高密度电阻率法在古墓探测中的应用及启示

□张欣早在20世纪60年代,我国就有用地球物理方法探查古墓的先例。

经过半个多世纪的实践应用,现已发展到将遥感、电法、磁法、探地雷达和水下声纳等多种地球物理探测手段应用到考古勘探中。

物探考古在一定程度上克服了传统“洛阳铲”难以解决的砾石层和水位层等地层困难,同时实现了考古界“无损探测地下文物”的愿望。

一、晋阳古城简述晋阳古城遗址位于太原市东、西两山之间的广大地区,由城池区域、古墓葬区域、宗教祭祀区域组成。

城池区域东西长4750米,南北宽3750米,面积约20平方公里。

地面现存遗迹有西墙残垣、西南城角、宫城基址等。

对晋阳古城遗址进行深入研究,确定其历史时期,对太原历史、山西历史有着重要的科学意义。

运用现代地球物理方法辅助洛阳铲勘探研究晋阳古城遗址也适应时代的需要。

二、高密度电阻率法在古城勘探中的尝试1.高密度电阻率法简介高密度电阻率法是一种阵列勘探方法。

是把很多电极同时排列在测线上,通过对电极自动转换器的控制,实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合,从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。

对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像,可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件,从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。

其原理与普通电阻率法相同,所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。

其工作原理如图一所示。

此次高密度电法野外工作使用的仪器为E60M 型高密度电法工作站,它是一种新型的电法仪。

仪器采用程控方式进行数据的采集和电极控制,采集的数据以图像的形式实时显示在屏幕上,以便随时可以监控资料的质量。

2.古城城墙物性晋阳古城城墙为夯土墙,地表仅有少量残存,但地下保留有大量的墙基。

在其营造过程中,土质材料经层层夯打,其密度产生了变化。

加之夯土中又可能人为掺杂着一些物质(如陶片、烧土颗粒等),其结构与硬度等发生一定的变化,与周围土质有一定的差异。

高密度电阻率法及其在工程勘查中的应用摘要：本文简要介绍了高密度电阻率法的发展、基本工作原理、野外工作方法和室内资料处理方法，以实例说明高密度电阻率法在工程勘查的工作应用，阐明充分研究工作区地质及地球物理条件，恰当选用物探方法，合理进行工作部署，从而取得良好的勘查效果的工作思路。

关键词：高密度电阻率法；电阻率；温纳装置；偶极装置；RES2DINV二维高密度电法反演软件1 高密度电阻率法的概述高密度电阻率法又称为电阻率影像法。

该方法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。

高密度电法的基本设计思想在上世纪七十年代末就由英国的地球物理工作者提出了。

英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式。

八十年代中期，日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集，只是由于整体设计的不完善性，这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。

八十年代后期，我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究，从理论与实际结合的角度，进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题、研制成了几种类型的仪器。

近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。

2 工作原理与仪器简介2.1 高密度电阻法的基本工作原理高密度电阻率法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同，是以地壳中不同岩（矿）石的电阻率差异为基础，通过观测和研究人工电场的分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一种电法勘探方法。

将直流电送入地下，在地下即可建立起人工电场。

如果在电场控制的范围内存在不同的导电岩（矿）石时，它们就会影响正常电场的分布，使正常电场产生畸变。

讨论高密度电阻率法在地质勘探中的应用随着勘探技术的不断发展，电阻率法技术也随之提高，现已被广泛用到地质勘探当中。

其中，高密度电阻率法具有很多优点，譬如获取信息大而且速度快，测点密度高及分辨率高等，在现如今地质勘探的使用当中，取得了较为理想的效果，因此这种勘探方法应该逐步进行推广，使之合理被使用。

标签：高密度;电阻率发;地质勘探;应用一、前言高密度电阻率法是在常规直流电法的基础上通过观测系统的电极排列而形成的一种直流电法勘探新技术。

通过对电极装置位置的改变，收集水平和垂直方向上地质体的相对视电阻率，通过视电阻率的差异反演出地下地质体的分布情况，从而帮助解决不同的地质问题。

相对于常规电阻率方法，高密度电阻率法具有以下优点：电极布设一次完成，这使数据采集系统有较高精度和抗干扰能力;能进行多种电极方式的测量，获得的资料更加丰富;野外数据采集、收录实现了自动化和智能化;数据处理、成像显示实时一体化。

