第六讲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。

瞬变电磁法探测原理瞬变电磁法，即Transient Electromagnetic Method(简称TEM)，是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场，以激励地层介质感生电磁场，在一次脉冲场间歇期间利用同一回线或电偶极接收感应电磁场。

其物理基础是电磁感应原理，据此理论在电导率和磁导率均匀的大地上，铺设输入阶跃电流的回线，当发送回线中电流突然断开时，在下半空间就要被激励起感应涡流场以维持在断开电流前存在的磁场，此瞬间的电流集中在回线附近的地表，并按指数规律衰减。

在发送一次脉冲磁场的间歇期间，观测由地下地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应电磁场(或称响应场)。

地层介质被激励所感应的二次涡流场强弱决定于地层介质所耦合的一次脉冲磁场磁力线的多少，二次场的大小与地下介质的电性有关：低阻地质体感应二次场衰减较慢，二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减较快，二次场电压较小。

根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地质体的电性、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(纯异常响应)，对二次电位进行归一化处理后。

根据归一化二次电位值的变化特征，可间接地探测各种地质构造问题。

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有关地质现象的一种有效的地质勘探手段。

瞬变电磁场在大地中主要以“烟圈“扩散形式传播，在这一过程中，电磁能量直接在导电介质中传播而消耗，由于趋肤效应，高频部分主要集中在地表附近，且其分布范围是源下面的局部，较低频部分传播到深处，且分布范围逐渐扩大。

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，反应浅部电性分布，晚期瞬变电磁场是由深部的感应电磁场产生的，反应深部的电性分布。

因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。

矿井瞬变电磁法原理与地面电磁法原理基本相同，所不同的是矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行瞬变电磁场呈全空间分布,接收线圈接收的信号是来自发射线圈上下两个方向全空间岩石电性的综合反映。

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。

瞬变电磁法工作布置瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种非常重要的地球物理勘探方法，广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源调查、环境地质调查等领域。

本文将介绍瞬变电磁法的工作原理和布置方式。

瞬变电磁法是利用电磁感应原理进行测量的一种方法。

它通过在地面上放置一个发射线圈和一个接收线圈，通过发射线圈产生的瞬变电流激发地下的瞬变电磁场，然后通过接收线圈测量地下的瞬变电磁场响应。

根据地下介质的电导率差异，可以得到地下结构的信息。

在进行瞬变电磁法勘探时，需要合理布置发射线圈和接收线圈。

一般情况下，发射线圈和接收线圈应该保持一定的距离，以避免相互干扰。

同时，为了获得更好的测量效果，线圈的位置和方向也需要进行合理选择。

通常情况下，线圈应该布置在待勘探区域的中心位置，并且线圈的方向应该与地下结构的走向垂直。

在实际应用中，瞬变电磁法的工作布置需要考虑多种因素。

首先，需要根据勘探目的确定勘探区域的范围和布点密度。

对于大面积的勘探区域，可以采用网格状布点方式，以获得更全面的地下信息。

其次，根据地下介质的特点选择合适的发射线圈和接收线圈。

对于高电导率的地下介质，可以选择低频率的线圈；而对于低电导率的地下介质，可以选择高频率的线圈。

此外，还需要考虑地下介质的深度和复杂程度，以确定合适的测量参数。

瞬变电磁法的工作布置还需要考虑数据采集和处理的问题。

在进行数据采集时，需要保证线圈的稳定性和准确性，避免外界干扰对测量结果的影响。

在数据处理方面，需要进行合理的滤波和校正，以提高数据的质量和可靠性。

同时，还需要采用适当的解释方法，将测量数据转化为地下结构的信息。

瞬变电磁法是一种重要的地球物理勘探方法，通过合理的工作布置可以获得准确可靠的地下信息。

在实际应用中，需要根据勘探目的和地下介质的特点选择合适的线圈和测量参数，并进行数据采集和处理。

通过瞬变电磁法的应用，可以为矿产资源勘探、地下水资源调查等领域提供重要的支持和指导。

瞬变电磁法瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向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.瞬变电磁法也称时间域电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向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二次涡流场的方法。

简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。

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。

衰减过程一般分为早、中和晚期。

早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。

通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征瞬变电磁法探测具有如下优点⑴由于施工效率高，纯二次场观测以及对低阻体敏感，使得它在当前的煤田水文地质勘探中成为首选方法；⑵瞬变电磁法在高阻围岩中寻找低阻地质体是最灵敏的方法，且无地形影响；⑶采用同点组合观测，与探测目标有最佳耦合，异常响应强，形态简单，分辨能力强；⑷剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息。

根据瞬变电磁法对低阻体反应敏感的特点，将其用于煤矿井下水文勘查还是近几年的事情。

瞬变电磁法是一种极具发展前景的方法，可查明含水地质如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。

瞬变电磁法在提高探测深度和在高阻地区寻找低阻地质体是最灵敏的方法，具有自动消除主要噪声源，且无地形影响，同点组合观测，与探测目标有最佳耦合，异常响应强，形态简单，分辨能力强等优点。

瞬变电磁法的勘探原理是利用人工在发射线圈加以脉冲电流，产生一个瞬变的电磁场，该磁场垂直发射线圈向两个方向传播，通常是在地面布设发射线圈，依据半空间的传播原理，把地面以上的忽略。