电法勘探-感应类

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1、电法勘探－感应类应用地球物理概论电法勘探－感应类第一节电磁感应法理论基础第二节频率域电磁剖面法第三节频率域电磁测深法第四节瞬变电磁法第五节航空电磁法定义：电磁法也叫电磁感应法，是以地壳中岩、矿石的导电性ρ与导磁性μ差异为物理基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场在空间与时间上的分布规律，从而寻找地下良导电矿体或解决其他地质问题的一组电法勘探方法。分类：（理论基础和野外方法基本相同，地质效果各有特点。）1）频率域电磁法：利用多种频率的连续谐变电磁场；2）时间域电磁法：利用不同形式的周期性脉冲电磁场；频率范围：1Hz-100kHz第一节电磁感应法理论基础第一节

2、电磁感应法理论基础一、频率域和时间域电磁场的基本特点１．频率域电磁场的基本特点利用交流发射装置，在地下和空气中建立谐变电磁场，激发方式有接地式和非接地式（感应式）两种。在频率域中，常用的谐变场场强、电流密度以及其他量均按余弦或正弦规律变化，如其中φH，和φE为初始相位。接地方式是用Ａ，Ｂ两个电极将交流电送入地下，地下分散的电流和Ａ，Ｂ导线中的电流共同在其周围产生一次电场和磁场，由于供电导线和大地具有电阻和电感，供入地下的一次电流场在相位上与电源相位发生位移。如果地下介质不均匀，在良导体中会产生涡旋电场；流入地下的电流线穿过电阻率界面时会产生积累电荷，这两种

3、异常源都为开展物理探测提供了物理基础。(严格讲，还有超低频率时产生激发极化场和超高频率时产生的位移电流场，太小忽略。)非接地方式（感应方式）是在地表敷设不接地线圈－－磁偶极子，在线圈周围产生交变一次电磁场，它能激发地下二次电磁场。地下二次电磁场的频率与激发场的频率相同，但相位发生位移。由于一次场和二次场在观测点上的空间取向不同，所以这两种场的合成结果必然形成椭圆。总电场（或磁场）矢量端点随时间变化的轨迹为椭圆，因此叫椭圆极化场。２.时间域电磁场的基本特点时间域电磁场，是指那些在阶跃变化电流作用下，地下产生的过渡过程的感应电磁场，也叫瞬变场。因为这一过渡过程

4、的电磁场具有瞬时变化的特点，故取名为瞬变场。与谐变场情况一样，其激发方式也有接地式和感应式两种。在阶跃电流（通电或断电）的强大变化电磁场作用下，良导介质内产生涡流场，其结构和频谱在时间与空间上均连续地发生变化。描述瞬变电磁场的基本参数是时间，这个时间依赖于岩石的导电性和收－发距。在近区的高阻岩石中，瞬变场的建立和消失很快（几十到几百毫秒）；而良导地层中，这一过程变得缓慢。由此可见，研究瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测具有不同导电性的地层分布。也可以发现地下赋存的较大良导体。瞬变电磁场的激发源即一次磁场，是通过两种途径传播到观测点的。第一种途径是电磁能量

5、经过空气瞬时传播到观测点处。第二种途径是，由发射装置直接将电磁能量传入地中（从接地电极流进的或由电磁感应产生的）。随着时间的推移，这两种场叠加在一起，即形成瞬变电磁场。在晚期第一种场实际上衰减殆尽，第二种场则占优势。第一节电磁感应法理论基础第二节频率电磁剖面法在频率域电磁剖面法中，常用的方法有不接地回线法和电磁偶极剖面法。1.不接地回线法不接地回线法是用铺在地面上的一个矩形回线（0.5km×0.3km或1km×0.5km）作为一次谐变磁场的发射源，固定不动，然后在回线内、外布置的测线上逐点进行磁场观测的一种电磁剖面法。一般一个频率沿测线形成一条电磁剖面。在

6、不接地回线法中根据观测参数的不同，又有实、虚分量法、振幅－相位法和振幅比相位差法等多种方法。回线场源优点：在异常中不包含传导电流场，较便于利用频率特性研究异常性质；缺点：布置回线麻烦，有效工作面积小，故一般用于详查工作。发射线圈，Transmiter，简称T；接收线圈，receiver，简称R1）实、虚分量法实、虚分量法按接收线圈所处方位的不同，可沿测线逐点观测交变磁场的垂直分量或沿剖面方向的水平分量。即可观测这些分量的实部和虚部，也可观测它们的振幅和相位。剖面法野外观测要点：主要由发射机和接收机两部分组成。（1）发射机是由固定频率的交流发电机或信号发生器

7、以谐振形式向回线馈送电流。（2）接收机则因视观测参数的不同而有很大差别。当只观测振幅时，由接收线圈、选频放大和指示器组成；当观测实、虚分量时，尚需增加移相器和参考线。实例：广东某磁铁矿区回线法观测结果工作时选用500m×200m的矩形回线。回线内中心测线上的垂直分量振幅和水平虚分量观测结果2）振幅比－相位差法指观测相邻两点磁场振幅比及相位差的一种电磁剖面法，亦称双框法或土拉姆法（或者叫梯度观测法）。工作中通常保持两接收线圈水平，即观测磁场垂直分量的振幅比和相位差。如果将第n个测点的磁场（谐变场）垂直分量记为：式中~号表示磁场为复量，不带~号的H为振幅，φ为

8、相位，则相邻两点磁场垂直分量的比为：在普查工作中或当矿体产状较陡时