuán)隊使用了電阻率成像法。

岷江河道由水,、鵝卵石,、基巖構(gòu)成，三者之間具有明顯的導(dǎo)電性差異,。通過電阻率成像法,，測試地層的導(dǎo)電性特征，就可以得出岷江的水下地層結(jié)構(gòu),，建立三維模型,，發(fā)現(xiàn)凸岸，進(jìn)而找到金銀可能沉積的區(qū)域,。

為了提高精度,，對整個目標(biāo)水域進(jìn)行“無縫”掃描，需要盡量密集地進(jìn)行探測,。周軍介紹,，“橫江方向每隔10到20米一條電纜，順江方向每隔5到10米一條電纜,，一條電纜上要用96個電極,。”“每次有一正一負(fù)兩個電極向江里注入電流,，其他電極進(jìn)行觀測,。”

岷江水急,，往往剛布下的電纜就被水流沖跑帶歪了,，他們要給電纜拴上固定錨，“不然就S形的拐出去了”,。

以電阻率成像結(jié)果為基礎(chǔ),，結(jié)合兩棲雷達(dá)成果，探測團(tuán)隊成功測定了水下卵石層的厚度變化情況和基巖頂面的結(jié)構(gòu)起伏特征,。根據(jù)基巖的起伏變化情況，可以判斷河流深水區(qū)的空間位置變化情況,。

周軍介紹,，這種采用大規(guī)模漂纜式電阻率三維探測和成像，是國內(nèi)復(fù)雜水域環(huán)境下水下探測的首次大規(guī)模使用,。

三維“藏寶圖”

電阻率成像法給了大家初步的信心,，然而,，岷江河道中的彎道很多，有利于文物富集的凸岸也很多,，能不能進(jìn)一步縮小范圍,，從這些凸岸中找出可能性更大的地點呢？

以鐵質(zhì)兵器為例,，鐵的物理特性是磁性，假如江底有鐵器富集,，這個區(qū)域的磁性異常就會和周邊區(qū)域有差別,。但這些鐵器沉在江底，具體的異常變化幅度究竟如何,？沒有過研究先例,。

“最簡單的方法就是，模擬一下,，埋一些金屬下去測測看”,，探測團(tuán)隊用10公斤、20公斤,、30公斤重的鐵器,，埋到江底兩三米深的地方，再檢測能夠產(chǎn)生多大的磁性異常,?！昂唵蝸碚f，就是看看地底下有這個東西和沒這個東西有什么差別,?！?/p>

測量這些磁性異常需要高精度的設(shè)備，目前應(yīng)用最廣泛的磁性觀測儀器是質(zhì)子磁力儀,，通常被用于鐵礦勘探,。然而，江口沉銀的文物單體規(guī)模小,，且位于水下,，深埋在厚厚的卵石中，與觀測設(shè)備在空間上有一定距離,，其產(chǎn)生的響應(yīng)信號比較微弱,，用磁秤、質(zhì)子磁力儀等傳統(tǒng)設(shè)備很難識別,。

經(jīng)過比較,，他們采納了中國地質(zhì)調(diào)查局成都中心王永華教授的建議,，使用銫光泵磁力儀。這種美國生產(chǎn)的高精度設(shè)備,，測量精度極高,，能夠滿足需求。

通過前期模擬得出,，富集的金屬會在磁力儀上產(chǎn)生某種異常,，之后在實際的探測過程中，一旦產(chǎn)生類似的異常,，探測團(tuán)隊就有理由相信,，這里可能是金屬富集區(qū)。

他們模擬出的磁異常大概是十幾個納特（注：磁單位）到幾十個納特,，一次測量時,，水里突然出現(xiàn)了上千納特的磁異常，下水一看,，原來是盜挖者們遺棄的鐵架子,，“盜挖者下水挖寶時，會用繩子把自己拴在鐵架子上,，免得被水沖走”,。

尋找凸岸和尋找磁異常，雙管齊下,?！耙环矫妫鶐r結(jié)構(gòu)探測結(jié)果告訴我們,，哪里更有利于文物堆積,；另一方面，磁法等物理場的測量結(jié)果告訴我們,，哪里有富集的金屬產(chǎn)生異常響應(yīng),。”“我們希望看到的,，既是一個有利的地形結(jié)構(gòu),，又有金屬的相對富集，不同的方法和視角結(jié)合,，最后找到的地方是可能性最大的地方,。”

最后,，探測團(tuán)隊給考古隊繪制了三張圖,，一張三維的，指明哪里是凸岸,，一張平面的,，指明哪里有磁力異常，最后一張綜合的,，將兩者結(jié)合判斷,，“看出哪里指向性最明確”。

