TerraTEM瞬变电磁仪讲解

瞬变电磁法原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用地下电阻率差异来探测地下结构的一种有效手段。

瞬变电磁法原理是基于法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组，通过在地面上设置发射线圈和接收线圈，利用电磁场的感应效应来获取地下介质的电阻率信息。

在瞬变电磁法中，发射线圈产生的瞬时电流会在地下引起瞬时变化的磁场，这个瞬时变化的磁场会感应出地下的涡电流。

这些涡电流会产生自己的磁场，而这个磁场又会感应出接收线圈中的感应电压。

通过测量这个感应电压随时间的变化，就可以得到地下介质的电阻率信息。

瞬变电磁法原理的关键在于瞬时变化的电磁场。

由于地下介质的电阻率不同，对瞬变电磁场的响应也不同，因此可以通过测量感应电压的变化来推断地下的电阻率分布。

一般来说，导电性较好的地层会对瞬变电磁场产生较大的响应，而绝缘性较好的地层则会对瞬变电磁场产生较小的响应。

瞬变电磁法原理的优势在于其对地下较深部分的探测能力。

由于瞬变电磁法所产生的磁场变化非常快，因此可以感应出地下较深部分的涡电流，从而获取较深部分的电阻率信息。

这使得瞬变电磁法在地下水资源、矿产资源、地质构造等方面有着广泛的应用前景。

总的来说，瞬变电磁法原理是基于电磁感应定律和麦克斯韦方程组，利用瞬时变化的电磁场来感应地下介质的电阻率信息。

通过测量感应电压随时间的变化，可以推断地下的电阻率分布，从而实现对地下结构的探测。

瞬变电磁法在地下深部探测方面具有独特的优势，对于地质勘探、矿产资源勘查等具有重要的应用价值。

2.大功率瞬变电磁仪- TerraTEM一. 主要应用领域瞬变电磁法以接地导线或者不接地回线通以脉冲电流做为场源，以激励探测目的物感生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间变化的响应。

矿产勘探、构造测深、水文与工程地质调查、环境调查与检测及考古。

可以几乎涉及物探工作的各个领域，特别是在近年来找水、市政工程、土壤盐碱化、污染调查以及浅层石油构造填图都取得良好效果。

在巷道及隧道超前探测方面，瞬变电磁法可以对巷道四周和工作面前方进行超前探测，预测可能存在的汗水（层）、断层和陷落柱等，以保证在煤矿和隧道安全作业。

可见，瞬变电磁法的应用领域是相当的广泛。

目前国内应用瞬变电磁法对隧道及巷道超前探测方面的研究单位越来越多，其中比较突出的有中国矿业大学，专门应用瞬变电磁法研究隧道、巷道超前探测方面，应用效果非常好。

已经采购了3套我公司的TerraTEM 设备专门应用于隧道、巷道等超前探测方面应用研究，取得了非常大的经济、社会效益。

二. 厂家介绍澳大利亚Alpha 公司位于澳大利亚新南威尔士州，该公司主要是以找矿技术服务、勘探机械设备制造为主。

公司与澳大利亚联邦工业研究院、澳大利亚莫纳什大学长期达成战略合作，共同研发制造电磁法等物探设备。

凭借澳大利亚世界一流的“时间域电磁勘探”技术，该公司生产的TerraTEM 瞬变电磁法仪技术优势处于世界领先地位。

此系统是由CSIRO （联邦科学工业研究院）开发研究，现由Alpha 地质仪器公司制造。

最早型的仪器为G.Buselli 博士亲赴前苏联考察并自行研制，1977年研制成SIROTEM-Ⅱ仪器，当时它是最先进的TEM 系统，具断面显示、后处理滤波和衰减曲线有多道的、发射机和接收机一体的、叠加可选等先进指标。

1990年CSIRO推出SIROTEM-Ⅲ型仪器，它是SIROTEM-Ⅱ型的革新，而不是一般的改进，它是数字发射机和接收机装在一起的紧凑型轻便仪器，并可以与外接大功率发射机一起工作，该系统九十年代被中国引进，并享有良好的口碑。

MonashGeoScope Terra TEM操作手册修订版3.02006.8目录1.1 控制机...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 电池组...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.3 充电器...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.4 连接线...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.5 USB数据快速转存器............................................................................ 错误!未定义书签。

1.6 搬运箱...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.7 手册.......................................................................................................... 错误!未定义书签。

瞬变电磁法简介第三节瞬变电磁法（TEM）一、方法原理瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源通以脉冲电流为场源，以激励探测目的物感应二次电流，在脉冲间歇测量二次场随时间变化的响应。

