地球物理勘探-電磁法課件

1、第六節(jié)地磁感應(yīng)類電法：電磁剖面法、電磁測(cè)深第六節(jié)地磁感應(yīng)類電法：電磁剖面法、電磁測(cè)深法法1、電磁法理論基礎(chǔ)、電磁法理論基礎(chǔ) 交變電磁場(chǎng)中巖礦石電磁學(xué)性質(zhì)：交變電磁場(chǎng)中巖礦石電磁學(xué)性質(zhì)：傳導(dǎo)電流：與電阻率傳導(dǎo)電流：與電阻率有關(guān)。有關(guān)。位移電流：與介電常數(shù)位移電流：與介電常數(shù)有關(guān)。有關(guān)。磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率: 真空中真空中4 10-7H/m介電常數(shù)介電常數(shù)：真空中：真空中8.85 10-12F/mEDHBtEEjjjD 均勻交變電磁場(chǎng)在導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播均勻交變電磁場(chǎng)在導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播:麥克斯韋方程組：麥克斯韋方程組： 式中：式中：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，為磁場(chǎng)強(qiáng)度，E為電場(chǎng)強(qiáng)度，為電場(chǎng)強(qiáng)度，D為電位移，為電位移，B

2、為磁為磁 感應(yīng)強(qiáng)度，感應(yīng)強(qiáng)度，j為傳導(dǎo)電流密度，為傳導(dǎo)電流密度，q為自由電荷，為自由電荷， dD/dt為位移電流密度。為位移電流密度。qDBtBEtDjH0EDHBEj 在電法勘探中，導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)：在電法勘探中，導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)：可得電極方程：可得電極方程：高頻場(chǎng)、高阻介質(zhì)，上式右端第一項(xiàng)可忽略。這時(shí)方程變高頻場(chǎng)、高阻介質(zhì)，上式右端第一項(xiàng)可忽略。這時(shí)方程變?yōu)榧儾▌?dòng)型的。為純波動(dòng)型的。低頻場(chǎng)、良導(dǎo)介質(zhì)，上式右端第二項(xiàng)可忽略，方程變?yōu)闊岬皖l場(chǎng)、良導(dǎo)介質(zhì)，上式右端第二項(xiàng)可忽略，方程變?yōu)闊醾鲗?dǎo)型的（或擴(kuò)散性的）傳導(dǎo)型的（或擴(kuò)散性的）。0 D222222tEtEEtHtHH由此可見，在導(dǎo)電的強(qiáng)吸收介質(zhì)中，電磁擾

3、動(dòng)的傳播是不由此可見，在導(dǎo)電的強(qiáng)吸收介質(zhì)中，電磁擾動(dòng)的傳播是不按波動(dòng)規(guī)律的，而是按著擴(kuò)散規(guī)律傳播的。按波動(dòng)規(guī)律的，而是按著擴(kuò)散規(guī)律傳播的。 2、地下交變電磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地下交變電磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) a、諧變場(chǎng)的傳播：、諧變場(chǎng)的傳播： 諧變場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：諧變場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：諧變場(chǎng)是頻率域法中諧變場(chǎng)是頻率域法中常用的波場(chǎng)。其中場(chǎng)強(qiáng)、電流密度以及其它量常用的波場(chǎng)。其中場(chǎng)強(qiáng)、電流密度以及其它量均按余弦或正弦規(guī)律變化。均按余弦或正弦規(guī)律變化。titieEEeHH00諧變場(chǎng)的傳播：諧變場(chǎng)的傳播：其微分方程其微分方程亥姆霍茲齊次方程亥姆霍茲齊次方程 式中式中k稱為波數(shù)（或傳播系數(shù)）。稱為波數(shù)（或傳播系數(shù)）。 在

4、導(dǎo)電介質(zhì)中忽略位移電流時(shí)：在導(dǎo)電介質(zhì)中忽略位移電流時(shí)：EkEHkH2222iiqk22在不同介質(zhì)的分界面上，即在在不同介質(zhì)的分界面上，即在 或或 出現(xiàn)不連續(xù)出現(xiàn)不連續(xù)處，滿足邊界條件：處，滿足邊界條件： 腳標(biāo)腳標(biāo) t 表示切向分量，表示切向分量，n 表示法分量。表示法分量。nnnnttttBBEDHHEE21212121 諧變場(chǎng)的激發(fā)：諧變場(chǎng)的激發(fā)：借肋于交流電的發(fā)射裝置，如振蕩器、借肋于交流電的發(fā)射裝置，如振蕩器、 發(fā)電機(jī)等，在地中及空氣中建立諧變場(chǎng)。激發(fā)方式一發(fā)電機(jī)等，在地中及空氣中建立諧變場(chǎng)。激發(fā)方式一般為接地式的和感應(yīng)式。般為接地式的和感應(yīng)式。接地式：與直流電法一樣利用接地式：與直流電

