瞬變電磁測深法（水文地質(zhì)工作手冊）1、方法原理簡介瞬變電磁測深法(簡稱TEMS)是一種時間域電磁法。基于電性差異，以階躍波形電磁脈沖激發(fā)，利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間歇期間(斷電后)，利用線圈或接地電極測量由地下介質(zhì)產(chǎn)生的感應(yīng)二次場（二次渦流場）隨時間的變化，達(dá)到尋找目標(biāo)地質(zhì)體的地球物理勘探方法。其數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)為電磁感應(yīng)原理，即導(dǎo)電介質(zhì)在階躍變化的激勵磁場的激發(fā)下產(chǎn)生渦流場的問題。一次脈沖信號。二次場信號表示為：EQ(1)式中：為磁導(dǎo)率；M為發(fā)送線圈磁矩；q為接收線圈等效面積；為地層電阻率；t為時間。從上式中可以看出，二次場信號與，成反比，當(dāng)探測地下良導(dǎo)電地質(zhì)體時。在往地面敷設(shè)的發(fā)送回線中通以一定的脈沖電流。使回線中間及周圍一定區(qū)域內(nèi)便會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(稱一次場或激勵場)，如果一次電流突然中斷，則一次磁場隨之消失，使處于該激勵場中的良導(dǎo)電地質(zhì)體內(nèi)部由于磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律)，感應(yīng)電動勢在良導(dǎo)電地質(zhì)體中產(chǎn)生二次渦流，二次渦流又由于焦耳熱消耗而不斷衰減，其二次磁場也隨之衰減(見圖1)。由于感應(yīng)二次場的衰變規(guī)律與地下地質(zhì)體的導(dǎo)電性有關(guān)，導(dǎo)電性越好，二次場衰減越慢；導(dǎo)電性越差，二次場衰減越快。因此，通過研究二次場的衰減規(guī)律便可達(dá)到探測地下地質(zhì)異常體的目的。圖1TEM法工作原理示意圖瞬變電磁場在大地中主要以擴(kuò)散形式傳播，在這一過程中，電磁能量直接在導(dǎo)電介質(zhì)中由于傳播而消耗，由于趨膚效應(yīng)，高頻部分主要集中在地表附近，且其分布范圍是源下面的局部，較低頻部分傳播到深處，且分布范圍逐漸擴(kuò)大。傳播深度：（2）傳播速度：（3）式中：t—傳播時間；—介質(zhì)電導(dǎo)率；—真空中的磁導(dǎo)率。由(2)式得：，(4)在中心回線下，時間與表層電阻率之間的關(guān)系可寫為：(5)聯(lián)立(4)(5)式，可得中心回線裝置估算極限探測深度H的公式為:(6)式中:I—發(fā)送電流；L—發(fā)送回線邊長；—上覆電阻率；—最小可分辨電壓，它的大小與目標(biāo)層幾何參數(shù)和物理參數(shù)及觀測時間段有關(guān)。一般為0.2～0.5nV/m2；Rm—最低限度的信噪比；N—噪聲電壓。瞬變電磁測深的最佳工作裝置是中心回線裝置，發(fā)送回線邊長和發(fā)送電流可參照公式(6)合理確定。時窗范圍t的確定，取決于測區(qū)內(nèi)所要探測的目標(biāo)物的規(guī)模及電性參數(shù)的變化范圍，地電斷面的類型及層參數(shù)，勘探深度等諸多因素，具體時窗范圍應(yīng)通過生產(chǎn)試驗確定。由于瞬變電磁測深是在一次場斷電后測量二次場，不存在一次場源的干擾。此外，階躍脈沖實際上是由各種高頻諧波疊加產(chǎn)生的寬頻帶電磁波，與頻率域電磁法相比瞬變電磁法具有以下優(yōu)點：(1)斷電后觀測的二次場，可以進(jìn)行近區(qū)觀測，減少了旁側(cè)影響，增強(qiáng)了電性分辨能力；(2)可采用加大功率的方法增強(qiáng)二次場信號，提高信噪比，增加勘探深度；(3)穿透高阻層的能力強(qiáng)；(4)采用人工源方法，隨機(jī)干擾影響?。?5)采用重疊回線裝置，可以避免地形影響；(6)線圈形態(tài)、方位要求相對不嚴(yán)格，測地工作簡單、工效高；(7)測量磁場受靜態(tài)位移的影響??；(8)通過多次脈沖激發(fā)，場的重復(fù)觀測疊加和空間域多次覆蓋技術(shù)的應(yīng)用，可以提高信噪比和觀測精度。由于該方法具有探測深度大、對地層分辨能力高、受旁側(cè)影響或體積效應(yīng)小，以及工效高、成本低等特點，因而在尋找油氣田、煤田、深部有色金屬礦、地?zé)崽?、地下水以及地質(zhì)構(gòu)造研究等方面取得了引人注目的成果。其解決的主要地質(zhì)問題有一下幾方面：a)金屬礦產(chǎn)及某些非金屬礦產(chǎn)勘查；b)地質(zhì)構(gòu)造研究；c)煤田、油氣田以及地?zé)崽锟辈椋籨)水文地質(zhì)及工程地質(zhì)勘查；e)尋找地下管線及地下人文遺跡。2、方法應(yīng)用條件及注意事項確定瞬變電磁測深法的地質(zhì)任務(wù)或施工項目，在考慮勘查工作需要的前提下，首先要分析是否具有一定的地電條件，勘查目標(biāo)與圍巖之間是否存在明顯的電性差異。對于方法的有效性分析，正演模擬法是論證方法有效性和開展野外試驗工作的依據(jù)，正演所選取的地電斷面類型及參數(shù)要以已知地段及不同工作區(qū)的實際斷面為參考，一般可由正演模擬求得最佳工作裝置及其尺寸。值得注意的是，凡屬下列情況之一者，只宜列為試驗項目:(1)尋找深部礦、難識別礦及間接尋找目標(biāo)物等情況下，尚未進(jìn)行瞬變電磁法試驗工作，方法有效性尚不明確的新區(qū)。(2)外來電磁噪聲干擾較嚴(yán)重，使用現(xiàn)有儀器及觀測方法的效果受到影響的地區(qū)。