這三張圖,，堪稱張獻(xiàn)忠江底沉銀的“藏寶圖”,。

發(fā)掘出土的藏有銀錠的木鞘,，與史書記載的張獻(xiàn)忠藏寶方式相符。

2018年,，第二期考古挖掘基本按照探測團(tuán)隊探出的地點來進(jìn)行,，周軍表示，今年新發(fā)掘的文物主要出自他們劃定的凸岸里面,。而“這次考古挖掘的成果,，為我們的方法提供了佐證，也對我們的理論進(jìn)行了驗證,。我們的理論判斷是基本正確的,。”

圍堰挖寶

確定了在哪里挖,，接下來的問題就是,，該怎么挖？

文物在水下,，水下考古最慣常的方法是潛水深摸,，潛水員背著氣瓶下去，在水下尋找,，但這次,，“一看就知道沒法用傳統(tǒng)的氣瓶下去挖掘”，國家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心副研究員周春水說,。

周春水有著豐富的水下考古經(jīng)驗,，曾參與廣東南澳一號沉船發(fā)掘、遼寧丹東一號沉船調(diào)查和湖北均州古城調(diào)查等重大水下考古項目,。

周春水說,，這次與他以往參與的水下考古項目都不同，岷江水濁,，水中夾泥帶沙,，“下去以后基本上什么都看不到”。

潛水的另一個弊端是單次可發(fā)掘面積很小,，氣瓶的容量,，潛水員的體力,，都嚴(yán)格限制了工作時間，而文物散落江底,，分布的面積數(shù)以百萬平方米計,，靠潛水員去挖，不知要挖到何年何月,。

且考古和盜寶不同,，除了挖掘文物，還要對地質(zhì)水文狀況,，文物出土位置等信息進(jìn)行記錄,，需要一個相對穩(wěn)定的工作環(huán)境，岷江水流湍急,，還有安全方面的考慮,，“萬一人被沖走了怎么辦？”

多次現(xiàn)場考察后,，有人提出了圍堰,，把預(yù)備發(fā)掘的區(qū)域圍起來，圍堰內(nèi)水抽干,，露出河道,，再進(jìn)行考古挖掘，經(jīng)過專家論證,，這成了唯一可行的方案,。

在此之前，國內(nèi)尚無先例,，國外同行在發(fā)掘沉船或擱淺的船只時使用過圍堰,，但一條船長度有限，規(guī)模不會太大,，且國外的文獻(xiàn)資料對具體操作的技術(shù)問題講述粗略,，參考價值有限。

第一個難題是用什么材料來建圍堰,。最好的當(dāng)然是鋼筋混凝土，堰體牢固,，但造價太高,，且不易拆除。一旦岷江進(jìn)入豐水期,，一座鋼鐵圍堰佇立在河道里,，會阻擋水流，增加發(fā)生洪水的風(fēng)險。

退而求其次,，選擇砂石,。砂石成本相對較低，易于拆除,，到了豐水期,，可以把砂石運走，不影響行洪,。

這帶來了新的難題。砂石結(jié)構(gòu)松散,，考古挖掘項目領(lǐng)隊劉志巖說,，“我原來以為，圍完以后,，抽干水以后,，這里面就沒水了，但實際不是這個樣子的,，它還一直往里面滲水,，而且還有地下水滲出?！?/p>

圍堰約1公里長,，兩端寬度在130米到170米之間，占據(jù)約三分之一河道,，近十萬平方米的面積,，不可能處處放置抽水機。本來圍堰建成,，滿心歡喜地以為能開挖了,，卻又出現(xiàn)了滲水這個“絆腳石”，劉志巖急得上火,。

最后是大禹治水的故事啟發(fā)了他,，“光堵不行，還得疏導(dǎo)”,。他們順著地勢,，挖出兩條導(dǎo)流渠，把水引到地勢最低的地方,，再統(tǒng)一用抽水機排出,，滲水的問題迎刃而解。

劉志巖說,，圍堰式挖掘在國內(nèi)考古領(lǐng)域還是首創(chuàng),，是一種“開創(chuàng)性的嘗試”，對于以后進(jìn)行河流、灘涂考古都有借鑒作用,。

虛擬探方定位

出于安全和成本的考慮,，挖掘工作要在枯水期進(jìn)行，岷江每年的枯水期約為4個月,，考古挖掘從頭年的12月份開始,，到次年4月底必須結(jié)束。

正式挖掘開始后,，先由挖掘機挖掉大部分鵝卵石層,，再由人工用鋤頭、鐵鍬,、手鏟,，對剩下的一兩米富含文物的鵝卵石層和巖石層進(jìn)行清理。一發(fā)現(xiàn)文物,，用手鏟撥開表層土,，用噴壺沖干凈泥沙，再用海綿吸掉表面的水,。