5、法一樣利用A、B供電電極將交流電源供電電極將交流電源 直接接到大地，激發(fā)出交變電磁場(chǎng)。直接接到大地，激發(fā)出交變電磁場(chǎng)。感應(yīng)式：在地表敷設(shè)通有交變電流的不接地回線或者多匝感應(yīng)式：在地表敷設(shè)通有交變電流的不接地回線或者多匝 的小型發(fā)射線圈的小型發(fā)射線圈磁偶極子，激發(fā)出交變電磁偶極子，激發(fā)出交變電 磁場(chǎng)。磁場(chǎng)。諧變場(chǎng)激發(fā)方式諧變場(chǎng)激發(fā)方式 均勻大地表面上諧變偶極子場(chǎng)源的電磁場(chǎng)：均勻大地表面上諧變偶極子場(chǎng)源的電磁場(chǎng)：x、y軸軸位于水平面內(nèi)，位于水平面內(nèi)，z軸向下，在電阻率為軸向下，在電阻率為的均勻大地表面上：的均勻大地表面上： 式中式中I0、K0、I1、K1為貝塞爾函數(shù)，為貝塞爾函數(shù)，r為收為收-發(fā)距

6、，發(fā)距，k為傳播系數(shù)，為傳播系數(shù)，PE為電偶極距，為電偶極距， 為為r方向與方向與x軸的夾角。軸的夾角。3)33(1sin2)(sin2)sin41(2)(8cossin40cossin23)1 (2cos3222240110211220110113323krEzEyExzEykrExerkkrkrPHKIKIkrKIrPHKIKIkrKIrPHErPEekrrPE b、平面電磁波的傳播：、平面電磁波的傳播： 平面電磁波的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：平面電磁波的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在無限均勻介質(zhì)中，在無限均勻介質(zhì)中，同一相位面為平面的電磁波稱為平面電磁波。若同一相位面為平面的電磁波稱為平面電磁波。若在這一平面上場(chǎng)振幅為常

7、數(shù)，則稱為均勻平面電在這一平面上場(chǎng)振幅為常數(shù)，則稱為均勻平面電磁波，否則為非均勻平面電磁波。磁波，否則為非均勻平面電磁波。 平面電磁波的傳播：平面電磁波的傳播：在電阻率為在電阻率為的均勻介質(zhì)中選的均勻介質(zhì)中選擇擇X和和Y軸位于波的極化平面上，軸位于波的極化平面上，Z軸位于波的傳播方向軸位于波的傳播方向上，則電磁場(chǎng)的分量為：上，則電磁場(chǎng)的分量為：上式為復(fù)數(shù)式，且沿上式為復(fù)數(shù)式，且沿z軸的正方向按指數(shù)規(guī)律衰減軸的正方向按指數(shù)規(guī)律衰減.) 1)(1(21) 1)(1(210,0,221111111iiabkEeCiEeCiEHekCHekCHZzkyyzkxxZzkxyzkyxEx分量振幅和相位分別

8、為：分量振幅和相位分別為： b為振幅衰減系數(shù)，為振幅衰減系數(shù)，a為相位系數(shù)。為相位系數(shù)。 電場(chǎng)沿電場(chǎng)沿Z軸方向前進(jìn)軸方向前進(jìn)1/b距離時(shí)，振幅衰減為距離時(shí)，振幅衰減為1/e倍。倍。習(xí)慣上將距離習(xí)慣上將距離1/b稱為電磁波的趨膚深度。稱為電磁波的趨膚深度。2)()2(aztteCEeeCEbzxxzatibzxx趨膚深度亦可寫為：趨膚深度亦可寫為： 電磁波的趨膚深度隨電阻率的增加和頻率的降低電磁波的趨膚深度隨電阻率的增加和頻率的降低而增大。所以，為了進(jìn)行深部地質(zhì)調(diào)查應(yīng)采用較低的而增大。所以，為了進(jìn)行深部地質(zhì)調(diào)查應(yīng)采用較低的工作頻率。工作頻率。 mfHzm503 平面電磁波傳播中的波阻抗平面電磁波