(3)探測目標(biāo)與圍巖之間的電性差異較小，或探測目標(biāo)物的相對規(guī)模不大，埋深較大，不能肯定是否能測出目標(biāo)物異常響應(yīng)的地區(qū)。注意事項：(1)測區(qū)、測網(wǎng)和比例尺測區(qū)范圍應(yīng)根據(jù)工作任務(wù)和測區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)及以往物化探工作程度合理確定。并考慮以下因素:a)探測目標(biāo)物的規(guī)模、埋深及與圍巖的電性差異，應(yīng)保證所得到的異常完整性及周圍有一定范圍的正常背景場；b)測區(qū)范圍應(yīng)盡可能包括已知區(qū)，不同年度的測區(qū)相銜接；c)大定源回線裝置不同發(fā)送回線的測區(qū)范圍相銜接時，必須有一定的重迭面積。測深法裝置，開展面積性工作時，常用比例尺和測網(wǎng)密度參照表1。表1比例尺測線間距沿測線點距測點數(shù)/km21：5萬0.5km～2km0.5km～1km4～1/21：2.5萬0.25km～1km0.25km～0.5km16～21：1萬100m～500m100m～250m100～181：5千50m～250m50m～100m400～401：2千20m～100m20m～50m2500～200(2)工作精度設(shè)計地面瞬變電磁法工作精度時，應(yīng)遵循下述兩點:a)應(yīng)考慮能夠觀測與分辨勘查對象所產(chǎn)生的最弱異常，一般應(yīng)使最大誤差的絕對值小于任何有意義異常的1/3；b)應(yīng)根據(jù)儀器的技術(shù)性能合理設(shè)計，其總精度不應(yīng)超過現(xiàn)有儀器設(shè)備所能達(dá)到的精度。地面瞬變電磁法工作的總精度以均方相對誤差來衡量，分級列于表2。表2級別V/I或B/I總均方相對誤差有位差無位差A(yù)10%15%B15%10%注:表2中無位差(無點位誤差)是V/I或B/I的觀測誤差和其他誤差的疊加，如，外界電磁噪聲的變化，儀器不穩(wěn)定引起的誤差。有位差(有點位誤差)是裝置和無位誤差的盈加，裝置誤差是測地誤差和布線、布點不準(zhǔn)引起觀測值變化的誤差對于使用晚期觀測數(shù)據(jù)時，一般可采用不大于噪聲電壓3倍的均方絕對誤差來衡量。在要求高精度和進(jìn)行定量計算時，可采用不大于噪聲電壓2倍的均方絕對誤差來衡量。工作精度可根據(jù)工作任務(wù)及工作裝置的特點，以取得較好的地質(zhì)效果和經(jīng)濟(jì)效益，可選擇某一觀測精度或A.B之間的中等精度。(3)生產(chǎn)試驗工作凡屬新區(qū)開展工作，在正式生產(chǎn)之前，應(yīng)首先進(jìn)行生產(chǎn)試驗工作，并在設(shè)計中明確試驗任務(wù)、方法技術(shù)及工作量，其要求是:a)了解礦區(qū)內(nèi)已知礦體上的異常響應(yīng)特征，包括異常強(qiáng)度、形態(tài)、范圍、時間特性、時窗范圍、地質(zhì)噪聲及信噪比等；b)查明外來電磁噪聲電平及干擾特征，選擇和確定迭加次數(shù)；c)檢查工作精度、測網(wǎng)密度、工作裝置及回線邊長等選擇是否合理。(4)測地工作地面瞬變電磁法測地精度、測點位置的質(zhì)量指標(biāo)列于表3,表3測地工作精度級別平面點位限差mm測深相對高程限差mm點位均方相對誤差％測線方向高程測量A2.035V2B2.5510Va)點距及發(fā)送回線邊長大于100m的測深裝置在地面目標(biāo)物明顯的條件下，可用1:10000或更大比例尺的地形圖定點，定位精度級別參照表3中B。b)測深裝置對于發(fā)送回線角點點位精度級別參照表3中B；對于接收回線角點及中心點點位精度級別參照表3中A，中心點要求觀測高程。(5)電性參數(shù)測定和物理模擬試驗a)為了解釋異常，必須對區(qū)內(nèi)各類巖(礦)石進(jìn)行電性參數(shù)測定。b)電性參數(shù)測定方法，應(yīng)根據(jù)實際情況采用露頭法、標(biāo)本法或測井法及已知點測深反演法。c)樣品測定數(shù)量，每類巖(礦)石，一般不少于30塊，嚴(yán)格測定條件，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。d)為更好地解釋異常或解決某些特定的間題，應(yīng)進(jìn)行物理模擬或數(shù)值模擬工作。物理模擬工作應(yīng)根據(jù)野外的實際地電斷面條件，符合相似性原理。3、野外工作方法及資料處理解釋(1）儀器與參數(shù)瞬變電磁測深儀器所觀測到的二次場信號，有信號弱、頻帶寬、動態(tài)范圍大的特點。因此，要求儀器必須具有分辨率高，采樣速度快，動態(tài)范圍大的性能。目前在國內(nèi)比較流行的儀器有：加拿大Geonics公司的EM-37，TEM47，TEM57儀器；澳大利亞Geometics公司的SIROTEM-Ⅱ、Ⅲ儀器；美國Zong公司的GDP-12、16、32、32Ⅱ及加拿大Phoeix公司的V-5、6多功能電測站；地礦部物化探研究所的WDC-2智能化瞬變電磁儀；西安物化探研究所的LC瞬變電磁系統(tǒng)；長沙智通新技術(shù)研究所生產(chǎn)的SD-1和SD-2型瞬變電磁儀，中國有色金屬工業(yè)總公司北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究所研制的TEM-3S儀。這些儀器都各有特色，下面介紹一下儀器的性能與主要技術(shù)指標(biāo)。1、加拿大Geonics公司的EM-37，TEM47，TEM57儀器TEM47，最大勘探深度150m，統(tǒng)稱PROTEM47

