高密度电阻率法
出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第128页（2978字）
10．6．1 基本原理
高密度电阻率法(High Density Resistivity Method)的基本原理与传统的电阻率法完全相同，是以岩(矿)石的电性差异为基础，研究在供电电场作用下地下传导电流的分布规律，从而达到勘探地质体的目的。高密度电阻法工作时，将数十根电极一次性布设完毕，每根电极既是供电电极又是测量电极。通过程控式多路电极转换器选择不同的电极组合方式和不同的极距间隔，从而完成野外数据的快速采集。图10－1为高密度电阻率法测点分布示意图。当电极排列间距为△x时，测量电极距α=n·△x，依次取n=1，2，…，每个极距依固定的装置形式逐点由左至右移动来完成该极距的数据采集。对某一极距而言，其结果相当于电阻率剖面法，而对同一记录点处不同极距的观测又相当于一个电测深点。高密度电阻法实际上就是电阻率剖面法和电阻率测深法的组合。
在高密度电阻率法基础上，采用空间波数滤波可以消除静态影响，但同时也会滤去有用异常，因此产生了高分辨所谓的地电阻率法Bristow法。这是一种采用单极－偶极的装置，通过“多次覆盖”消除静态效应。工作时由不同的电流电极供电，在相应的电位电极观测异常，实现了对每个分析分辨单元的多次覆盖测量。根据等位壳层反映异常的原则，观测的电位异常应反映以电流电极为中心、电位电极到电流电极的距离为半径的圆弧上的分析分辨单元，通过交汇法可确定异常反映的地质体的形态，这是一种探测洞穴的有效技术。
图10－1 电极排列方式及观测点分布示意图
10．6．2 观测方法
高密度电阻率法可以根据不同的勘探对象和地质条件选择不同的装置形式或组合，其常见的电极装置有温纳四极、偶极和微分装置，电极组合方式见图10－2。
图10－2 电极组合方式
其装置系数依次为：
Kα=2π·△x
Kβ=6π·△x (10．15)
Kγ=3π·△x
视电阻率计算公式为：
(10．16)
此外，根据需要也可增设无穷远极，进行联合三极测量，相应的视电阻率计算公式为：
(10．17)
其中：K=4π·△x
10．6．3 技术要求
(1)根据不同的勘探对象、地质及地形条件来选择相应的测量装置。一般而言，不同装置对地质体的异常反映具有不同的特点：①相对而言，温纳四极分辨力较低，而偶极、微分和联合三极分辨能力较高；②温纳四极受地形起伏、地表不均匀等干扰影响较小，而其他三种不对称电极影响较大；③异常幅度偶极法最大，联合三极和微分法次之，温纳四极最小；④勘探深度温纳四极最大，偶极、微分装置次之，联合三极最小；⑤异常形态温纳四极简单，伴随异常较小，偶极、微分法随极距变化伴随异常相对较明显，联合三极亦然。
(2)测线的布设应垂直勘探目标走向，尽量选择地形平坦且覆盖较均匀的地段。极距的选择要保证最大隔离系数AB／2大于勘探目标埋深的1．5倍。
10．6．4 数据处理方法
(1)可根据实际情况剔除隔离系数较小的数据，以减小地表不均的影响。一般情况下，随机跳变的数据应剔除掉，由于某根电极接地不好引起的不同隔离系数的数据有规律的突变也应予以剔除。
(2)设计滤波器有四个非零权系数，依次为0．12、0．38、0．38、0．12，滤波长度L=3n+1(其中n为隔离系数)。在滤波时，总是把这四个非零权系数放在四个活动电极对应的测点上，在电极之间的测点插入零权系数。
(3)为了突出异常的相对变化，可采用统计处理方法、比值计算方法以及二维反演方法。
10．6．5 资料解释原则
(1)异常的定性解释
分析对比各种参数断面图，正确区分正常场和异常场；根据参数等值线梯度变化密集程度确定异常大致分布特征。
(2)异常的定量解释
定量解释的方法主要有特征点法、数值模拟法等。解释的目标体与围岩电阻率都应较均匀，对于几何形态近似为规则体(球、柱、板状等)的，可采用经验公式确定其规模及埋深。对于不规则勘探对象，可利用二维反演方法进一步确定异常源的空间分布特征。
(3)地质推断解释
合理利用定性解释和定量解释的结论，结合地质情况，最终作出地质推断解释。
10．6．6 成果表达形式
(1)各种参数(
、
、
以及其他方法处理对应之参数)的等值线断面图；
(2)各种参数的分级断面图(灰阶图)；
(3)各种参数不同隔离系数的剖面图。
10．6．7 仪器设备
高密度电阻率法仪器设备见表10－2。
【参考文献】：
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李金铭，罗延钟．1996．电法勘探新进展，北京：地质出版社
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