电法勘探 ：第4章电磁法02

1、第二节 地面电磁法 大地电磁测深方法电磁测深法 人工源频率电磁测深法 人工源瞬变电磁测深法 电磁剖面法 3.3.1 大地电磁测深法 大地电磁测深法又称为MT(Magnetotulluric)法，是一种利用天然电磁场进行电磁测深的方法。这种方法在研究深度达数千米或更大的石油、天然气勘探和地壳、上地幔研究中应用较为广泛，在工程勘察和金属、非金属矿产勘查中应用较少。 一、大地电磁场来源及特点 1 、大地电磁场的来源低频大地电磁场来源于太阳等离子体辐射（太阳风）作用下形成的地球磁层和电离层的变化 高频大地电磁场来源可能包括工业漏电、超长波无线电台、雷电及地磁场的变化，但主要来源于雷电 地球上每秒发生1

2、00次左右的闪电 2、大地电磁场特点1 、比较稳定的频谱: 频率为Hz的电磁场振幅最小，向高、低频段振幅均明显增加。电流场振幅一般不超过几mVkm。而磁场振幅为10-310-1A/m。2 、在相当大的范围内大地电磁场的振幅、频率都是相似的，具有对比性。在地球表面上的有限区域内可近似视为平面波。3 、具有随机性二、 水平层状介质的正演理论 1、 水平层状介质电磁场定解问题电场满足的微分方程为 定解条件为(因为电场和磁场切向分量的连续性，它们的比值波阻抗也是连续的) j=1,2,n j=1,2,n-1 j=1,2,n 微分方程的通解为 其中，为待定系数。相应的磁场通解可用下列公式求得 j=1,2,

3、n 可得 j=1,2,n-1 在方程组的各等式中，等式左端为各层的底部阻抗，等式右端为各层的顶部阻抗。要计算大地的视电阻率，只需要求出第一层的顶部阻抗即可。令 从以上两式中消去 ，导出 与 的关系式，并注意到 ，便得到 的递推关系式因为 这样，在给定了各层的电阻率和厚度时，便可以用递推关系式计算出第一层顶部的波阻抗 ，再计算水平层状大地的视电阻率 另外，还可以定义波阻抗的相位： 三、水平层状大地上视电阻率理论曲线 大地电磁测深视电阻率实测曲线也是绘制在双对数坐标纸上的，其纵坐标为视电阻率，横坐标为电磁场周期的平方根(实际上是以纵坐标二分之一的模数确定T的模数，并标注T的数据)。视电阻率理论曲线

4、的纵坐标为用第一层的电阻率归一之后的视电阻率 ，横坐标为电磁场在第一层介质中的波长与第一层厚度的比值 。 （一）二层大地上视电阻率理论曲线视电阻率表达式1、视电阻率左支渐近线当频率很高，使 1， ， ，因此 从物理上看，当频率很高时，电磁场穿透深度远小于第一层的厚度，电磁场的能量几乎都分布在第一层介质中，因此，电磁场主要反映第一层介质的电阻率。这相当于直流电测深时小极距的情况。但是，与直流电测深不同的是， 是震荡地逼近 的。从物理角度分析，这是由于电磁波在第一层上下两个界面上来回反射，形成干涉效应的结果。视电阻率曲线偏离第一层的电阻率向第二层的电阻率过渡对应的电磁场波长为 对应的电磁场趋肤深度

5、约为 电磁法的勘探深度与趋肤深度密切相关，很多地球物理学家认为，只要满足波区条件，可以用 来估计频率域电磁法的勘探深度。因为 ，它不仅与电磁场的频率有关，还与第一层的电阻率有关，当第一层的厚度一定时，其电阻率越高，视电阻率曲线偏离第一层电阻率向第二层电阻率过渡对应的电磁场频率也越高；其电阻率越低，视电阻率曲线偏离第一层电阻率向第二层电阻率过渡对应的电磁场频率也越低。在这一点上，电磁测深与直流电测深有重大的不同。在直流电测深时，固定的极距对应着大致相同的深度，而在电磁测深中，固定的频率并不对应着固定的深度，它对应的深度还与地层的电阻率有关。在电阻率较高的地层上，固定的频率对应较大的深度；在电阻率