TEM57-MK2，最大勘探深度500m，統(tǒng)稱PERTEM57

TEM-67，最大勘探深度1000m-1200m，統(tǒng)稱PROTEM67

加強(qiáng)型TEM67,最大勘探深度2000m

TEM47Hp，井下探水，探測距離100m-120m，統(tǒng)稱加強(qiáng)型PROTEM47HP

BH43-3鉆井內(nèi)三維瞬變電磁儀，可在2,000m深鉆孔內(nèi)工作，探測半徑120m

PROTEM接收機(jī)具有24位瞬時分辨率，29位系統(tǒng)分辨率，270KHz帶寬，微秒級的30個采樣門和XYZ三分量同時觀測等特點，是時間域電磁系統(tǒng)的最佳選擇。技術(shù)指標(biāo)：

觀測值：三分量感應(yīng)磁場的衰減比，nv/m2電磁傳感器：空心線圈

道數(shù)：用單道接收線圈順序測量或用三分量接收線圈同時測量

時間門：在兩個量級時間軸上20個門測量，或三個量級時間軸上30個門測量

信號分辨率：24位，包括1個符號位，系統(tǒng)分辨率29位

基本頻率：0.3，0.75，3，7.0，30，75，285Hz（60Hz工頻時）

0.25，0.625，2.5，6.25，25，62.5，237.5Hz（50Hz工頻時）

積分時間：0.5，2，4，8，15，30，60和120秒

顯示器：240×64點液晶顯示

數(shù)據(jù)管理：固態(tài)存儲3300套數(shù)據(jù)，RS232輸出

同頻：參考電纜同步或高穩(wěn)定性石英鐘同步

工作溫度：-40℃—+60℃

電源：12V可充電電源，可連續(xù)工作8小時

重量：15Kg

體積：34×38×27cmTEM47發(fā)射機(jī)是最小、最輕便的發(fā)射系統(tǒng)，關(guān)斷時間極短，可探測近地表異常。PROTEM47（PROTEM接收機(jī)配以TEM47發(fā)射機(jī)）經(jīng)常用于淺部幾米到150m深的探測。在這種模式下，可用單匝5m×5m到100m×100m發(fā)射線圈，關(guān)斷時間可短至0.5μs，從而獲得最高的淺表分辨率。也可采用多匝發(fā)射線圈。

