高密度电法不同排列方式的对比应用

王君伟

（山东科技大学地球物理学，山东 青岛 266590）

1 高密度电法原理特点

高密度电法的特点是，采用多电极高密度一次布设并实现了跑极和数据采集的自动化，因此相对于常规电阻率法有如下优点：

①电极布设一次完成，测量过程中无须跑极，因此可以防止因电极移动而引起的故障和干扰；②在一条剖面上，通过电极变换或数据转换可获得多种装置的ρs断面等值线图；③成本低、效率高。

1.1 温纳排列（α）

高密度电法野外施工中有多种排列方式，其中以温纳排列为文献中出现最多的排列方式。

图1 温纳排列（α）示意图

温纳排列（α）特点：测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同事向右移动，得到一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同事向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到一个倒梯形的断面。

我们采用重庆奔腾仪器出品的WGMD-9超级高密度电法系统进行高密度测量。

通过我们野外测量，发现温纳排列（α）存在有效层数较少，收尾过快的特点，此外随着LMN的增加异常会被削弱。

温纳排列（α）的MN与AB距离之比为LMN∶LAB=1∶3，造成LMN、LAB距离增长过快，减少了测量的层数与测点的数据量。以测点点距为5m为例，1层LMN=5m，10层LMN=50m，当20层时LMN已经到了100m而LAB仅为300m，这在常规电测深是不会出现的。

1.2 AMN与MNB排列

图2 AMN排列示意图

AMN与MNB排列：测量时，A不动，M与N逐点同时向右移动，随着A与MN距离的增加，增大MN的间距，得到一条滚动线；接着A、M、N向右移动一个电极，A不动，M与N逐点同时向右移动，随着A与MN距离的增加，增大MN的间距，得到另一条滚动线。通过设置仪器自动收尾，得到的测量结果为一个倒三角形或是倒梯形。MNB排列与AMN排列类似。

这种测量方式与常规三极直流电测深相似，因A与MN的距离是逐点增加，MN之间的距离随着A与MN中点O距离LAO的增加而增大，增大的幅度与三极直流电测深相似，所以层数大大增加了，而且收尾速度变慢，每层的测点变多，有效层数增加，有效深度增加。

2 应用实例

2.1 实例一

如下图3，某地高密度电阻率法找水，电极距3m，因受场地限制共布设了46根电极。采用了温纳排列（α）与MNB排列两种方式施工，其中了温纳排列（α）共采集15层数据，最大AO=25.5m；而MNB共采集39层数据，最大AO=112.5m。温纳排列（α）视电阻率等值线拟断面图对于本次找水工作指导意义不大，而MNB排列距离1号电极52m处存在一处条带状低阻异常，后经过钻探验证水量较好。

图3 温纳排列（α）与MNB排列方式视电阻率等值线拟断面图

2.2 实例二

如下图4，某地高密度电阻率法找水，电极距3m，共布设电极60根。对照温纳排列（α）与AMN排列发现：两装置均能反映出距离1号电极90m～120m处存在一视电阻率低阻异常，不过AMN装置对异常的深部形态反应的更好。我们根据AMN装置将钻孔布设在距离1号电极105m处，通过钻探验证从地表以下55m开始出水，水量较好。

2.3 实例三

如下图5，某地高密度电阻率法采空区勘查，通过该地地质资料得知采空区为视电阻率低阻的特征。在距离1号电极170m，AO在-90到-110处圈定一低阻异常，在170号点布设钻孔，后经过钻探验证从地下33.71m到55.97m为采空区，实际深度用AO/2来计算，这一经验系数也基本适用于该工区的其他高密度电阻率法剖面。

图4 温纳排列（α）与AMN排列方式视电阻率等值线拟断面图

图5 AMN排列视电阻率等值线拟断面图

3 结语

从常规的直流电测深到高密度电法，再从高密度电法的温纳排列（α）到AMN、MNB排列，我们在很多项目中做了对比，我们认为高密度电阻率法AMN或MNB排列较其他排列对异常的水平位置及垂向的变化反应更加好，对后期的钻探施工的具有更好指导意义。

物探工作本就是多解的，方法是多样的，只有真正的掌握每种方法的原理及优缺点，然后根据具体野外情况实施相应的方法，才能更好的为项目中服务。