当发射回线中的电流突然断开时，在介质中激励出二次涡流场（激发极化场），二次场从产生到结束的时间是短暂的，这就是“瞬变”名词的由来。

在二次涡流场的衰减过程中，早期以高频为主，反映的是浅层信息，晚期以低频为主，反映的是深层地下信息。

研究瞬变电磁场随时间变化规律，即可探测不同导电性介质的垂向分布。

瞬变电磁法的探测深度与回线线圈的大小、匝数有关，线圈越大、匝数越多，探测的深度就越深。

瞬变电磁法的观测是在脉冲间隙中进行，不存在一次场源的干扰，这称之为时间上的可分性，脉冲是多频率的合成，不同的延时观测的主频率不同，相应的时间场在地层中的传播速度不同，调查的深度也就不同，这称之为空间的可分性。

由这两种可分性导致瞬变电磁法有以下特点：把频率域法的精确度问题转化成灵敏度问题，加大功率，灵敏度可以增大信噪比，加大勘探深度；在高阻围岩地区不会产生地形起伏影响的假异常；在低阻围岩地区由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；可以采用同点组合（同一回线、重叠回线等）进行观测，使与探测目标的耦合最好，取得的异常强，形态简单，分层能力强；线圈点位、方位或接收距要求相对不严格，测地工作简单，功效高；有穿透低阻覆盖层的能力，探测深度大；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。

二、地球物理前提由于瞬变电磁法是观测断电后由一次脉冲激励出的二次涡流场随时间的变化规律，二次涡流场随时间的衰减快慢和强弱与被探测介质（道碴、混凝土、岩石等）及介质状态（含水与干燥、完整与破裂）有关，TEM法衰减曲线的变化过程反映了检测点由高频到低频、由浅层到深层的地质信息变化过程。

检测的参数是各层规一化的电阻率，对实测的衰减曲线进行反演拟合，绘制地下电性分层及分层的电阻率柱状图，进而以反演拟合曲线为基础，绘制成曲线簇断面图、等值线断面图及电性分级断面图。

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1.4 连接线...................................................................................................... 错误!未定义书签。

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1.6 搬运箱...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.7 手册.......................................................................................................... 错误!未定义书签。

瞬变电磁法原理瞬变电磁法（Transient Electromagnetic method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用瞬变电磁场在地下介质中传播的特性，来获取地下介质的电性信息。

瞬变电磁法原理的核心在于利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质中的电导率进行探测，从而揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。

瞬变电磁法的原理可以简单概括为，在地面上设置一个发射线圈，通过传输电流产生瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质并感应出地下介质中的电磁响应。

接收线圈则用来接收地下介质中的电磁响应，通过分析接收信号的变化，可以推断地下介质的电导率分布情况，从而得到地下介质的电性信息。

瞬变电磁法原理的核心在于瞬变电磁场的感应效应。

当发射线圈传输电流时，会在地下产生一个瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质，并感应出地下介质中的电磁响应。

地下介质中的电磁响应受到地下介质电导率的影响，不同的地下介质具有不同的电导率，因此它们会对瞬变电磁场产生不同的响应。

通过接收线圈接收地下介质中的电磁响应，并分析接收信号的变化，就可以推断地下介质的电导率分布情况。

瞬变电磁法原理的关键在于对接收信号的分析。

接收线圈接收地下介质中的电磁响应，这个响应信号包含了地下介质电导率的信息。

通过对接收信号的分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。

瞬变电磁法通过对地下介质的电性信息进行探测，可以帮助地质勘探人员了解地下构造和岩矿成矿体的情况，为资源勘探和地质灾害预测提供重要的科学依据。

总之，瞬变电磁法原理是利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质的电性信息进行探测，来揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。

通过对发射线圈传输的瞬变电磁场和接收线圈接收的电磁响应进行分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。

瞬变电磁法在资源勘探和地质灾害预测中具有重要的应用价值，是一种非常有效的地球物理勘探方法。

瞬变电磁法1、概述顺便电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它是的原理是根据地壳中岩石或者矿体的导电性及介电性等电学性质的差异，以不接地的回线或者是连接地线通上脉冲电流为场源，地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。

其基本工作方法是：于地面或空中设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流：断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减，有一个瞬变的过程。

可以通过判断和分析二次的时空变化特征，来判断地下地质体的电性特征，找出其位置，产状和埋深等特征。

具有可以同时的具有时间和空间的可分性、探测深度达、分辨率高、信息丰富等优点。

近几十年来，我国科学技术快速进步，经济迅猛发展，各项基础建设稳步展开，对于各种矿产资源、能源、地下水资源等的需求快速增加。

同时，各项建设中遇到了许多工程问题，如公路建设中的地下空洞、煤田开采中的陷落柱、隧道开挖中的突水问题等等。

这些因素在一定程度上制约着我国经济的发展，而顺便电磁法的出现，利用其测量方面的优势，已经发展成为探测油气、金属和非金属矿产的一种重要方法，并且在深部地质构造研究，工程勘察、油气、矿产、水、地热勘探等领域得到了广泛的应用。