6、较低的地层上，它对应较浅的深度。 2、视电阻率右支渐近线当频率很低，使 1时， 1的波区，在地面附近的波阵面近于水平，地层波衰减殆尽，形成一个几乎是垂直向下传播的水平极化的不均匀平面波。对于固定发收距的测点，随着频率的降低，逐渐由波区过渡到感应区。由此可见，在频率测深方法中，随着频率的不同，由高频到低频，同一观测点可处在波区、中间区和感应区。因此，与只研究波区条件下的大地电磁法比较，频率测深的正演理论、工作方法及资料解释都更复杂。 图3.3.8 地表偶极源电磁场的传播示意图 (一)人工场源电磁场的分区 1的区域称为远区，又叫波区。所谓远区，也就是离场源距离远远大于趋肤深度的区域。在该区域，地下

7、介质对电磁场的衰减作用已经充分显示出来，地下某一地点的电磁场中，直接从场源传播过来的电磁场已经衰减殆尽，只剩下从空中传播到地表，再垂直入射传播到该点的电磁场。电磁场是属于近区还是属于远区不仅仅取决于观测点到场源的距离，还取决于电磁场的频率和介质的导电性。导电性良好的介质中的高频电磁场，可以在离场源较小的空间距离进入远区；导电性较差的介质中的低频电磁场，可能在离场源很大的空间距离仍处于近区。 近区电磁场特征 1、近区电磁场中均匀大地感应电流产生的二次场大大小于一次场。这意味着在频率域，想要在近区测量包含一次场的电磁场分量来确定介质的导电性在技术上将会是非常困难的。2、近区二次场随半空间导电率的增

8、强而增强。这表明在导电性良好的地区，近区电磁场测量可望获得较强的信号，而在导电性差的地区，近区电磁场测量将较为困难。3、近区的磁场基本上是垂直的。由于电场是水平的，这表明在导电半空间表面，电磁场能量的传播方向大致是水平向外的。远区电磁场特征 1、远区电磁场随半空间电阻率的增强而增强。这表明在导电性良好的地区，远区电磁场测量将较为困难，而在导电性差的地区，远区电磁场测量可望获得较强的信号。2、远区磁场的水平分量大大于磁场的垂直分量，远区的磁场基本上是水平的。由于电场是水平的，这表明在导电半空间表面，电磁场能量的传播方向大致是垂直向下的。（二）均匀大地上电磁场表达式和波区视电阻率定义均匀大地上水平

9、电偶极子 电磁场为 波区kr1，赤道装置 =90的电磁场为视电阻率的公式为 （三） 频率测深装置类型及视电阻率公式 赤道偶极装置平行偶极装置 CSAMT装置（四）水平层状大地上电磁测深视电阻率曲线的计算 1、水平层状大地上水平电偶极子场源的电磁场表达式 2 、水平层状大地电磁测深视电阻率曲线的计算方法 用与直流电测深计算视电阻率相同的滤波计算方法计算 为采样间隔二、 频率测深视电阻率曲线特征频率测深视电阻率曲线的绘制与前面讨论的大地电磁测深视电阻率曲线的绘制完全相同。大地电磁测深曲线属于波区电磁测深曲线。在人工源频率测深方法中，高频情况下为波区。在波区，人工源频率测深的所有电磁场分量定义的频率

10、测深曲线变化的规律与大地电磁测深曲线的规律完全相同，这一重要的共同点是由它们的平面电磁波性质决定的。 随着频率的降低出现非波区，在频率测深曲线的这一频段上，视电阻率不仅是地电参数和频率的函数，还与发一收距大小、使用的场源（电偶极源还是磁偶极源）类型、使用的测量装置类型、测量的电磁场分量密切相关。不同电磁场分量所定义的视电阻率曲线具有不同特征，曲线变得五花八门，较为复杂。 三、频率测深工作中的几个技术问题 （一）装置及其尺寸的选择地质构造横向变化相对缓慢、地层平缓起伏的情况，如石油、煤田勘探中，其主要目的是确定地层厚度的横向变化，则应该选择赤道偶极装置。地质构造横向变化相对剧烈的情况（如金属矿区