9、傳播中的波阻抗Z： 在均勻介質(zhì)中電場(chǎng)在相位上落后于磁場(chǎng)在均勻介質(zhì)中電場(chǎng)在相位上落后于磁場(chǎng)/4。這是通。這是通過測(cè)量相互正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量確定介質(zhì)電阻率的計(jì)算過測(cè)量相互正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量確定介質(zhì)電阻率的計(jì)算公式。如果介質(zhì)為非均勻的，則計(jì)算的電阻率為視電阻率公式。如果介質(zhì)為非均勻的，則計(jì)算的電阻率為視電阻率。如果介質(zhì)電阻率為已知，則可確定介質(zhì)的磁導(dǎo)率。如果介質(zhì)電阻率為已知，則可確定介質(zhì)的磁導(dǎo)率。2241;1ZZeZiiiZi c、瞬變場(chǎng)的傳播：、瞬變場(chǎng)的傳播： 瞬變場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：瞬變場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：瞬變場(chǎng)是指那些在階躍電流瞬變場(chǎng)是指那些在階躍電流 源作用下，地中產(chǎn)生的過渡源作用下，地中產(chǎn)生的過渡

10、 過程感應(yīng)電磁場(chǎng)。因?yàn)檫@一過程感應(yīng)電磁場(chǎng)。因?yàn)檫@一 過渡過程的場(chǎng)具有瞬時(shí)變化過渡過程的場(chǎng)具有瞬時(shí)變化 的特點(diǎn)，故取名為瞬變場(chǎng)。的特點(diǎn)，故取名為瞬變場(chǎng)。 瞬變場(chǎng)的激發(fā)：瞬變場(chǎng)的激發(fā)：與諧變場(chǎng)情況一樣，其激發(fā)方向也有與諧變場(chǎng)情況一樣，其激發(fā)方向也有 接地式和感應(yīng)式兩種。在階躍電流接地式和感應(yīng)式兩種。在階躍電流 （通電或斷電）的強(qiáng)大變化磁場(chǎng)作（通電或斷電）的強(qiáng)大變化磁場(chǎng)作 用下，良導(dǎo)介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生渦旋的交變用下，良導(dǎo)介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生渦旋的交變 電磁電磁 場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)和頻譜在時(shí)間與空?qǐng)?，其結(jié)構(gòu)和頻譜在時(shí)間與空 間上均連續(xù)地變化。間上均連續(xù)地變化。諧變場(chǎng)和瞬變場(chǎng)渦旋電流結(jié)構(gòu)諧變場(chǎng)和瞬變場(chǎng)渦旋電流結(jié)構(gòu) 瞬變場(chǎng)的參數(shù)：

11、瞬變場(chǎng)的參數(shù)：瞬變電磁場(chǎng)狀態(tài)的基本參數(shù)是時(shí)間。瞬變電磁場(chǎng)狀態(tài)的基本參數(shù)是時(shí)間。 這一時(shí)間依賴于巖石的導(dǎo)電性和收這一時(shí)間依賴于巖石的導(dǎo)電性和收 發(fā)距。研究瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間的發(fā)距。研究瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間的 變化規(guī)律，可探測(cè)具有不同導(dǎo)電性變化規(guī)律，可探測(cè)具有不同導(dǎo)電性 的地層分布縱向電導(dǎo)。也可以發(fā)現(xiàn)的地層分布縱向電導(dǎo)。也可以發(fā)現(xiàn) 地下賦存的較大的良導(dǎo)礦體。地下賦存的較大的良導(dǎo)礦體。 在頻率域中電場(chǎng)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減。在頻率域中電場(chǎng)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減。均勻大地表面上階躍偶極子場(chǎng)源的電磁場(chǎng)均勻大地表面上階躍偶極子場(chǎng)源的電磁場(chǎng)（瞬變電磁法的理論基礎(chǔ)）（瞬變電磁法的理論基礎(chǔ)）遠(yuǎn)區(qū)（早期）的瞬變電場(chǎng)規(guī)律：波區(qū)范