TEM47采用參考電纜同步，可滿足淺部探測對高精度同步的要求。無論在那種情況下，PROTEM47都使用高頻接收線圈。該接收線圈的帶寬足以捕捉最早期的瞬態(tài)衰減信號。當(dāng)PROTEM47用于剖面測量時，采用8匝5m×5m移動式發(fā)射線圈，2.5A發(fā)射電流時，發(fā)射磁矩為500Am。在基頻75Hz、20-30個測量門時，該模式便成為最佳的淺部勘探的斯陵格蘭姆電磁系統(tǒng)。

技術(shù)指標(biāo)：

●電流波型：偶極方波，正、負(fù)方波之間可設(shè)置50%占空系數(shù)

●

基本頻率：30，75，285Hz，(60Hz工頻時)

25，62.5，237.5Hz，（50Hz工頻時)

●

關(guān)斷時間：40×40m發(fā)射線圈，3A發(fā)射電流時，2.5μs

●

發(fā)射線圈尺寸：5m×5m（8匝）到100m×100m（單匝）

●

輸出電壓：0到9V連續(xù)變化，最大發(fā)射電流3A

●同步：電纜同步

●工作溫度：-40℃—+60℃

●

電源：12伏可充電電瓶，在2A輸出時可連續(xù)工作5小時；加強(qiáng)型TEM47HP供電電源為24伏或36伏，最大發(fā)射電流10A

●重量：5.3Kg

●尺寸：10.5×24×32cm2、美國Zong公司的GDP-12、16、32、32Ⅱ描述：寬帶多通道數(shù)字電磁接收機(jī)頻率范圍：DC－8KHz通道數(shù)：16(最多)測量功能：電阻率、激發(fā)電位IP(時域和頻域)、頻率域電磁FEM、磁激發(fā)電位(MMR)、復(fù)電阻率(CR)、可控源音頻大地電磁(CSAMT)、諧波可控源音頻大地電磁（HACSAMT)、瞬變電磁(TEM)、納米瞬變電磁（NanoTEM）、音頻大地電磁(AMT)、大地電磁(MT)。軟件語言：C語言以及assembly語言電源：12V可充電電池溫度范圍：-40o-+60oC(-40o-+140oF)濕度范圍：0-90%時基：每24小時老化率(agingrate)5×10-10的晶體鐘模擬部分輸入阻抗10MΩ(在直流狀態(tài)下)動態(tài)范圍190dB最小可測信號±0.03μV最大輸入電壓±32V自然電位補(bǔ)償調(diào)節(jié)±2.25V以69μV步進(jìn)自動調(diào)節(jié)自動增益調(diào)節(jié)可手動設(shè)置,二進(jìn)制步進(jìn)由1/8到216信號衰減器在8：1范圍內(nèi)可選擇校準(zhǔn)信號發(fā)生器:內(nèi)部/外部工作周期脈沖占空比選擇50%，100%濾波器部分所有濾波器由軟件所控制抗偽濾波器四極貝塞爾四線陷頻濾波器50/15060/80Hz50/150/250/450Hz60/80/300/540Hz或其他專門應(yīng)用范圍數(shù)字大地電磁濾波器模-數(shù)轉(zhuǎn)換(標(biāo)準(zhǔn)模擬通道)分辨力16bit±1/2LSB轉(zhuǎn)換時間17μS數(shù)字化率最大最大32KHz每一通道每一通道都有一個高速和相位精確的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字部分微處理器586中央處理器(CPU)存儲器16Mb內(nèi)存總(mass)存儲32Mb閃爍盤(256Mb可選)(程序和數(shù)據(jù))4.1Gb硬盤系列端口2RS-232端口(16650)標(biāo)準(zhǔn)并接1SPP和EPP兼容打印端口網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接器10-BaseTEthernet轉(zhuǎn)接器，標(biāo)準(zhǔn)(1Mb/秒)晶體鐘GPS控制晶體,可選可選擇端口鼠標(biāo)（Mouse）,陰極射線管顯示器(VGA),標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。操作系統(tǒng)MS-DOS和Windows-95標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械規(guī)格大型號尺寸43×41×22CM(17×16×8.7英寸)重量8道，10安時電池箱16.6Kg(36.5磅)8道，20安時電池箱20.5Kg(45磅)16道，10安時電池箱19.1Kg(42磅)包裝可耐重壓，適應(yīng)各類環(huán)境并加橡皮密封圈的鋁合金盒。