可以很好地保证资源供给，减少经济损失，加快建设进度。

2、研究现状2.1、研究历史对勘测工程工作的种种困难，把瞬变电磁法应用到地质勘探中的想法在上世纪30年代就有人提出来。

最初的时域电磁法是利用到了L.W.Blan在1993年获得专利，用电磁脉冲激发提供电偶极形成电场。

随后在前苏联有人提出了瞬变电磁测深法。

在50年代，前苏联、加拿大、美国等国已经开始就瞬变电磁法的理论与应用技术进行了深入的研究，同时期由J.R.Wait 提出了使用瞬变电磁场法寻找导电矿体的理念。

前苏联也基本已经建立了瞬变电磁法与野外施工的技术方法，更在70、80年代开展了大量的测量工作，特别是在二维和三维测量的方面就有了很大的进步，这使的瞬变电磁法在地质勘探上运用有了很大的发展。

TEM瞬变电磁法简述瞬变电磁法或称时间域电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM），是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，以不接地回线（磁偶源）向被测地质体发射脉冲式电场作为场源（一次场）。

以此来激励地下介质的二次涡流场，并对二次场进行观测。

在发射脉冲的间隙利用接收回线（线圈）接收二次场，通过分析二次场随时间的变化特征，来获取地下介质的电性特征（电阻率），推断目标体的空间赋存位置、产状、埋深等信息。

图1瞬变电磁法原理图如图1所示，在地面布设发送回线，并给发送回线上供一个电流脉冲方波，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡(衰减)过程。

该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地表传播，在回线一定范围内接收回线接收二次磁场。

1.2 TEM如何实现测深在瞬变过程早期阶段，高频谐波占主导地位。

由于高频的趋肤效应，涡旋电流主要集中在导电介质的表层附近且阻碍电磁场向地质体深处传播。

所以早期阶段主要反映地质体断面上部地质信息。

随着时间的推移，高频成分被导电介质吸收，从而低频成分占主导地位。

它在导电地质体中激发出很强的涡旋电流。

然而由于热损耗，这些涡旋电流场很快就消失了。

在瞬变过程的晚期，局部地质体中的涡流实际上全部消失，而在各个地层中的涡流磁场之间连续的相互作用使场均匀化和使电流均匀分布，晚期场将依赖于断面的总纵向电导。

1.3 TEM如何探测地质体信息在发送一次脉冲磁场的间歇期间，观测由地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场的强度。

地质体介质被激励所感应的二次涡流场的强弱决定于地质体介质所耦合的一次脉冲磁场磁力线的多少，即二次场的大小与地下介质的电性有关：（1）低阻地质体感应二次场衰减速度缓慢，二次场电压较大；（2）高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。

根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断被测地质体的电性、性质、规模和产状等，由于瞬变电磁仪接收的信号是二次涡流场的电动势（即二次电位），因此，瞬变电磁作为一种时间域的人工源地球物理电磁感应探测方法，是根据地质构造本身存在的物性差异来间接判断相关地质现象的一种有效的地质勘探手段。

瞬变电法名词解释1. 瞬变电法的定义瞬变电法（Transient Electro-Magnetic method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用瞬变电场测量来推断地下的电导率结构。

该方法适用于测量较浅的地下介质，并且可以提供关于地下结构的高分辨率信息。

2. 瞬变电法的原理瞬变电法利用了时间-空间互易性原理，即通过在地面上施加一个突然改变的电流源，产生一个瞬态电磁场。

这个瞬态电磁场会在地下传播并与地下介质相互作用，产生感应电流。

通过在接收线圈上测量感应电流的大小和方向，可以推断出地下介质的导电性。

3. 瞬变电法的仪器和测量步骤3.1 仪器设备•发射线圈：用于产生突然改变的电流源。

•接收线圈：用于测量感应电流。

•记录仪：用于记录接收线圈上的感应电流信号。

3.2 测量步骤1.在待测区域选取合适位置，安装发射线圈和接收线圈。

2.施加一个突然改变的电流源于发射线圈，产生瞬态电磁场。

3.接收线圈测量感应电流信号，并将其记录下来。

4.根据记录的感应电流信号，进行数据处理和解释，得出地下介质的导电性结构。

4. 瞬变电法的优势和应用领域4.1 优势•高分辨率：瞬变电法可以提供较高的空间分辨率，可以揭示地下细小结构。

•快速测量：测量过程相对快速简便，适用于大面积勘探。

•非侵入性：瞬变电法不需要在地下钻孔或挖掘，对地质环境无干扰。

4.2 应用领域•地质勘探：瞬变电法可以用于寻找地下矿产资源、水文地质调查等。

•环境监测：可以用于检测污染物的扩散情况、地下水位变化等。

•工程勘察：可用于土壤结构评估、地基稳定性分析等。

5. 瞬变电法的局限性和挑战5.1 局限性•深度限制：瞬变电法适用于较浅的地下介质，对于深层结构探测有一定限制。

•解释困难：由于地下介质的复杂性，解释瞬变电法数据需要结合其他地球物理勘探方法和地质信息。

5.2 挑战•数据处理：瞬变电法数据处理较为复杂，需要运用数学模型和计算方法进行解释。

•仪器改进：提高瞬变电法仪器的灵敏度和分辨率，是当前的研究方向之一。