Геофизическое исследование кургана Хунну могильника Ноин-Ула (Северная Монголия)

Наблюдения выполнялись по профилям, расстояние между которыми составляло: на первом участке – 0,5 метра, а на втором участке – один метр. Интервал между замерами был равен 0.1 секунды, что соответствовало в среднем расстоянию 10 см вдоль профиля при движении оператора со средней скоростью 1 м/сек .

Результаты магнитного картирования и анализ полученных данных. Участок 1. Результаты съемки представлены двумя картами с разной степенью разрешения. На первой карте изолинии в интервале малых значений магнитного поля проведены через 1 нТл, на второй карте – через 5 нТл. Выделяются 2 наиболее интенсивные магнитные аномалии с размерами до 2 – 3 метров, источниками которых являются сильнона-магниченные объекты. Из аномалий с относительно слабой интенсивностью (до нескольких нТл на рис. 1) выделяются две – три, которые своей формой и размерами напоминают те, которые ранее мы наблюдали над древними захоронениями в Западной Сибири [Дядьков, Молодин, Чемя-кина и др., 2005, с. 304-309], но нехарактерное для хуннских захоронений расположение длинной оси магнитных аномалий по направлению запад – восток не позволило причислить их к захоронениям. Поскольку интерпретация этих аномалий указывала на близкое расположение их источников к поверхности, в этих местах были организованы раскопки, которые подтвердили предварительно сделанные выводы. Источниками этих аномалий оказались большие камни.

Участок 2. На рис. 1 представлена магнитная карта, полученная в результате проведенной съемки. Курганное сооружение выделяется весьма отчетливо в связи с тем, что в каменной кладке присутствуют камни с высокой намагниченно стью. Частично погребенные почвенным слоем стены основного сооружения и дромоса хорошо проявляются в магнитном поле как в виде положительных, так и отрицательных аномалий. Грабительской яме соответствует отрицательная аномалия с размерами 4 х 5 м.

Наличие наряду с положительными также высокоинтенсивных отрицательных аномалий может иметь два объяснения. Во-первых, это может указывать на присутствие в горной породе большого процента остаточной намагниченности, при этом суммарный вектор для отдельных камней может быть развернут относительно направления современного магнитного поля вплоть до противоположного направления. Вторым объяснением могут служить неровности рельефа вдоль профилей съемки и низкое расположение нижнего датчика градиентометра относительно камней в кладке на некоторых участках профиля.

Факт наличия достаточно большого количество сильнонамагниченных камней в кладке кургана на этом участке может ставить вопрос о возможности специального подбора древними строителями более магнитных и крепких камней для сооружения кургана. Однако для ответа на этот вопрос требуются более детальные исследования.

'И нТл

Рис. 1. Магнитная карта участка 2 (курган), полученная в результате магнитной съемки градиентометром G-858. Значения изолиний магнитного поля приведены в нанотеслах (нТл).

Определение магнитной восприимчивости горных пород. Для определения физической природы регистрируемых аномалий важно знание магнитных свойств грунтов и горных пород исследуемого участка. Как на первом, так и на втором участке были зарегистрированы достаточно ин-

Рис. 2. Карта (кургана) построена прибором ЭМС на частоте 15.6 КГц.

тенсивные аномалии, источниками которых оказались валуны и обломки скальных пород, погребенные в почве.

Нами был отобран образец породы, которой был сложен один из таких сильнонамагниченных обломков. Замеры магнитной восприимчивости этого образца, выполненные в Новосибирске с помощью каппометра МП-01, показали, что его магнитная восприимчивость составляет ~ 0,004 – 0,006 единиц СИ. Используя эти данные, методом решения прямой задачи были выполнены расчеты аномальных магнитных полей, вызываемых подобными объектами. Расчеты показали, что наблюдаемые интенсивные магнитные аномалии (порядка нескольких сотен нТл) совпадают с расчетными, и, таким образом, высокоамплитудные аномалии на обоих участках съемки действительно были вызваны валунами или обломками, состоящими из пород подобного состава.

Параллельно было проведено исследование этого же кургана с применением аппаратуры частотного электромагнитного зондирования ЭМС. Ранее с помощью этого прибора успешно изучались ряд археологических памятников Новосибирской области (городище Чича-1; Барсучий лог; Умревинский острог и др.), Самарской области (Ташолка), Алтайского края (Денисова, Усть-Канская пещеры, палеолитические стоянки), Горного Алтая и Монголии (Пазырыкские курганы) [Балков, Манштейн, Че-мякина, 2006, с. 43-50].

Методика. Аппаратура. Аппаратурно-программный комплекс электромагнитного индукционного частотного зондирования (ЭМС) разработан в лаборатории электромагнитных полей Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск. Наземный переносной аппаратурно-программный комплекс ЭМС предназначен для дистанционного исследования объемного распределения удельной электропроводности верхнего слоя почвы на глубинах до 10 метров.

Аппаратура ЭМС реализует метод электромагнитного индукционного частотного зондирования и представляет собой трехкатушечный зонд. Генераторный контур излучает электромагнитное поле на 14 частотах в диапазоне от 2.5 кГц до 250 кГц. Аппаратурой измеряются квадратурная и синфазная составляющие разностной э.д.с., индуцированной вихревыми токами, текущими в среде.

Результаты электромагнитного частотного зондирования и анализ полученных данных. Карта (рис. 2) построена прибором ЭМС на частоте 15.6 КГц. На остальных частотах картина не такая выраженная, или совсем отсутствует. Построения выполнены в единицах, нормированных на ток в генераторе и квадрат рабочей частоты. В низкочастотном диапазоне такие нормированные сигналы пропорциональны удельной электрической электропроводности. На карте хорошо видны контрастные по удельной электрической электропроводности области, соответствующие структуре могилы. Темным цветом обозначены более проводящие части среды, а светлым – области с низкой удельной электропроводностью. Для большинства археологических памятников характерен контраст физических параметров (таких как электропроводность и намагниченность) различных фракций грунта, который может быть вызван результатом человеческой деятельности и техногенного вмешательства. В частности, на данной карте области с пониженной электропроводностью соответствуют каменным стенам кургана и стенам дромоса (коридора). Также на карте, сделанной ЭМС-ом, в отличие от магнитной карты, видна перегородка в дромосе, что соответствует археологическим представлениям о данных курганах.

Оба метода геофизического исследования кургана хунну оказались продуктивными и дополняющими друг друга. С их помощью стало возможным проследить во всех деталях скрытую под землей каменную конструкцию погребального сооружения, что является очень важной информацией перед началом археологического изучения памятника.