12、圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度與介遠(yuǎn)區(qū)（早期）的瞬變電場(chǎng)規(guī)律：波區(qū)范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度與介質(zhì)電阻率成正比質(zhì)電阻率成正比近區(qū)（晚期）的瞬變電場(chǎng)規(guī)律：近區(qū)（晚期）的瞬變電場(chǎng)規(guī)律： 41022rPEMt25031)(40trPEMt3、 電磁剖面電磁剖面法法電磁剖面法電磁剖面法：主要應(yīng)用于礦床普查、地質(zhì)填圖、工程地主要應(yīng)用于礦床普查、地質(zhì)填圖、工程地 質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查?？煞譃槿斯ぶ鲃?dòng)源質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查?？煞譃槿斯ぶ鲃?dòng)源 電磁剖面法和被動(dòng)源方法兩類：電磁剖面法和被動(dòng)源方法兩類： a 、人工主動(dòng)源電磁剖面法人工主動(dòng)源電磁剖面法： 研究深度為幾十米到一、二百米。研究深度為幾十米到一、二百米。 包括包括不接地回線法、電磁偶極剖面法

13、、航空電磁法不接地回線法、電磁偶極剖面法、航空電磁法 等。等。 這些方法這些方法 既可在頻率域中采用，也可在時(shí)間域中采用。既可在頻率域中采用，也可在時(shí)間域中采用。航空電磁法航空電磁法：在實(shí)際工作中，航空電磁法不局限于直找礦，：在實(shí)際工作中，航空電磁法不局限于直找礦，應(yīng)用范圍較廣。應(yīng)用范圍較廣。 b、被動(dòng)源電磁剖面法：主要有、被動(dòng)源電磁剖面法：主要有甚低頻法甚低頻法和和大地電磁法大地電磁法。 甚低頻法甚低頻法：世界上許多國(guó)家為了潛艇通訊及導(dǎo)航目的，設(shè)立了：世界上許多國(guó)家為了潛艇通訊及導(dǎo)航目的，設(shè)立了強(qiáng)功率的長(zhǎng)波電臺(tái)。其發(fā)射頻率在強(qiáng)功率的長(zhǎng)波電臺(tái)。其發(fā)射頻率在1525kHz范圍內(nèi)，甚低頻范圍內(nèi)，甚

14、低頻電臺(tái)發(fā)射的電磁波，在遠(yuǎn)離電臺(tái)地區(qū)可視為典型的電臺(tái)發(fā)射的電磁波，在遠(yuǎn)離電臺(tái)地區(qū)可視為典型的平面波平面波。這。這種電磁波適合做電導(dǎo)率填圖，還可用于探測(cè)大的斷層、破碎帶、種電磁波適合做電導(dǎo)率填圖，還可用于探測(cè)大的斷層、破碎帶、石墨化地層和礦化帶，在有利條件下還可探測(cè)浸染和塊狀硫化石墨化地層和礦化帶，在有利條件下還可探測(cè)浸染和塊狀硫化礦。礦。 大地電磁剖面法大地電磁剖面法：研究深度可達(dá)到結(jié)晶基底，可提供研究區(qū)域的：研究深度可達(dá)到結(jié)晶基底，可提供研究區(qū)域的基礎(chǔ)資料?；A(chǔ)資料。4、 電磁測(cè)深法電磁測(cè)深法：根據(jù)電磁感應(yīng)原理研究天然或人工根據(jù)電磁感應(yīng)原理研究天然或人工 （可控）場(chǎng)源在大地中激勵(lì)的電磁（可控

15、）場(chǎng)源在大地中激勵(lì)的電磁 場(chǎng)場(chǎng) 分布，由觀測(cè)到的電磁場(chǎng)值來研究地分布，由觀測(cè)到的電磁場(chǎng)值來研究地 電參數(shù)沿深度的變化。電參數(shù)沿深度的變化。目前常用方法包括：目前常用方法包括：天然大地電磁測(cè)深方法、人工源天然大地電磁測(cè)深方法、人工源 頻率電磁測(cè)深方法（簡(jiǎn)稱頻率測(cè)頻率電磁測(cè)深方法（簡(jiǎn)稱頻率測(cè) 深法）、人工源瞬變電磁測(cè)深方深法）、人工源瞬變電磁測(cè)深方 法（簡(jiǎn)稱瞬變測(cè)深法）法（簡(jiǎn)稱瞬變測(cè)深法）。天然大地電磁測(cè)深方法、人工源頻率電磁測(cè)深方法天然大地電磁測(cè)深方法、人工源頻率電磁測(cè)深方法（簡(jiǎn)稱頻（簡(jiǎn)稱頻 率測(cè)深法）、率測(cè)深法）、可控源音頻大地電磁測(cè)深法可控源音頻大地電磁測(cè)深法（ CSAMT）屬于頻率屬于頻率