小型號尺寸43×31×22CM(17×12.2×8.7英寸)重量6道，10安時電池箱13.7Kg(29磅)包裝可耐重壓，適應(yīng)各類環(huán)境并加橡皮密封圈的鋁合金盒?？刂破髋c顯示器液晶字母數(shù)字/圖象顯示480×320象素(1/2VGA)，顯示對比度可調(diào)密封鍵盤，具有37個字母-數(shù)字鍵和30個功能鍵模擬信號指示儀表和模擬輸出零延時的瞬變電磁（TEM）時窗中心時窗編號32,16,8和4Hz2Hz1Hz.5Hz.25Hz.125Hz.0625Hz10.0μs0.0μs0.0μs0.0μs0.0μs0.0ms0.0ms230.561.0122.0244.1488.3976.61.953361.0122.1244.1488.3976.61.9533.906491.6183.1366.2732.41.465ms2.9305.8595122.1244.1488.3976.61.9533.9067.8136152.6305.2610.41.221ms2.4414.8839.7667197.8395.6791.11.5823.1646.32912.668259.0517.91.036ms2.0724.1438.28716.579320.1640.21.2802.5615.12110.2420.4810395.6791.11.5823.1646.32912.6625.3211487.3974.71.9493.8997.79715.5931.1912607.31.215ms2.4294.8589.71719.4338.8713774.51.5493.0986.19612.3924.7849.5714972.31.9453.8897.77815.5631.1162.23151.215ms2.4294.8589.71719.4338.8777.73161.5183.0376.07312.1524.2948.5897.17171.9113.8217.64315.2930.5761.14122.3182.4264.8529.70419.4138.8277.63155.3193.0646.12812.2624.5149.0298.05196.1203.8527.70415.4130.8261.63123.3246.5214.8389.67619.3538.7177.41154.8309.6226.09412.1924.3848.7597.50195.0390.0237.68715.3730.7561.50123.0246.0492.0249.65919.3238.6477.28154.6309.1618.22512.1424.2948.5797.15194.3388.6777.22615.3030.5961.18122.4244.7489.5978.92719.2538.5177.02154.0308.1616.11232.32824.2448.4896.96193.9387.8775.61551.32930.5361.06122.1244.2488.5977.01954.03038.4276.83153.7307.3614.71229.32458.63148.3896.76193.5387.1774.11548.23096.43、WDC-2系統(tǒng)該儀器為地礦部物化探研究所的WDC-1系統(tǒng)的替換產(chǎn)品。該儀器吸收了SIROTEM系統(tǒng)和PEM系統(tǒng)的優(yōu)點，在WDC-1儀器基礎(chǔ)上增添了標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口和盒式磁帶機(jī)接口，可進(jìn)行人機(jī)對話置入有關(guān)參數(shù)，小功率發(fā)射機(jī)增加了正負(fù)沿銜接的全方波發(fā)射，增加了發(fā)射磁矩，從而加大了勘探深度。小功率儀器主要技術(shù)指標(biāo)為：頻帶：0～7.5kHz精度：<1%±0.5μV動態(tài)范圍：140dB取樣道：16～29時窗范圍：0.05～160ms內(nèi)存：128bit采樣率：20kHz對50Hz的抑制：60～103dB工作溫度：0～50°發(fā)送機(jī)最大發(fā)送電壓：24～48V發(fā)送機(jī)最大發(fā)送電流：10A重量：4.5kg（不包括電源）(2)工作方法1常用裝置及其特點一、重疊回線裝置重疊回線裝置（如圖2是發(fā)射回線與接收回線相重合敷設(shè)的裝置。由于TEM方法的供電和測量在時間上是分開的，因此Tx和Rx可以共用一個回線，稱之為共圈回線。