11、），做电磁测深的主要目的是确定地质构造的横向变化，还无法对定量地确定构造深度过分关注，则应该选择“CSAMT”装置或平行偶极装置做频率测深剖面。 2、装置尺寸的选择(1) 发一收距发一收距很大时电磁场信号变得很小，不能保证测量精度。收一发距减小到某一界限（例如小于2.53倍研究深度）时，频率测深曲线的一些重要特征，如极值点、曲线的上升或下降角度等均变得不明显了，给解释带来困难。最佳收一发距为研究深度的35倍，即r =（35）H (2)发射电极AB发射电极AB的长度可大一些，由此产生的装置系数误差对同一测点所有频率的数据造成的影响是相同的，对资料解释并没有大的影响。而因此带来的信噪比大大提高的好

12、处则非常明显。 AB一般为14km左右。(3)测量电极MN测量电极MN的长度则不能太大，因为随着MN的长度增大，横向分辨率降低。赤道偶极装置MN约为200m左右。CSAMT装置和平行偶极装置的MN一般为50100m左右，测点距一般等于MN。 （二）工作频率范围的确定 最高频率应使 2 例如，当第一层厚度为100m，电阻率为100时，最高频率为25000 Hz。当第一层厚度变为10m，电阻率不变时，最高频率为2.5106 Hz。最低频率应使最大趋肤深度大于46倍最大勘探深度。例如，如果要求的最大勘探深度为1000m，这时应使趋肤深度= 503(/f) 1/2 40006000m，如果探测深度范围

13、内地层的平均电阻率为100，则最低频率应低于1.560.69 Hz。Hz （三）供电电流强度的确定可根据所用装置及观测信号达到最低可靠信号水平计算出所需的最小供电电流强度。例如，对于赤道偶极装置 式中，I为所需的最小供电电流强度， 为测区预计最小视电阻率， 为最低可靠电位差读数（在大多数无强烈电磁干扰的地区，这个数值大约在50微伏左右）。(四) 横电场（TE）方式和横磁场（TM）方式的选择 横电场方式是指电场方向垂直于测线走向，此时电场方向顺着构造走向，磁场方向垂直于构造走向；横磁场方式则指磁场方向垂直于测线，此时电场方向垂直于构造走向，磁场方向顺着构造走向。由于切向电场的连续性，横电场（TE

14、）方式对构造的横向分辨率较差，但由于受横向影响较小，对深度的确定更准确。横磁场（TM）方式则与横电场（TE）方式刚好相反，它的横向分辨率较好，但对深度的确定更不准确。一般来说，普查时先采用TM方式，需要详细研究时再用TE方式。(五) 静态效应问题静态效应是指测点处浅部的局部低阻或高阻引起测深曲线形态不变、但整体上升或下降的现象。进行电场测量的大地电磁测深和频率电磁测深都会出现这种现象。由于静态效应的影响，在视电阻率断面等值线图上出现很多纵向的等值线，使得利用视电阻率断面等值线图进行资料定性解释变得困难。在以水平地层模型进行一维定量计算解释时，静态效应使定量计算结果发生偏差。由于电磁法对深度的解

15、释与电阻率有关，浅部的局部低阻引起测深曲线的整体下降将使算得的地层电阻率和厚度（与视电阻率的平方根）成比例地降低；浅部的局部高阻引起测深曲线的整体上升将使算得的地层电阻率和厚度成比例地增大。地形起伏造成的影响与静态效应的影响是相同的。山脊的影响类似于浅部的局部低阻的影响；山谷的影响类似于浅部的局部高阻的影响。四、 频率测深资料解释频率测深资料的处理和解释与直流电测深以及其它测深资料的处理和解释方法一样。就电磁测深剖面工作来说，需要提交的基本图件也为视电阻率曲线类型图和视电阻率断面等值线图。视电阻率资料的定性解释是频率测深资料解释的第一个重要步骤。定性解释包括分析测深曲线以及视电阻率曲线类型图和