随着经济的不断发展，高密度电阻率法被推广到许多地质工程领域，由于其应用范围广泛，物理勘探技术为国家经济发展做出了有力贡献，因此它和人们的生活密切先关，其作用也不可忽视。

二、高密度电阻率法及其工作原理1、高密度电阻法高密度电阻法已被国内外广泛运用于各种领域，譬如，隧道开挖方案可行性、堤坝隐患监测、污染物侵蚀分布、高速公路勘探及地下水位探测等方面，而且许多专家先后都做了深入研究，结果说明高密度电阻法在这些领域当中，为其提供了准确实际意义上的服务，起到了良好的效果，因此其重要性不言而喻。

2、高密度电阻法的工作原理高密度电阻率法根据现场环境地质调查及水文工程需要而研制开发出的一种电探探测系统，见图1，包括数据的采集、资料处理两部分。

高密度电阻率法实现了数据的快速采集与分析处理，从而改变了电法勘探的传统的低效运作模式，大幅度提高了工作效率，勘探的智能化程度向前迈进了一步。

高密度电阻率法与常规直流电法相同，以探测地下目标体与围岩间电性导差异为基础的一种地球物理勘探方法。

浅析高密度电阻率法在工程勘察中的应用摘要：本文就高密度电阻率法在工程勘察中的应用为课题，对其高密度电阻率法在工程勘察应用中的工作流程以及高密度电阻率法的施工的制约因素进行了分析探讨，并阐述了高密度电阻率法的实际应用。

关键词：高密度电阻率法；工程勘察；应用引言高密度电阻率法测试工作，为工程地质勘察提供必要的地球物理依据，查明地层分布情况，确定相应沟谷覆盖层厚度，具有多电极高密度一次布极并实现了反演成像、数据采集的自动化、跑极等特点,在地质勘察以及采空区调查等方面,都发挥着重要的作用,并能取得良好的效果。

一、高密度电阻率法的原理高密度电法是一种阵列式勘探方法，布设在地面的若干根电极一次性布设完成，布设完成后由仪器自带的计算机控制进行数据采集，它与常规电法相比，高密度电法数据实现了自动化或半自动化的数据采集，大大提高了工作效率。

高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法基本相同，它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法。

高密度电法的勘查基础和前提是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样它通过A，B电极向地下供电流I，然后在M，N极之间测量电位差△U，从而可求得该点M，N之间（一般是MN的中点位置）的视电阻率，根据实测的视电阻率剖面数据，由专业反演软件进行反演计算和成图，便可获得地层中的视电阻率图像分布情况。

由多路电极转换器、电极系、主机三个部分组成了高密度电法数据采集系统。

通过电缆，多路电极转换器控制电极系各电极的供电与测量状态；主机通过通信电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令，向电极供电并接收、存储测量数据。

高密度电阻率法的工作方法一套完整的高密度电阻率法系统包括数据采集系统和资料处理系统二部分，数据采集系统在野外现场工作时，只需要将全部的电极设置在一定间隔距离的测点上，为了兼顾效率和勘查精度，观测点间距一般为0.5米到10米，其观测密度远比常规的电阻率法大得多。

高密度电阻率法数据采集系统有不同的布极和跑极方式，它们的共同特点是各电极点保持一定排列顺序通过距离的不断变化沿测线移动，逐点观测电位差ΔUMN、供电电流I，并算出视电阻率ρs ，通过反演得到模型电阻率断面图。

古遗址物探方法
1. 地磁法：通过测量地球磁场的变化来探测地下的磁性物体，如城墙、古墓等。

这种方法可以确定遗址的位置、范围和深度。

2. 电阻率法：利用地下介质电阻率的差异来探测地下的结构体，如古墓、地窖等。

这种方法可以提供遗址的结构信息。

3. 地震法：通过产生人工地震波并测量其传播速度和反射情况，来探测地下的地质结构和物体。

这种方法可以用于探测大规模的古遗址。

4. 电磁法：利用电磁波在地下传播的特性来探测地下的导体或磁性物体，如金属器物、古墓等。

这种方法可以提供遗址内物体的分布信息。

5. 探地雷达法：使用高频电磁波来探测地下的介质分层和物体，如古墓、城墙等。

这种方法可以提供遗址的高分辨率图像。

6. 放射性测量法：通过测量地下放射性同位素的分布来探测古遗址，如放射性碳定年法可以确定遗址的年代。

在实际应用中，这些方法通常需要结合使用，以获取更全面和准确的信息。

此外，物探方法还需要与考古学、地质学等学科相互配合，进行综合分析和解释。

高密度电阻率法在地质灾害勘查中的应用研究【摘要】本文介绍了高密度电阻率法在地质灾害勘查中的方法技术,通过高密度电阻率法在甘肃省天水市北山中梁地质灾害勘查、甘肃省舟曲县巴藏乡中心小学新校园地基下古采金洞探测实例，简要介绍了高密度电阻率法在地质灾害勘查中的应用研究。