優(yōu)點主要是：地質(zhì)探測對象有最佳耦合，并且響應(yīng)曲線形態(tài)簡單，時間特性不發(fā)生變號現(xiàn)象，具有較高的接收電平、較好的穿透深度及異常便于解釋。圖2二、中心回線裝置中心回線裝置（如圖3是使用小型多匝接收線圈（或探頭）放置在邊長為L的發(fā)送回線中心測量的裝置。常用于探測1km以內(nèi)的中、淺層測深工作。中心回線裝置與重疊回線裝置同屬于同點裝置。因此具有和重疊回線裝置相似的特點。圖3三、磁偶源裝置磁偶源裝置（如圖4）與頻率域水平線圈法相類似，Tx與Rx要求保持固定的收、發(fā)距r，沿測線逐點移動觀測dB/dt。偶極裝置的特點是：輕便靈活，可以采用不同位置和方向去激發(fā)導(dǎo)體及觀測多個分量。對礦體有較好的分辨能力。但是，偶極裝置是動源裝置，發(fā)送磁矩不可能做的很大，因此探測深度受到限制。另外，偶極裝置所觀測到的Bz(t)和dBz(t)/dt時間特性曲線復(fù)雜，發(fā)生變號現(xiàn)象，給解釋帶來一定的困難。圖4四、大定回線裝置大定回線裝置（如圖4）的Tx采用邊長達(dá)數(shù)百米的矩形回線，Rx采用小型線圈（或探頭）沿垂直于Tx長邊的測線逐點觀測三個分量的dB/dt值。由于該裝置采用幾百米邊長的發(fā)送回線，且發(fā)送裝置固定，因此可以加大電源功率，一般供電電流均達(dá)20A以上。其特點是：發(fā)射磁矩大；場均勻及隨距離衰減慢；適合于深部找礦對鋪設(shè)回線的要求不那么嚴(yán)格，甚至可以按地形圖定點放線，一旦鋪好回線后，可以采用多臺接收機(jī)同時工作，因此工作效率高，成本低。圖5五、金氏相對測量裝置由于外部電磁干擾對觀測質(zhì)量影響較大，而比值測量可以有效地壓制干擾，此法（如圖6）通過測量兩點的振幅比，經(jīng)過特殊的數(shù)據(jù)處理，得出高精度的絕對測量結(jié)果，該法要求多道儀器，同時觀測兩個接收線框的數(shù)據(jù)，而后計算比值。圖62裝置類型的選擇1、一般準(zhǔn)則在給定條件下，要選用最佳的裝置類型受到許多因素的影響，主要因素有：（1）目的物的特性；（2）地質(zhì)環(huán)境；（3）電磁噪聲干擾。一般說來，動源裝置（如重疊回線、中心回線裝置）的靈敏度隨位置的變化是均勻的，而定源裝置(如大定源回線裝置)的靈敏度隨離開發(fā)埋深的射回線中心點的距離的增加而降低。因此，在地質(zhì)資料少或空白地區(qū)做普查工作時，最好采用動源裝置，如選用中心回線或重疊回線裝置，而在后一階段的詳查工作中可以用大定回線源裝置。2、目的物參數(shù)的估計目的物的主要參數(shù)決定了目的物的響應(yīng)，接收機(jī)測到的信號強(qiáng)度是目的物大小、電導(dǎo)率和頂部埋深的函數(shù)，在選擇回線裝置組合時應(yīng)當(dāng)考慮這些參數(shù)，具體可采用兩種方法：一個是采用計算法，即在選出回線裝置組合之前，最好能估計有關(guān)的目的物參數(shù)，如埋深及電阻率，計算不同回線組合的目標(biāo)體電磁響應(yīng)，以此來選擇出能最好反映該目標(biāo)物異常的回線組合及其大小，另一種是實驗法，在正式開始工作之前，采用不同裝置在異常區(qū)段反復(fù)實驗，以此選擇出能給出所需靈敏度的回線組合及其大小。3、地質(zhì)環(huán)境我們所說的地質(zhì)環(huán)境類型主要是指覆蓋地區(qū)（厚約100m的覆蓋層）和凍土地區(qū)（10m厚的高阻凍土蓋層）。凍土地區(qū)地質(zhì)環(huán)境TEM響應(yīng)很弱，但覆蓋地區(qū)地質(zhì)環(huán)境能引起可觀的地質(zhì)噪聲，它對選擇回線幾何形狀以及回線尺寸和延時其主要影響，為了把地質(zhì)噪聲的影響降至最低應(yīng)采用盡可能大的發(fā)射功率以產(chǎn)生高的信噪比。4、電磁噪聲由于電及各種人文電磁干擾產(chǎn)生的電磁噪聲是TEM頻帶中電磁干擾的主要成分，總感應(yīng)噪聲與接收回線的面積成正比。對于天然電磁噪聲具有低緯度地區(qū)強(qiáng)，高緯度地區(qū)弱；夏季強(qiáng)、冬季弱的結(jié)果，為了盡量抑制地磁噪聲應(yīng)采用盡可能大的發(fā)射磁矩，同時盡量減小接收線圈的尺寸。3回線大小的選擇各裝置回線大小的選擇應(yīng)依據(jù)如下原則：（1）大定回線源裝置發(fā)送回線框依據(jù)探測深度，在100m200m至300m600m范圍內(nèi)選用，長邊應(yīng)平行地質(zhì)體走向敷設(shè)，供電電流一般為10~30A。