16、域方法，通過改變頻率來控制探測(cè)深度。域方法，通過改變頻率來控制探測(cè)深度。人工源瞬變電磁測(cè)深方法人工源瞬變電磁測(cè)深方法（簡(jiǎn)稱瞬變測(cè)深法）（簡(jiǎn)稱瞬變測(cè)深法）為時(shí)間域方法。為時(shí)間域方法。應(yīng)用方向：應(yīng)用方向：在我國(guó)，在我國(guó)，電磁測(cè)深方法主要用于觀測(cè)地殼和上地幔物電磁測(cè)深方法主要用于觀測(cè)地殼和上地幔物 質(zhì)結(jié)構(gòu)、普查石油天然氣、煤田、地?zé)崽铩ふ业刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、普查石油天然氣、煤田、地?zé)崽?、尋找?下水和金屬礦產(chǎn)過程。下水和金屬礦產(chǎn)過程。大地電磁測(cè)深法大地電磁測(cè)深法：設(shè)平面電磁波垂直射入地面，：設(shè)平面電磁波垂直射入地面， n層水平層水平層狀介質(zhì)的層厚度為層狀介質(zhì)的層厚度為hn，電阻率，電阻率 n，界面深度，界面

17、深度dn，每，每層波數(shù)層波數(shù)kn。對(duì)于任意層，場(chǎng)變量的基本方程為：對(duì)于任意層，場(chǎng)變量的基本方程為：根據(jù)均勻場(chǎng)的特點(diǎn)，由亥姆霍茲方程得電磁場(chǎng)的解為：根據(jù)均勻場(chǎng)的特點(diǎn)，由亥姆霍茲方程得電磁場(chǎng)的解為：)(1(E;222AkAiAHAkA)()()()(kzykzyykzxkzxxkzxkzxykzykzyxebeaiEebeaiEebeakHebeakH對(duì)于任意層，阻抗為：對(duì)于任意層，阻抗為：設(shè)第推函數(shù)設(shè)第推函數(shù)Rn為：為： 則第一水平層阻抗則第一水平層阻抗Z1、電阻率、電阻率 1和地表阻抗和地表阻抗Z10關(guān)系可寫為：關(guān)系可寫為：nyxnHEZ )(11nnnnnnRkkarthhkthR20101

18、11011ZRkiZ 由上式，得出大地電磁法所測(cè)得的視電阻率的?；蛘裼缮鲜?，得出大地電磁法所測(cè)得的視電阻率的?；蛘穹哂幸韵滦问剑悍哂幸韵滦问剑喊催@種方法確定的視電阻率稱為按這種方法確定的視電阻率稱為卡尼亞視電阻率卡尼亞視電阻率。大大地地電電磁磁測(cè)測(cè)深深兩兩層層曲曲線線2101ZT大大地地電電磁磁測(cè)測(cè)深深三三層層曲曲線線頻率電磁測(cè)深法頻率電磁測(cè)深法：采用電或磁偶極場(chǎng)源，：采用電或磁偶極場(chǎng)源，用改變頻率的方用改變頻率的方法來控制探測(cè)深度法來控制探測(cè)深度，而不用增加供電電極距，而不用增加供電電極距AB。對(duì)。對(duì)地層的分辯力強(qiáng)；勘探深度較大等。近年來，頻率深地層的分辯力強(qiáng)；勘探深度較大等。近年來，頻