16、视电阻率断面等值线图展示出的在横向和垂直方向上地电断面整体的变化规律。可分离出地电构造的隆起、凹陷或由破碎带、接触带、矿体以及喀斯特带引起的局部异常带。频率电磁测深资料的半定量解释主要利用电磁场的趋肤深度。如前所述，电磁法的勘探深度与趋肤深度密切相关，只要满足波区条件，可以用 来估计频率域电磁法的勘探深度。水层特征：呈明显低阻钻探结果：出水量902.9m3/日高频电磁（EH4）反演电阻率断面测区岩性：灰岩出露勘探方法：EH-4、激发极化井位3.3.3 瞬变电磁法瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法（TEM）是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由脉冲电磁场感应的地下

17、涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法。频率域电磁场与时间域电磁场的关系 频率域电磁场与时间域电磁场通过拉氏变换或傅立叶变换互相联系 瞬变电磁法特点优点:1、可以使用同点装置，体积效应、旁侧影响大大减小，而分辨率大大增强。2 、观测纯二次场异常，没有FEM中的主要噪声源一一装置耦合噪声，异常探测能力强。3 、地形起伏、收发点位误差影响小。 缺点:1 、能量分布在较大的频率范围 ，不易达到很大的勘探深度。 一、瞬变电磁法常用装置及常用波形1 、重叠回线和中心回线装置 2 、分离回线装置3 、框一回线装置 重叠回线和中心回线装置特点与探测对象能达到最佳耦合，所得

18、到的异常幅度大，形态简单，受旁侧影响小，横向分辨率高，是瞬变电磁法中最常采用的装置。由于是动源装置，发射磁矩受到限制，勘探深度一般只能达到数百米。当发射回线边长较大时，野外施工比较困难。 分离回线装置特点在直立薄板上异常形态更简单（分离回线在直立薄板上的磁场异常为负单峰，同点装置的磁场异常为正双峰）外，其它方面均不如同点装置。框一回线装置特点发射回线固定，可以采用大功率的发送设备以便达到很强的供电电流，而且发射回线面积很大，因而能够提供很强的发射磁矩，有利于大深度探测。采用轻便的接收线圈，移动灵活，而且不仅可以测量Z分量，也可以测量X、Y分量。野外施工中，可用多台测量装置同时测量，因此，该装置

19、工作效率高，探测深度大。缺点:体积效应较强，框外测量易受集流效应影响。瞬变电磁法常用波形二、瞬变电磁测深的基本理论 （一）均匀大地上垂直阶跃磁偶极子的电磁场表达式 (二)均匀大地上垂直阶跃磁偶极子的电磁场特征1 、早期电磁场渐近特性和早期视电阻率1)、早期电磁场与大地电阻率成正变关系，即大地导电性越差；早期瞬变电磁场越强。这是由于大地导电性越差，它产生反抗一次磁场变化的感应电流的能力就越小，因而空间磁场衰减速度就越快，由此激发的涡旋电场便越强。2)、早期电磁场随距离增加衰减很快，这表明早期感应电流集中于发射场源附近。3)、早期磁场强度随时间的变化是线性的，电场强度则与时间无关。 4)早期视电阻

20、率 一般将作为早期的条件 2 、晚期电磁场渐近特性和晚期视电阻率 1)、晚期瞬变电磁场与大地电阻率成反变关系，即大地导电性越差，电磁场越弱。这是由于在导电性差的大地上，磁场经早期衰减已衰减殆尽的缘故。 2)、晚期垂直磁场（及其时间导数）强度与位置无关（均匀场），这说明大地中感应电流已扩散到无限深、无限远处了。 3)、晚期瞬变电磁场随时间迅速衰减，与 成反比。 4)晚期视电阻率一般将作为晚期条件 (三)瞬变过程分析感应电流呈环带分布，涡流场极大值最先位于紧挨发射回线的地表下，随着时间推移，该极大值沿着与地表成30倾角的锥形斜面向下、向外移动，强度逐渐减弱。 感应电流环的“烟圈效应” 地下涡旋电流