在發(fā)送框內(nèi)、外用輕便線圈測量dBx/dt及dBz/dt兩個正交分量。（2）重疊回線裝置時適用于輕便性儀器的工作裝置，一般情況下回線邊長L=H，H為探測目標(biāo)的最大埋藏深度。（3）定源旁線偶極裝置發(fā)送線圈固定放置在目標(biāo)物走向線上，接收線圈沿基本垂直于目標(biāo)物走向的精測剖面觀測dBx/dt、dBy/dt及dBz/dt三個參數(shù)。（4）中心回線裝置發(fā)送回線邊長按該區(qū)測深工作所需的探測深度、覆蓋層平均電阻率、干擾電平及發(fā)送電流合理選定，也可參照（其中η為最小可分辨電壓，一般為0.2~0.5nV；L為中心回線發(fā)送回線邊長；ρ1為覆蓋層電阻率）公式加以估計。接收用水平放置的多匝回線（或探頭）觀測dBz/dt分量，邊長應(yīng)小于發(fā)送回線邊長的1/5~1/10，匝數(shù)則在保證其頻帶寬度大于8kHz的條件下，可適當(dāng)多一點。（5）在工程勘察中，一般使用回線邊長為20~30m，點距為5~10m的重疊回線工作。取樣道數(shù)和疊加次數(shù)的選擇一般來說，在實際工作中選擇取樣道數(shù)希望盡可能多些，以記錄到在較寬的延時范圍內(nèi)的有用信號；而疊加次數(shù)則希望取得少些，以提高觀測速度。這兩點主要決定于測區(qū)內(nèi)所用觀測裝置的信噪比。要選擇合適的取樣道數(shù)和疊加次數(shù)，在一個測區(qū)開始之前首先做實驗工作。如果最后幾道讀數(shù)為儀器噪聲電平，說明有用信號全部以記錄下來，取道樣數(shù)和疊加次數(shù)選擇是合適的；如果最后幾道的讀數(shù)超過噪聲電平但波動較大，這表明還未達(dá)到噪聲電平，應(yīng)增加測道數(shù)和疊加次數(shù)。直到最后幾道僅為噪聲電平為止。3）資料處理解釋（9）（5）成果報告編寫的基本要求隨著野外工作的開始，應(yīng)有計劃地系統(tǒng)收集、整理所需要的資料;成果報告編寫由專人負(fù)責(zé)，在設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的時間內(nèi)完成；報告所用資料必須是經(jīng)質(zhì)量驗收合格的正式資料；成果報告應(yīng)在全面系統(tǒng)掌握資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究及綜合分析對比后，作出有依據(jù)、符合客觀實際的結(jié)論；成果報告應(yīng)實事求是，內(nèi)容全面、重點突出、立論有據(jù)、文字簡練、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；報告附圖、附件、目的明確、配置合理、美觀整潔。成果報告內(nèi)容包括：a)序言；b)地質(zhì)、地球物理特征；c)工作方法及質(zhì)量評價；d)數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果；e)解釋推斷；f)結(jié)論與建議。成果報告的附圖a)地面瞬變電磁法工作實際資料圖；b)物理和數(shù)值模擬結(jié)果圖；c)工作成果圖；d)解釋推斷圖。4、應(yīng)用實例按照工作空間來分，TEM可以分為：地面TEM。地下TEM、航空TEM、海洋TEM。在我國，前者應(yīng)用較多，后三者的應(yīng)用較少。瞬變電磁測深法以其直接測二次場；可以進(jìn)行近區(qū)觀測；受靜態(tài)位移的影響小；測地工作簡單，工效高等特點廣泛應(yīng)用于金屬礦勘探、油氣田勘探和煤田地質(zhì)勘探、工程地質(zhì)勘察中。瞬變電磁測深法的應(yīng)用還有：海洋調(diào)查；水文地質(zhì)、環(huán)境工程災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查；高速公路、鐵路的路線選擇；水庫、水壩、機(jī)場、橋梁以及高層建筑的選址、地下洞體的工程勘察；地下水、地?zé)豳Y源的探查；對長江、黃河等大江大河堤壩的質(zhì)量探查；對古代地下建筑群位置和規(guī)模的無損探測；隧道掌子面超前預(yù)報、煤礦超前探測。國外的地球物理工作者把瞬變電磁測深法用于冰凍層、海水入浸等地質(zhì)方面調(diào)查。