19、率深法已成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣的一種測(cè)深方法。法已成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣的一種測(cè)深方法。 頻率測(cè)深視電阻率：頻率測(cè)深視電阻率：s為接收線框面積，為接收線框面積，n為匝數(shù)。為匝數(shù)。ABnsrKMNABrKIUKIUKzxzzxxHEHHEE3243K型斷面頻率測(cè)深曲線型斷面頻率測(cè)深曲線A型斷面頻率測(cè)深曲線型斷面頻率測(cè)深曲線H型斷面頻率測(cè)深曲線型斷面頻率測(cè)深曲線 瞬變電磁測(cè)深法瞬變電磁測(cè)深法 即時(shí)間域瞬變電磁測(cè)深法，是近年來發(fā)展很快的即時(shí)間域瞬變電磁測(cè)深法，是近年來發(fā)展很快的 電法勘探的分支方法電法勘探的分支方法 。應(yīng)用方法：應(yīng)用方法：在階躍脈沖作用下，良導(dǎo)地層中產(chǎn)生的瞬變渦在階躍脈沖作用下，良導(dǎo)地層中產(chǎn)

20、生的瞬變渦 流電磁場(chǎng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，流電磁場(chǎng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，所以在沉積巖地層所以在沉積巖地層 內(nèi)尋找和確定良導(dǎo)地層空間狀態(tài)時(shí)可給出較內(nèi)尋找和確定良導(dǎo)地層空間狀態(tài)時(shí)可給出較 好的結(jié)果。因此，好的結(jié)果。因此，瞬變測(cè)深法主要用于用于瞬變測(cè)深法主要用于用于 解決油天然氣、煤系以及地?zé)峥碧降鹊刭|(zhì)問解決油天然氣、煤系以及地?zé)峥碧降鹊刭|(zhì)問 題。題。 瞬變場(chǎng)的參數(shù)：瞬變場(chǎng)的參數(shù)：瞬變電磁場(chǎng)狀態(tài)的基本參數(shù)是時(shí)間。瞬變電磁場(chǎng)狀態(tài)的基本參數(shù)是時(shí)間。 這一時(shí)間依賴于巖石的導(dǎo)電性和收這一時(shí)間依賴于巖石的導(dǎo)電性和收 發(fā)距。研究瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間的發(fā)距。研究瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間的 變化規(guī)律，可探測(cè)具有不同導(dǎo)電性變化規(guī)律，可探測(cè)具有不

21、同導(dǎo)電性 的地層分布縱向電導(dǎo)。也可以發(fā)現(xiàn)的地層分布縱向電導(dǎo)。也可以發(fā)現(xiàn) 地下賦存的較大的良導(dǎo)礦體。地下賦存的較大的良導(dǎo)礦體。 在頻率域中電場(chǎng)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減。在頻率域中電場(chǎng)強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律衰減。水平層狀大地的瞬變電磁測(cè)深法計(jì)算公式：水平層狀大地的瞬變電磁測(cè)深法計(jì)算公式： 對(duì)于水平多層介質(zhì)的瞬變電磁測(cè)深計(jì)算公式，多采用對(duì)于水平多層介質(zhì)的瞬變電磁測(cè)深計(jì)算公式，多采用余弦變換或逆拉氏變換方法求解。余弦變換或逆拉氏變換方法求解。111121222212111111QeQeQRdieRhkhktiT三層瞬變電磁測(cè)深曲線三層瞬變電磁測(cè)深曲線(a)H型斷面測(cè)深曲線型斷面測(cè)深曲線;(b)K型斷面測(cè)深曲線型斷面

22、測(cè)深曲線;(c)A型斷面測(cè)深曲線型斷面測(cè)深曲線;(d)Q型斷面測(cè)深曲線型斷面測(cè)深曲線瞬變電磁測(cè)深法的特點(diǎn)瞬變電磁測(cè)深法的特點(diǎn)(1)由于TEM是在無一次場(chǎng)背景情況下觀測(cè)二次場(chǎng)，即觀測(cè)的是純異常，自動(dòng)消除了FEM中的主要噪聲源裝置耦合噪聲，從而提高了探測(cè)精度。(2) 裝置形式靈活多樣，可隨不同工程任務(wù)的要求和施工場(chǎng)地的條件來選擇合適的裝置。具有施工方便、測(cè)地工作簡(jiǎn)單、工作效率高及地質(zhì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。使用同點(diǎn)裝置工作，與欲探測(cè)的地質(zhì)對(duì)象能達(dá)到最佳的耦合，取得的異常幅度強(qiáng)、形態(tài)簡(jiǎn)單、分層能力強(qiáng)，從而具有較高的探測(cè)能力，并且受到旁測(cè)地質(zhì)體的影響也是最小的。(3)對(duì)于受到導(dǎo)電圍巖及導(dǎo)電覆蓋層等地質(zhì)噪聲干擾的