21、在地表产生的磁场可以等效为一个水平环状线电流的磁场。在发射电流刚关断时，该环状线电流紧挨发射回线，与发射回线具有相同的形状。该电流环随着时间推移向下、向外扩散，并逐渐变形为圆电流环，很象从发射回线中“吹”出来的一系列“烟圈”，因此，人们将地下涡旋电流向下、向外扩散的过程形象地称为“烟圈效应”。 “烟圈”的半径、深度的表达式分别为 “烟圈”将沿倾斜锥面扩散，其向下传播的速度为：地下感应涡流向下、向外扩散的速度与大地导电率有关，导电性越好，扩散速度越慢，这意味着在导电性较好的大地上，能在更长的延时后观测到大地瞬变电磁场。从“烟圈效应”的观点看，早期瞬变电磁场是由近地表的感应电流产生的，反映浅部电性

22、分布；晚期瞬变电磁场主要是由深部的感应电流产生的，反映深部的电性分布。因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电性的垂向变化，这便是瞬变电磁测深的原理。 (四)水平层状大地的瞬变电磁测深曲线实测的瞬变电磁测深曲线一般是绘在双对数坐标纸上的，其纵坐标是 ，横坐标是 。瞬变电磁测深理论曲线的纵坐标是 ，横坐标是 。 图3.3.22二层大地晚期视电阻率曲线 图3.3.23二层大地晚期视电阻率曲线 图3.3.24二层大地不同 的晚期 曲线图3.3.25三层大地晚期视电阻率曲线(a)H-1/8-1(2=0.5); (b)K-8-1(2=2); (c)A-8-64(2=1); (d)Q

23、-1/4-1/16(2=0.5)图3.3.26瞬变电磁法晚期 曲线反映良导薄层的能力 三、局部良导体的同点装置TEM剖面异常1 、水平良导圆柱体上的多道V/I异常剖面曲线。铜柱：直径8cm, 长41.7cm,h=5cm;重叠回线边长10cm;点号间距4cm 2 、直立薄板上的多道V/I异常剖面曲线铝板：70400.1cm3,h=5cm;重叠回线边长10cm;点号间距4cm3 、重叠回线在倾斜薄板上的多道V/I异常剖面曲线铜板：80200.6cm3,h=5.5cm，=45，板顶在0号点；重叠回线边长5cm图3.3.30重叠回线在不同倾角薄板上的V/I异常剖面曲线铝板：70400.1cm3,h=5

24、cm;重叠回线边长10cm;点号间距4cm；t=1.2mS四、瞬变电磁法的野外工作方法（一）工作装置和回线大小选择1、工作装置选择工作装置的选择应根据勘探目的、施工条件和各种装置的特点等因素综合考虑决定。如果探测目标深度在数百米以内，要求达到较高的分辨率，围岩导电性较好（易产生集流效应）时，同点装置是首选对象。如果要进行较大深度的探测，或测区地形崎岖、有河谷等其它障碍使得铺设动源回线困难时，则可以先选择定源大回线装置进行扫面工作，再用同点装置进行详查。 2、回线边长的选择增大发射回线和接收回线边长，将会增强信号强度，并延长有效信号的持续时间，从而有利于加大探测深度。但二者的增大使野外工作难度增