以前，瞬變電磁測深法只局限于金屬礦勘探，1992年以后隨著儀器的智能化與數(shù)字化，瞬變電磁法開始步人工程、環(huán)境、災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查中，如探測地下采空區(qū)、陷落柱等煤田災(zāi)害，劃分地下斷層、尋找地下水，金屬礦產(chǎn)勘探、石油、煤炭等非金屬礦產(chǎn)調(diào)查、工程場地地質(zhì)勘察、隧道超前地質(zhì)預(yù)報等領(lǐng)域。取得了良好的效果。地面主要應(yīng)用的裝置形式有磁源重迭回線法、大回線源法、中心回線法、電偶源、LOTEM應(yīng)用較少。解決了大量工程地質(zhì)問題．取得了很多實際應(yīng)用和理論研究成果。4.1在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用—湖北大冶某橋找礦靶區(qū)評價中的瞬變電磁測深該找礦靶區(qū)瀕臨湖區(qū)，因具有重力低和伴生弱磁異常而推斷認(rèn)為可能存在隱伏斑巖體。為進(jìn)一步評價其找礦意義，布置了直流電測深工作，以了解第四系覆蓋層下的地質(zhì)構(gòu)造特征，其成果可見圖4-1(b)。由圖4-1(b)可知，直流電測深展示了南接觸帶(小號點方向)的巖性接觸關(guān)系。北接觸帶由于湖水阻擋無法放線布極而資料缺失。隨后所投入的TEM法獲得了完整的信息，全面揭示了不同巖性的接觸關(guān)系，其成果見圖4-1(a)。方法技術(shù)應(yīng)用特點：采用深層測量系統(tǒng)，正方形重迭回線裝置，L(邊長)=100m；發(fā)射／接收線框為2匝／4匝，發(fā)射脈寬20ms，脈沖電流4．6A，疊加次數(shù)為128次。地質(zhì)效果分析與對此：(1)與電測深對比，顯然探測深度更大(達(dá)到500m)，完善了北接觸帶異常形態(tài)，指示接觸帶位于1050點～1100點一帶。(2)對比中不難發(fā)現(xiàn)，瞬變電磁法所提供的信息更加豐富和細(xì)節(jié)化，它圈定的接觸帶不是簡單的“平直”狀態(tài)，其界面扭曲變化，局部還存在圈閉異常，顯示了接觸構(gòu)造形態(tài)的復(fù)雜性，應(yīng)是找礦的有利部位，值得關(guān)注。圖4-1II線瞬變電磁與電測深效果對比圖4.2在地?zé)豳Y源調(diào)查中的應(yīng)用——湖北省洪湖某鎮(zhèn)地?zé)崽锟辈樵摰責(zé)狳c位于江漢平原東部，地表全部為第四系覆蓋。地面地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)有“熱苗”顯示，米溫測量圈出了局部地?zé)岙惓?。為了解該地?zé)狳c的水文地質(zhì)構(gòu)造條件，投入了瞬變電磁測深和直流電測深。電法探測成果見圖2。盡管兩種方法都是參數(shù)，但從異常形態(tài)對比分析，瞬變電磁所顯示的白堊一第三系碎屑巖地層(相對低阻)和以碳酸鹽巖為主體的老地層之間的接觸關(guān)系更加清晰，巖性界面在1215點一帶，產(chǎn)狀較陡。1255點的低阻凹陷異常應(yīng)反映了導(dǎo)熱構(gòu)造的存在，比直流電測深的曲線擾動異常要明顯一些。圖4-2湖北省洪湖某鎮(zhèn)b3線瞬變電磁與電測深效果對比圖4.3在高速公路采空區(qū)勘測中的應(yīng)用青蘭高速公路是內(nèi)陸與沿海聯(lián)系的大動脈，該公路西部路線穿越邯鄲(戶村)至涉縣(更樂)采空區(qū)，稱為北八特采空區(qū)。公路采空區(qū)勘測路段寬300m，長1691m，根據(jù)地質(zhì)資料和要求的勘測深度，選用了瞬變電磁勘測方法查明采空區(qū)塌陷的分布規(guī)模及延深。由于探測目標(biāo)深度在數(shù)百米以內(nèi)，圍巖電阻率不高，故采用異常形態(tài)簡單、橫向分辨率高的同點裝置類型，按照回線邊長等于或略大于0．5倍探測深度的選取原則，選用邊長200m×200m的正方形線框作為發(fā)射和接收線圈；供電回線采用電阻小、絕緣性能好的導(dǎo)線，按測地布設(shè)的點位鋪設(shè)，并沿測線方向有規(guī)律的移動線圈，發(fā)電機(jī)發(fā)射基頻為4Hz的矩形脈沖波。為保證勘測精度，在線框中部均勻場范圍內(nèi)按5m線距和5m點距接收。對采空區(qū)的解釋推斷主要以瞬變電磁法測得的不同地層電阻率分布特征為依據(jù)。本采空區(qū)由于塌陷而松散，又考慮到測區(qū)煤層頂板主要為高阻灰?guī)r或砂質(zhì)頁