瞬变电磁_
瞬变电磁法应用条件
瞬变电磁法应用条件瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用电磁学原理来探测地下的电性和导电性结构。
因其便捷、高效、精准的特点，被广泛应用于矿产勘探、地下水资源调查、环境地质调查等领域。
下面我们将详细介绍瞬变电磁法的应用条件，包括地质背景、地下介质、设备要求等内容。
一、地质背景瞬变电磁法通常适用于地表条件相对较好的地区，如平原、丘陵、山地等地貌，适用于研究区域的地质历史和地下介质结构。
在进行勘探前，需要详细了解地质条件，包括地表覆盖情况、地下水情况、岩石性质等。
只有充分了解地质背景，才能更好地设计勘探方案，提高勘探效果。
二、地下介质瞬变电磁法适用于导电率较高的地下介质，如含水层、矿床、盐水层等。
由于瞬变电磁法原理是通过观测地下电磁参数的变化来识别地下结构，因此对于介质的导电性要求较高。
在适用条件下，瞬变电磁法可以很好地探测地下水资源、矿产矿床等目标。
三、设备要求瞬变电磁法需要专门的仪器设备来进行测量。
在实际应用中，需要考虑设备的稳定性、精度以及适用范围。
目前市面上有多种瞬变电磁仪器，可以根据实际需求选用合适的设备。
还需要配备一定数量的电极、接收线圈等配套设备，以确保勘探工作的顺利开展。
四、环境条件瞬变电磁法对环境条件的要求较高，主要包括天气、地表情况等方面。
在进行勘探时，需要考虑天气因素对野外工作的影响，避免在极端恶劣的天气条件下进行测量。
地表覆盖情况也对瞬变电磁法的有效性产生影响，需要选择开阔的地区进行勘探，避免复杂地形对数据解释的影响。
五、专业人员瞬变电磁法需要专业技术人员进行操作和数据解释。
在进行勘探前，需要组建具备相关专业知识和实践经验的团队，从而保证勘探工作的顺利实施。
在数据解释阶段，也需要专业人员进行综合分析，提出科学合理的建议和结论。
六、安全防护在进行瞬变电磁法勘探时，需要注意安全防护措施。
特别是在野外作业时，要对设备操作人员进行安全培训，确保他们了解相关危险因素和应急措施。
瞬变电磁法原理
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。
瞬变电磁法的简介、发展概况和发展方向
一、瞬变电磁法简介瞬变电磁测深法(Transient electromagnetic methods)或称作时间域电磁法(Time doman electromagnetic methods)，简写为TEM或TDEM。
它是利用阶跃形波电磁脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场；在一次场断电后，测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，来达到寻找各种地质目标的一种地球物理勘探方法。
瞬变电磁法的测量原理是利用不接地回线(或电偶源)向地下发送一次脉冲磁场(或电场)，即在发射回线上供一个电流脉冲方波，方波后沿下降的瞬间，将产生一个向地下传播的一次瞬变磁场，在该磁场的激励下在地质体内产生涡流，其大小取决于该地质体的导电能力，导电能力强则感应涡流强。
在一次场消失后，涡流不能立即消失，它将有一个过渡过程(衰减过程)，该过渡过程又产生一个衰减的二次场向地下传播。
在地表用接收线圈接收二次磁场，该二次磁场的变化，将反映地下介质的电性情况，在接收机中按不同的延迟时间测量二次感应电动势，得到二次场随时间衰减的特性。
瞬变电磁法都是通过一次磁场激发二次涡流场来分析地下的各种地质情况，但时间域电磁法相对于频率域电磁法的最大区别在于瞬变电磁测深法是在一次场断电后测量纯二次场，不存在一次场的干扰。
另外，从傅立叶变换可知，一个阶跃形脉冲实际上是由各种高频和低频谐波叠加而成的，产生的场是一种宽频带电磁波场，因此与频率域电磁法相比，瞬变电磁测深法具有以下优点:(1)断电后观测纯二次场，可以进行近区观测，减少旁侧影响，简化了测量数据资料的处理工作，提高了探测能力和精度;(2)可用加大功率的方法增强二次场信号，提高信噪比，从而增加勘探深度;(3)穿透高阻层能力强;(4)由于采用人工源方法，随机干扰影响小;(5)采用重叠回线装置工作，可以避免地形影响;(6)线圈形状、方位要求相对不严格，测地工作简单，工效高;(7)由于测磁场，受静态位移的影响小;(8)通过多次脉冲激发，场的重复观测叠加和空间域多次覆盖技术的应用，可以提高信噪比和观测精度;(9)可以通过选择不同的时窗窗口进行观测，有效地压制各种噪声，可以获得不同勘探深度的信号，使剖面与测深工作与一体。
瞬变电磁法原理介绍
瞬变电磁法原理介绍瞬变电磁法俗称TEM （Time domain electromagnetic methods ）法，属时间域电磁感应方法。
其探测原理是：在地面布设一回线，并给发送回线上供一个电流脉冲方波,在方波后沿下降的瞬间，产生一个向地下传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，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，由地面的接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地下地质体的电性分布情况。