25、加，同时使体积效应影响增强，从而降低了横向分辨率。此外，增大接收回线边长时，不仅增大了有效信号强度，也使干扰信号强度增大。因而，在保证预定勘探深度的情况下，一般都应选择尽可能小的回线边长。模拟实验结果和野外实例表明：同点装置可以有把握地探测到线性尺寸相当于回线边长、埋深为2倍回线边长的良导体。因此，采用同点装置时，应取回线边长等于0.51倍探测深度。采用框一回线装置时，大定源发送回线边长可等于或略大于拟探测深度。（二）野外工作布置和测量1、回线布置供电回线要采用电阻小、绝缘性能好的导线，一般要求每千米电阻小于6，以便在有限的电源电压下可输出足够大的电流。铺设电线可以使用金属线架，但回线铺设好后

26、，必须将金属线架拿开。如果剩有残余电线，应将其呈之字形铺于地面，以免电线互相缠绕产生强烈的感应信号。一切紧挨回线的金属物体都会产生强烈的干扰信号，高压电力线的强烈干扰信号甚至可能损害测量电路。因此，回线布设应避开所有金属物体，远离高压电力线。2、观测时间范围的选择从“烟圈”电流的扩散深度公式可推知TEM的探测深度正比于 。若假定探测深度相当于烟圈电流深度的一半，则可用确定观测时间范围。上两式中tmin和tmax分别为最小延时和最大延时；hmin和hmax分别为要求的最小和最大探测深度；min和max为测区岩层的最低和最高电阻率。 一般说来，在实际工作中希望在尽可能宽的时间范围内记录到有用信号。

27、但由于测量回路本身存在一定的过渡过程，使得观测的最小延迟时间不能太早（现在的商用瞬变电磁仪读数的最小延迟时间约为10微秒数量级）。而测区干扰电磁场以及仪器噪声电平的存在又限制了观测的最大延迟时间。记录时间范围过宽，实际上晚期道的观测质量已不能保证。在一个测区工作前最好先做一些实验工作。如果最后几道读数为噪声电平，说明有用信号都已记录下来了；如果最后几道读数超过噪声电平，就应增大观测时间范围。当然，选定了观测时间范围后，在实际观测中遇到衰减很慢的异常，应即时延长时间范围重复观测，使有用信号能被完整地记录下来。 3、叠加次数的选择 为了压制测区的干扰电磁信号，提高观测资料的信噪比，现代的瞬变电磁仪

28、大都采用了“叠加平均”的读数技术。增加叠加次数可以降低记录数据中干扰噪声的水平，然而，增加叠加次数将增加观测时间，降低观测速度。叠加次数的选取应兼顾数据质量和观测速度。所选取的最小叠加次数应使高于仪器噪声电平的有用信号能以足够大的信噪比被记录下来。4、供电电流强度的确定 可根据所用装置及最大延时观测信号达到最低可分辨信号水平计算出供电电流强度。例如，对于重叠回线装置，从（3.3.46）式可得：式中，I为供电电流强度， 为测区预计最大视电阻率；tmax为对应于最大探测深度所要求的最大延时；Vmin为最低可分辨电压；a为回线边长。 4、噪声电平的观测不同观测点的噪声电平并不完全一致，为了确定各观测

29、点晚期数据的观测精度，必须在每个测点上或相间几个测点上测量噪声电平，这种测量一般是采用将发射电流输出到匹配负荷的方法进行。噪声电平以下的数据已不可靠，仅供参考。图示时用虚线标出离差范围线，以示与正常数据的区别。 五、 瞬变电磁法的资料整理和解释 （一）资料整理的内容资料整理包括以下几个方面的内容：1、传输打印野外观测数据；2、检查验收原始记录数据、野外测点状况和仪器工作状态的记录；3、对原始记录数据进行整理、编号、汇总，并编写索引和说明；4、根据需要对数据进行滤波处理；5、根据需要换算各种导出参数（如s、S、h、等）。（二）成果的图示瞬变电磁法成果图一般有以下几种：1、多道V/I或（dBdt）

