瞬变电磁法

瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成，工作过程分为发射、电磁感应和接收三部分。当发射回线中通以阶跃电流，发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为一次磁场，一次磁场在周围传播过程中，如遇到地下良导电的地质体，将在其内部激发产生感应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为二次磁场。由于良导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成瞬变磁场，二次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释.

瞬变电磁法场源：接地导线通以脉冲电流，称为电性源（长导线或电偶极子）。发射机i(t)不接地回线通以脉冲电流称为磁源发射机i(t)2007吉林大学磁源TEM方法特点与应用领域断电后观测二次场，可以近区观测，减少旁测影响，增强电性分辨能力；★可以采用同点组合（重叠回线，中心回线）进行观测，与探测目标的耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；★有穿透低阻覆盖的能力，探测深度大；★由于测磁场，受静态位移影响小；★通过多次脉冲激发，响应信号的重复观测叠加和空间域多次覆盖技术的应用，提高信噪比和观测精度；★剖面测量与测深工作同时完成，提供了更多有用信息减少了多解性。2007吉林大学?瞬变电磁野外工作有动源回线组合（包括重叠回线、中心回线等）；定源回线组合（包括大回线等）方式，一般说来，在给定的条件下，选择最佳的野外工作回线受许多因素的影响，主要有：?（1）目的物的特性；?（2）地质环境；?（3）电磁噪声干扰。动源回线组合的灵敏度随位置的变动是均匀的；定源回线组合的灵敏度随离开发射线圈的距离而降低。在不知道目的物的埋深、或要求勘探深度较浅及做地质普查时采用动源回线组合，而大固定源回线组合可以提供高磁矩，为了深部找矿，应采用大固定源回线组合。因此，实验选用大回线组合方式。2007吉林大学电导率σ越小，响应初值越大，但衰减快;σ大，响应初值小，而衰减慢。非磁性导电球体的瞬变电磁响应曲线2007吉林大学地质体的瞬变电磁响应存在导电响应“窗口”，反映电性变化的差异。非磁性导电球体的响应导电窗口曲线2007吉林大学、常用的激发场源时间域电磁法中，激发波形可以采用多种具有周期性的脉冲序列，例如：矩形、梯形、半正弦形、三角形、伪随机等波形。对瞬变电磁测深，在实际应用中，为了有效地抑制观测系统中的直流偏移和超低频噪声的干扰，将不同时域的相应二次场进行叠加，以消除随机干扰，提高信噪比，需要采用周期性脉冲序列连续激发二次场。经常采用的激励场波形主要有双极性矩形脉冲、双极性半正弦脉冲、双极性梯形脉冲序列等来激发二次电磁场。2007吉林大学 5 H0 T/2 0 0 -5 5 H0 T/2 d 2 矩形波0 0 -5 5 H0 T/2 d' 2d d' 2 斜阶跃波正弦波0 0 -5 d 2 几种常用激励场的波形几种简化波形的频谱c2007吉林大学一次场的特征：地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。一次场随着据地表的距离增大而减小。回线一次场垂直分量沿x轴的变化回线一次场垂直分量沿z轴的变化回线磁场的特点：地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。对于边长为2a的正方形回线，如果以与中心点磁场大小相差不超过40％为准，则在回线中部0.6a及上、下±0.18a的范围内可近似看成垂直的均匀场。因为它随深度减弱较慢，故有较深的探测能力。回线外部则一次场变化较大。2007吉林大学，二次感应电压有效范围越宽，早期幅值越大，对早期信号影响越小。相反，关断时间越长，感应段的时间越长，早期的信号被舍弃的越多，对浅层的地质信息丢失越多，探测不到。从而，仪器应尽量缩短发射电流的关断时间，以提高地下浅部的探测能力。结论：1.二次感应电压幅值随地质体的时间常数变大而变小，衰减速度变慢。2.二次感应电压随关断时间变大，有效数据窗变短。2007吉林大学

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