【关健词】高密度电阻率法地质灾害勘查方法技术应用效果一、引言在地质灾害治理工作中，经常需要对存在地面塌陷、山体滑坡等地质灾害隐患地段进行工程勘查，准确地确定地下空洞、滑动面(带)的分布及埋深等情况，为治理方案设计提供依据。

进行工程勘查的传统手段主要为钻探，但这种方法费时、费力和不经济。

常规物探方法，如高密度电阻率法、浅层地震、探地雷达等，具有成本低，效率高，信息丰富，解释方便等特点，在地质灾害勘查中是一种有效技术方法。

下面浅述高密度电阻率法在地质灾害勘查治理中的应用效果。

二、方法技术多功能数字直流激电仪（WDJD-3）为测控主机，配以多路电极转换器（WDZJ-3）构成高密度电阻率测量系统（见插图1）。

插图1高密度电阻率测量系统示意图1、装置高密度电阻率法实质上纯属直流电阻率法，其基本原理与直流电阻率法相同。

高密度电阻率测量系统支持18种测量装置，其中,α排列适用于固定断面扫描测量，A-MN-B等适用于变断面连续滚动扫描测量，这两种为最常用的测量装置。

α排列（温纳装置AMNB）:该装置采用固定断面扫描测量，电极排列如下：插图2固定断面扫描测量测点分布示意图测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N 逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。

A-MN-B四极测深排列：该装置采用变断面连续滚动扫描测量，电极排列如下：插图3变断面连续滚动扫描测量测点分布示意图测量断面为矩形，测量时，M、N不动，A 逐点向左移动，同时B 逐点向右移动，得到一条滚动线；接着A、M、N、B同时向右移动一个电极，M、N 不动，A 逐点向左移动，同时B 逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。

高密度电阻率法在考古勘探中的应
用
高密度电阻率法是一种广泛应用于考古勘探的地球物理测量方法，它是利用电阻率和电导率测量地下介质的绝缘性、导电性及其变化情况，以及地表及地下结构形态来探测考古遗迹的一种方法。

高密度电阻率测量是在某一特定空间尺度上向地下发出电场，利用电流流经地下介质时，随着地下介质的不同，会产生电阻率和电导率的差异，从而获得地下介质电性参数的变化情况，从而探测考古遗迹的信息。

高密度电阻率法主要使用的测量装置为高密度电阻率仪，它可以测量地下介质的电阻率或电导率，根据电阻率和电导率的变化状况，可以推断出地下介质的结构特征。

通过高密度电阻率法，可以探测到考古遗迹周边的地下介质特征，通过对比地下介质的电性参数变化，可以识别出考古遗迹的类型和位置，从而为考古发掘提供更多的参考信息。

高密度电阻率法在考古勘探中的应用有很多，它不仅可以帮助考古学家识别出遗址的类型和位置，而且可以有效地测量考古遗址的大小和深度，还可以检测出墓葬位置
的深度，以及墓葬的附属物，如墓室、围墙、护墓石等。

此外，高密度电阻率法还可以检测出考古遗迹内部的地下水，以及地下遗迹所处地层的结构特征，从而为进一步发掘考古遗迹提供依据。

高密度电阻率法具有测量快速、精度高、成本低、可以大范围测量等特点，因此在考古勘探中也是被广泛使用的一种技术手段。

相对于传统的地质勘探技术手段，高密度电阻率法能够更好地检测出地下介质的结构特征，从而更加准确的发现考古遗迹的位置和形态，在考古发掘中发挥着重要作用。

总之，高密度电阻率法是一种在考古勘探中被广泛应用的物理测量技术，它可以有效地检测出地下介质的结构特征，从而帮助考古学家准确发掘考古遗迹。