30、/I剖面图；2、 拟断面图；3、 曲线类型图；4、Sh曲线类型图；5、某些测道的 或V/I平面等值线图。六、 瞬变电磁法的资料解释因TEM兼有剖面法和测深法两种性质，因此，大多数情况下，既要对整个工区或剖面进行偏重于剖面法的资料解释，又要对一部分测点的TEM响应的时间特性作测深资料解释。 （一）测深资料的解释1、定性解释确定各测点曲线类型（即地电断面类型），并结合地质及钻孔资料确定地电断面各电性层与地质层位的对应关系。然后再大致确定岩层厚度的横向变化，找出曲线类型在测区变化的规律，划分曲线类型发生变化的界线。首先要详细研究已知地段上的典型曲线，然后再联系整个测区的曲线变化规律分析单个测点的曲线

31、。 2、半定量解释半定量解释就是要大致定量地计算地电断面各岩层的厚度和电阻率，常用的方法有两种：（1）利用视电阻率曲线特征点及渐近线推断目标层参数；（2）利用S、h参数推断层参数。前者是利用对理论曲线的研究成果，后者则是引用水平导电薄层理论，将层状大地各地层的影响等效为导电薄层的影响进行计算。计算视纵向电导S和视深度h的公式为： 3、定量解释 目前对TEM资料的定量解释，一般是用定性和半定量解释给出的层参数为初值，用一维层状大地模型计算出理论曲线，再与野外实测曲线进行对比，然后不断修改层参数，使理论曲线与野外实测曲线拟合，最后将理论模型的层参数作为实测曲线的解释层参数。将不同测点一维定量解释得

32、到的相应岩层连接起来，便得到二维地电断面。曲线拟合过程中人为修改层参数的称为正演拟合，由计算机自动修改层参数的称为自动反演。目前各厂家出售的瞬变电磁仪一般都配有可在微机上运行的一维解释软件。TEM资料的二维和三维解释目前还不完善，是正在研究的课题。 （二）剖面资料解释进行剖面资料解释时，重点就是要获得局部良导地质构造的性质、位置、形态、产状、规模和埋深等信息。1、异常的划分筛选出有意义的异常，并确定异常的性质。 2、异常的半定量解释应根据测区地质情况以及异常的空间和时间分布特点确定异常体的形状、规模、埋深等。在可能的情况下，还应确定异常体的电性参数。（1）局部导体异常的视时间常数（2）计算板体

33、倾角 （3）计算异常体埋深（1）局部导体异常的视时间常数（2）计算板体倾角 （3）计算异常体埋深=90-22 倾角与主峰次峰比值关系为 七、 瞬变电磁法应用实例瞬变电磁法在矿产、工程、环境物探中的应用非常广泛，在桥址、路基、坝址、高层建筑地基勘查，地热和地下水资源探测，岩溶、滑坡、煤矿陷落柱、地下水污染等灾害地质和环境地质调查中，TEM都发挥了重要作用。 （一）磨刀门大桥桥址勘查（二）化工部曙光橡胶研究所炭黑库地基勘查(三)美国加利福尼亚 Salinas海水入侵探测 (四)内蒙古布敦花铜矿预测 （一）磨刀门大桥桥址勘查磨刀门大桥是广州珠海高速公路横跨珠江入海口磨刀门水道的大桥，水道宽约3km，

34、初选桥址的桥轴部位海水深几米到几十米。桥轴线东西两岸出露燕山期花岗岩，测区还零星出露泥盆系地层。图3.3.33a为其中初选桥轴线020N的dBz/dt多道剖面曲线。从图中可见，在17501917测点间有一个明显的晚期双峰异常，推断为断裂破碎带，根据峰值差异小可判断断裂基本陡立，倾角约80。推断地质断面如图3.3.33b所示。在1778号点设计验证钻孔，在深度49.557.0m之间为断层破碎。该测线还布置了一些其它的验证孔，也与推断结果吻合较好。根据该区TEM资料，查明初选桥址附近构造较发育，建议桥轴线向南或向北位移200400m。这一建议得到公路设计部门采纳。 （二）化工部曙光橡胶研究所炭黑库