23、“礦異?！钡膮^(qū)分能力優(yōu)于FEM。在高阻圍巖條件下，不存在地形起伏引起的假異常；低阻圍巖起伏地形引起的異常也比較容易識(shí)別。 (4)在TEM測(cè)量中，對(duì)于線框鋪設(shè)的點(diǎn)位、方位及形狀等的要求相對(duì)于FEM可以放寬，測(cè)地工作簡(jiǎn)單，工效高。(5)由于采用不接地回線，不存在接地電阻問題，在基巖出露區(qū)、凍土帶、沙漠、水泥路面、河湖海水面上均可進(jìn)行測(cè)量。具有施工方便、工作效率高及地質(zhì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。(6)在剖面測(cè)量中，由于采集不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理可以得到同一點(diǎn)的測(cè)深資料，從而在剖面測(cè)量中完成了相應(yīng)區(qū)域的測(cè)深測(cè)量，提供的地電信息豐富，便于資料的解釋；(7) 可通過選擇不同的時(shí)間窗口進(jìn)行觀測(cè)，有效地壓制地質(zhì)噪

24、聲，可獲得不同勘探深度。可用加大發(fā)射功率的方法增強(qiáng)二次場(chǎng)，從而增加勘探深度。有穿透低阻覆蓋能力，探測(cè)深度大。在目前的技術(shù)條件下，勘探范圍淺可至幾米、深可達(dá)幾千米；隨著采集儀器、資料處理解釋方法的進(jìn)步，勘探深度范圍還能進(jìn)一步的擴(kuò)大。(8)TEM的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)更加廣泛。瞬變電磁法可以解決的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)更加廣泛。瞬變電磁法可以解決的地質(zhì)問題有：能源、礦產(chǎn)勘查、水文、工程、環(huán)境地的地質(zhì)問題有：能源、礦產(chǎn)勘查、水文、工程、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、考古探測(cè)等。質(zhì)調(diào)查、考古探測(cè)等。1000110012001300140015001600170018001200-900-800-700-600-500-400-300-

25、200-100020253035404550556065707580859095100105110115120E副井1000110012001300140015001600170018001280-900-800-700-600-500-400-300-200-100-900-800-700-600-500-400-300-200-100E主井020253035404550556065707580859095100105110115120 山東科技大學(xué)4000 4050 4100 4150 4200 4250 4300 4350 4400 4450 4500 4550 4600 4650 47

26、00 4750 4800-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-10020242832364044485256606468727680848894100110120135150180250華豐煤礦-1100水平瞬變電磁勘探200-3線視電阻率斷面圖比例尺： 1:5000附 圖 2-134 煤RP4000 4050 4100 4150 4200 4250 4300 4350 4400 4450 4500 4550 4600 4650 4700 4750 4800-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-

27、300-200-10020242832364044485256606468727680848894100110120135150180250華豐煤礦-1100水平瞬變電磁勘探500-3線視電阻率斷面圖比例尺： 1:5000附 圖 2-164 煤RP100180260340420500580660740820900980106011401220130013801460154016201700178018601940202021002180-1200-1100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000820 線 視 電 阻 率 斷 面 圖附 圖 5-3標(biāo)(

28、m)測(cè) 點(diǎn) 號(hào) (m)19煤奧 灰付 村 斷 層高050100150200250300350400450-600-500-400-300-200-1000100200-600-500-400-300-200-1000100200垂直斷層-850 視電阻率斷面圖19煤19煤附圖5-20標(biāo)高(m )測(cè)點(diǎn)號(hào)(m )F顏050100150200250300350400450500-600-500-400-300-200-1000100200 -1000 視 電 阻 率 斷 面 圖19煤附 圖 5-22標(biāo) 高(m)測(cè) 點(diǎn) 號(hào) (m)F顏100 140 180 220 260 300 340 380 42

29、0 460 500 540 580 620 660 700 740 780 820 860 900 940 980 10201060110011401180122012601300134013801420146015001540158016201660170017401780182018601900400-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-100可控源音頻大地電磁測(cè)深法可控源音頻大地電磁測(cè)深法原理 CSAMT法是可控源音頻大地電磁法的簡(jiǎn)稱。該方法是九十年代才興起的一種地球物理新技術(shù)，它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組導(dǎo)