瞬變電磁法的基本原理

瞬變場(chǎng)與諧變場(chǎng)一樣，場(chǎng)源也分接地式和感應(yīng)式兩種，統(tǒng)稱為發(fā)射裝置。當(dāng)發(fā)射裝置 中的電流突然階躍下降為零時(shí)，在其周圍產(chǎn)生急劇變化的電磁場(chǎng)。它是形成地中渦流的激 發(fā)源。該場(chǎng)以兩種途徑傳播到地下介質(zhì)中。第一種途徑是以光速C的電磁波，從空氣中 直接傳播到地表各點(diǎn)，并將部分能量傳入地下，在離場(chǎng)源足夠遠(yuǎn)的地表面上形成垂直向下 傳播的不均勻平面波；第二種途徑是電磁能量直接從場(chǎng)源所在地傳播到地下，它在地中激 發(fā)的渦流，似“煙圈”那樣隨時(shí)間之推移逐步擴(kuò)散到大地深處（圖4-62）。

圖4-62“煙圈”的立體圖形

在場(chǎng)的傳播初期，第一種途徑的場(chǎng)是瞬間建立的，而第二種由于在傳播中受到大地阻 抗作用，建立的時(shí)間相對(duì)較遲，故這期間兩種傳播方式的場(chǎng)在時(shí)間上是分開(kāi)的。隨后，這 兩種場(chǎng)互相疊加在一起。再后來(lái)，第一種傳播方式的場(chǎng)衰減至可忽略不計(jì)，這時(shí)地中的二 次場(chǎng)主要由第二種傳播方式的場(chǎng)激發(fā)感生。

實(shí)際測(cè)量中，瞬變電磁法可分為剖面法和測(cè)深法。在勘探深度為幾十米范圍的應(yīng)用 中，一般主要利用磁場(chǎng)的剖面信息，而很難利用其深度方面的信息，這時(shí)，一般將瞬變電 磁法作為剖面法對(duì)待；在勘探深度達(dá)數(shù)百米范圍的應(yīng)用中，不僅能利用磁場(chǎng)的剖面信息，還可以利用磁場(chǎng)深度方面的信息，這時(shí)，一般將瞬變電磁法視為測(cè)深法。

原則上頻率域電磁法使用的場(chǎng)源在瞬變電磁法中均可以使用，但目前瞬變電磁法使用 較多的還是不接地回線場(chǎng)源，在理論研究中，可大致將其作為垂直磁偶極子對(duì)待。瞬變電 磁法可以使用方波、半正弦波、三角波等不同形式的脈沖，但目前地面瞬變電磁法使用較 多的是方波脈沖，并主要觀測(cè)其關(guān)斷后的瞬變電磁場(chǎng)。