35、地基勘查 场地基岩为灰岩，岩溶构造十分发育，上覆红色粘土厚约58m。投入TEM法和声波探测法，任务是详细查明场地20m深度内各种岩溶构造和断裂破碎带的分布。TEM采用中心回线装置。发射回线边长5m，接收回线为边长lm的多匝线圈，点距lm。3336号点之间有明显的低阻异常，推断为一溶沟构造。因34号点为设计桩位，因而在34号点布置钻孔验证，结果证明该溶沟深约22m。由此改变原设计，采用两桩挑一柱的方式进行建筑。 (三) Salinas海水入侵探测Salinas濒临Montery海湾，由于过渡抽取地下水，引起海水入侵。该区有4个含水层：（1）滞积含水层；（2）55m含水层，该层约厚60m，海水入侵

36、范围大约为6000公顷；（3）120m含水层，海水入侵面积约为2700公顷；（4）270m含水层，未观测到海水入侵。 用TEM探测海水入侵范围，采用中心回线装置，发射回线边长为100m和200m。图3.3.35(a)为BB剖面上4个测深点的晚期视电阻率曲线以及经一维反演获得的4个地电断面。图3.3.35(b)则是根据上述反演结果绘出的BB地电断面。从图中可见，在55m含水层中，朝陆地方向电阻率由l.5m逐渐增至18m。在120m含水层中，电阻率则由6m增加到200m以上。 与当地的海水入侵监测井资料对比，发现含水层8m的电阻率大致相当于50010-6的氯化物浓度，用8m等值线勾绘出的55m和1

37、20m含水层海水入侵界线与监测井结果吻合很好，而且由于TEM测点多，给出了比监测井更详细的信息。 (四)内蒙古布敦花铜矿预测布敦花铜矿通榆山南部地段几乎完全被第四系沉积物覆盖，在已知的金鸡岭矿段有ZK1116和ZK9209两个钻孔，见矿情况良好。为了解矿体的延伸及规模，布置了穿过已知钻孔ZK1116和ZK9209的瞬变电磁中心回线装置的16测线。测线近东西方向布置。从图4-22的多道（7-19）瞬变电磁响应和视电阻率等值线图上可以看到，这两个钻孔的位置并不是电磁响应极大值或视电阻率极小值的中心。根据瞬变电磁异常的位置和形态，推断矿体在剖面上宽达400米。TEM异常中心在550号点，TEM异常不

38、仅幅度高、宽度大，异常衰减很慢，且在晚期异常峰值向西移动到 450号点附近，这种现象说明了该异常带可能由与ZK9209和ZK 1116相似的多层异常体引起，且最上一层埋深较浅。根据近似计算，认为最浅低阻地质体顶部埋深约90米。 布敦花铜矿通榆山南段10线TEM异常响应曲线10线在16线以北150米处， 异常与16测线异常的位置对应很好，且幅度更强。在10线的570号点布置了TEM异常验证孔ZK9301，结果共见矿七层，最浅一层深约82米，最深一层为252米，总厚度约19.5米，其中一层厚7.1米，铜平均品位达1.04。 为追索该异常带走向，又布置了五条测线，测区的瞬变电磁异常响应平面剖面图如下

39、图所示。从平面剖面图中可以看出，浅部异常体沿走向延伸约400米，而深部异常体向南延伸尚未追索完整，但已明显表现出北浅南深，应该向南进一步追索。布敦花铜矿通榆山南段瞬变电磁平面剖面图 3.3.3电磁偶极剖面法 常用的航空电磁法装置(a)和(b)均为直立共轴（同线XX）装置，但(a)称为吊仓系统，(b)称为硬架系统；(c)为直立共面（旁线XX）装置；(d)是一种机载发射、吊仓接收装置。 1、在无场源的均匀介质中，谐变电磁场满足什么形式的微分方程？时变电磁场满足什么形式的微分方程？2 、在不同介质的分界面上，电磁场满足哪些边界条件？求解电磁场的定解问题时，除了利用不同介质分界面上的边界条件外，还要利用哪些定解条件？3 、为什么要引入矢量位来求解电磁场的定解问题？引入矢量位的原