每挖到一件文物,，都要進(jìn)行詳細(xì)的記錄。以前對文物的出土位置進(jìn)行記錄,，“就是用紙繪圖,，用尺子去量，哪里有文物,，就畫一個點,。”劉志巖說,，岷江河道寬廣,，文物數(shù)以萬計，再用人工測量的方法去做這個工作,，就不太現(xiàn)實,。

現(xiàn)在用的是RTK定位技術(shù)，“你就理解成GPS,，一件文物出土,，就有一個實時坐標(biāo)在總圖上顯示出來”，可以高效,、準(zhǔn)確地定位文物位置,。

劉志巖說：“我們這個行業(yè)常說的一句話，不是看你能挖到什么東西,，而是看你能從挖到的東西里得到多少信息,。”對大量的文物出土位置進(jìn)行分析后，“我們今年發(fā)現(xiàn)有兩個密集的區(qū)域,，很可能代表有兩艘沉船”,，這就為劃出當(dāng)年的戰(zhàn)場遺址范圍提供了很大的幫助。

挖掘過程中發(fā)現(xiàn)了大量的船釘,，但遺憾的是未能發(fā)現(xiàn)沉船,。國家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心副研究員周春水說，“如果下面是淤泥,，船沉下去還可能被掩埋起來,，但都是鵝卵石的話，船就沉不下去,，加上長年累月的江水沖擊,，就散掉了?！?/p>

傳統(tǒng)考古，一般要在挖掘現(xiàn)場用線隔出一個個探方（注：考古挖掘的基本單位,，一般是10米×10米的小格子）,，而此次由于進(jìn)行了測繪和定位，探方虛擬化,，每件文物出土,，就歸到某個虛擬探方內(nèi)，“不用再去拉線那么麻煩了”,。

每年考古挖掘結(jié)束后,，圍堰會被拆掉，江水會淹沒過來,，“你就再也不知道水和鵝卵石層下面是什么樣子的,，不知道文物是發(fā)現(xiàn)在什么樣的環(huán)境里?！?/p>

為此,，考古隊員們使用了無人機加載掃描儀進(jìn)行航拍，掃描完以后,，會生成一個三維圖像,，再把此前的文物出土位置坐標(biāo)加載進(jìn)去，“你不到現(xiàn)場,，也能看到一個直觀的,、立體的文物沉埋情況?！?/p>

蜀王金寶。這是國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)明代藩王金寶實物,。

兩年來,，兩期考古挖掘出土了大量文物，第一期3萬余件,，第二期1.2萬余件,，以金銀錠、金銀首飾為主,。其中,，第一期挖掘中發(fā)現(xiàn)的最為珍貴的文物是一個金封冊，長12厘米,、寬10厘米,、重730克，經(jīng)鑒定為國家一級文物,。第二期還發(fā)現(xiàn)了大量兵器,，最重要的發(fā)現(xiàn)是一枚蜀王金寶。這是國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)明代藩王金寶實物,。

西王賞功金幣,，是張獻(xiàn)忠對有戰(zhàn)功者的獎賞,。

還有大量金銀首飾出土，這也印證了民間傳說中張獻(xiàn)忠到民間大肆洗劫的說法,。比如有件銀飾,，“長4.7cm，厚0.09cm,，重1.79g,，氧化成灰黑色，三個銀環(huán)相連,，其中一只鑲嵌魚型配飾,。”有枚銀簪上刻著“常伴青絲發(fā),，白首不相離”,。做資料的女孩子們都圍上去感嘆，“太美了,，太浪漫了,！”

“從幾萬件文物中找到某一樣?xùn)|西，是很麻煩的事情”,，劉志巖介紹,，為了對海量文物進(jìn)行有效管理,，他們開發(fā)了一套電子化文物管理系統(tǒng)，為每件文物做了“身份證”,，通過掃描標(biāo)簽上的二維碼,，就會看到文物的完整信息。

巴蜀文化專家,、《張獻(xiàn)忠傳論》作者袁庭棟對文物資料的公布充滿期待,，“終于把四川的民間傳說通過考古發(fā)現(xiàn)給證實了?！彼J(rèn)為,，這次考古成果對研究明代的社會、經(jīng)濟(jì),、文化,、歷史有很大作用。

今年4月中旬,，江口沉銀遺址當(dāng)選2017年全國十大考古新發(fā)現(xiàn),，彭山江口沉銀博物館也正在積極籌建中。

4月22日,，在江口沉銀考古成果展上,，電子科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院院長胡光岷教授表示，這次探測工作的研究思路與技術(shù)創(chuàng)新在江口沉銀考古探測中取得了較好的成效,。“本次工作中所采用的新思路和新技術(shù)對于江河,、湖泊,、淺海灘涂環(huán)境中的地下探測具有十分重要的借鑒意義與推廣價值?！?/p>

新京報記者王婧祎實習(xí)生黃嘉秋

圖片均由受訪者提供