高密度電法不同排列方式的對比應用

王君偉

（山東科技大學地球物理學，山東 青島 266590）

1 高密度電法原理特點

高密度電法的特點是，采用多電極高密度一次布設并實現了跑極和數據采集的自動化，因此相對于常規電阻率法有如下優點：

①電極布設一次完成，測量過程中無須跑極，因此可以防止因電極移動而引起的故障和干擾；②在一條剖面上，通過電極變換或數據轉換可獲得多種裝置的ρs斷面等值線圖；③成本低、效率高。

1.1 溫納排列（α）

高密度電法野外施工中有多種排列方式，其中以溫納排列為文獻中出現最多的排列方式。

圖1 溫納排列（α）示意圖

溫納排列（α）特點：測量時，AM=MN=NB為一個電極間距，A、B、M、N逐點同事向右移動，得到一條剖面線；接著AM、MN、NB增大一個電極間距，A、B、M、N逐點同事向右移動，得到另一條剖面線；這樣不斷掃描測量下去，得到一個倒梯形的斷面。

我們采用重慶奔騰儀器出品的WGMD-9超級高密度電法系統進行高密度測量。

通過我們野外測量，發現溫納排列（α）存在有效層數較少，收尾過快的特點，此外隨著LMN的增加異常會被削弱。

溫納排列（α）的MN與AB距離之比為LMN∶LAB=1∶3，造成LMN、LAB距離增長過快，減少了測量的層數與測點的數據量。以測點點距為5m為例，1層LMN=5m，10層LMN=50m，當20層時LMN已經到了100m而LAB僅為300m，這在常規電測深是不會出現的。

1.2 AMN與MNB排列

圖2 AMN排列示意圖

AMN與MNB排列：測量時，A不動，M與N逐點同時向右移動，隨著A與MN距離的增加，增大MN的間距，得到一條滾動線；接著A、M、N向右移動一個電極，A不動，M與N逐點同時向右移動，隨著A與MN距離的增加，增大MN的間距，得到另一條滾動線。通過設置儀器自動收尾，得到的測量結果為一個倒三角形或是倒梯形。MNB排列與AMN排列類似。

這種測量方式與常規三極直流電測深相似，因A與MN的距離是逐點增加，MN之間的距離隨著A與MN中點O距離LAO的增加而增大，增大的幅度與三極直流電測深相似，所以層數大大增加了，而且收尾速度變慢，每層的測點變多，有效層數增加，有效深度增加。

2 應用實例

2.1 實例一

如下圖3，某地高密度電阻率法找水，電極距3m，因受場地限制共布設了46根電極。采用了溫納排列（α）與MNB排列兩種方式施工，其中了溫納排列（α）共采集15層數據，最大AO=25.5m；而MNB共采集39層數據，最大AO=112.5m。溫納排列（α）視電阻率等值線擬斷面圖對于本次找水工作指導意義不大，而MNB排列距離1號電極52m處存在一處條帶狀低阻異常，后經過鉆探驗證水量較好。

圖3 溫納排列（α）與MNB排列方式視電阻率等值線擬斷面圖

2.2 實例二

如下圖4，某地高密度電阻率法找水，電極距3m，共布設電極60根。對照溫納排列（α）與AMN排列發現：兩裝置均能反映出距離1號電極90m～120m處存在一視電阻率低阻異常，不過AMN裝置對異常的深部形態反應的更好。我們根據AMN裝置將鉆孔布設在距離1號電極105m處，通過鉆探驗證從地表以下55m開始出水，水量較好。

2.3 實例三

如下圖5，某地高密度電阻率法采空區勘查，通過該地地質資料得知采空區為視電阻率低阻的特征。在距離1號電極170m，AO在-90到-110處圈定一低阻異常，在170號點布設鉆孔，后經過鉆探驗證從地下33.71m到55.97m為采空區，實際深度用AO/2來計算，這一經驗系數也基本適用于該工區的其他高密度電阻率法剖面。

圖4 溫納排列（α）與AMN排列方式視電阻率等值線擬斷面圖

圖5 AMN排列視電阻率等值線擬斷面圖

3 結語

從常規的直流電測深到高密度電法，再從高密度電法的溫納排列（α）到AMN、MNB排列，我們在很多項目中做了對比，我們認為高密度電阻率法AMN或MNB排列較其他排列對異常的水平位置及垂向的變化反應更加好，對后期的鉆探施工的具有更好指導意義。

物探工作本就是多解的，方法是多樣的，只有真正的掌握每種方法的原理及優缺點，然后根據具體野外情況實施相應的方法，才能更好的為項目中服務。