如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V(t)，就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。
如果地下没有良导体存在时，将观测到快速衰减的过渡过程；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现地下导体的存在。
瞬变电磁法特图3-1 瞬变电磁法原理示意图(1)对高阻层的穿透能力强，在高阻屏蔽地区用较小的回线可达到较大的探测深度，同时对低阻层有较高的分辨能力，利于在高阻围岩地区开展水文电法工作。
(2)瞬变电磁法一次磁场和被测磁场在时间上是分开的，所以，分辨率较高，并且可以在近区观测。
(3)方法本身受地形影响小。
使用回线源实现了装置的对称性,z x t＞0Tx t=t 12t=t t=t 3可以减少断面的不均匀性和地层倾斜的影响。
工作中根据实际情况采用了大回线源装置，用探头接收。
大回线装置的Tx采用边长较大的矩形回线，Rx采用小型线圈(或探头)沿垂直于Tx长边的测线逐点观测磁场分量dB/dt值。
地下感应涡流向下、向外扩散的速度与大地导电率有关，导电性越好，扩散速度越慢，这意味着在导电性较好的大地上，能在更长的延时后观测到大地瞬变电磁场。
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，反映浅部电性分布；晚期瞬变地磁场主要是由深部的感应电流产生的，反映深部的电性分布。
瞬变电磁法的基本原理
瞬变电磁法的基本原理
瞬变电磁法是电磁勘察的经典技术，具有无损检测、快速检测、深度较深等优点。
它是基于地球的磁场瞬变信号的原理，通过安装在地面的磁场探测器，利用地球的磁场受到磁性物体的叠加，形成磁场瞬变信号，然后将瞬变信号通过线缆传送到计算机中进行处理，可以精确地探测出地下磁性体的大小、位置和磁性等信息。
瞬变电磁勘探可以进行快速、全面、准确的地下磁性体探测，它在水文、工程、地质等方面具有广泛的应用。
瞬变电磁法的基本原理是：地球自身有一个恒定的磁场，当磁性物体出现在地球表面时，地球的磁场就会受到影响，这些受影响的磁场能够形成一个瞬变信号，这个信号能够通过电线传播到安装在地表的传感器上，然后把这些信号传输到计算机上进行深入分析，以获得磁性物体的具体信息。
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理是电磁学中一个重要的概念，它描述了当电流发生变化时，产生
的瞬时电磁感应现象。
理解瞬变电磁原理对于电磁学的学习和应用具有重要意义。
本文将从瞬变电磁原理的基本概念、数学表达和实际应用等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下瞬变电磁原理的基本概念。
瞬变电磁原理是指当电流发
生变化时，会产生瞬时的电磁感应现象。
这是由法拉第电磁感应定律所描述的，即磁感应强度的变化率正比于电流的变化率。
简单来说，当电流发生变化时，会产生瞬时的电磁感应，这就是瞬变电磁原理的基本概念。
其次，我们需要了解瞬变电磁原理的数学表达。
根据法拉第电磁感应定律，磁
感应强度的变化率可以用数学公式表示为ε=-dΦ/dt，其中ε表示感应电动势，Φ
表示磁通量，t表示时间。
这个公式表达了电流变化引起的感应电动势与磁通量变
化率的关系，是瞬变电磁原理数学表达的核心内容。
除了基本概念和数学表达，瞬变电磁原理还具有重要的实际应用价值。
在电磁
学和电工技术中，瞬变电磁原理被广泛应用于电磁感应传感器、电磁铁、电磁感应加热等领域。
例如，电磁感应传感器利用瞬变电磁原理可以实现对磁场变化的检测，从而实现对物体位置、速度、形状等信息的感知。
而电磁感应加热则利用瞬变电磁原理产生的感应电流来实现对物体的加热，广泛应用于工业生产中。
总之，瞬变电磁原理作为电磁学中的重要概念，对于理解电磁感应现象具有重
要意义。
通过了解其基本概念、数学表达和实际应用，我们可以更好地理解和应用瞬变电磁原理，推动电磁学和电工技术的发展。
希望本文对于读者对瞬变电磁原理有所帮助，谢谢阅读。
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理是指在电路中出现瞬时电流或电压变化时，所产生的瞬时电磁场现象。
这种瞬变电磁场会对电路中的其他元件产生影响，因此瞬变电磁原理在电磁兼容性和电磁干扰抑制方面具有重要意义。
瞬变电磁原理的产生主要有两种情况，一种是由于电路中突然断开或闭合的开关动作引起的电流瞬变，另一种是由于电路中电压突然升高或下降引起的电压瞬变。
无论是电流瞬变还是电压瞬变，都会产生瞬时的电磁场，从而对周围的电路产生影响。
在电路中，当电流瞬变时，会产生瞬时的磁场，这种瞬时磁场会导致电感元件中产生涡流，从而产生涡流损耗；同时也会对周围的元件产生感应电动势，引起电磁干扰。
而当电压瞬变时，会产生瞬时的电场，这种瞬时电场会导致电容元件中产生充放电过程，从而产生能量损耗；同时也会对周围的元件产生感应电流，引起电磁干扰。
为了减小瞬变电磁场对电路的影响，可以采取一些措施来进行抑制。
例如，在电路设计中可以采用阻抗匹配、屏蔽、滤波等措施
来减小瞬变电磁场的影响；在电路布局中可以采用合理的线路走向、距离和屏蔽措施来减小瞬变电磁场的传播；在电路元件选择中可以
采用抗干扰能力强的元件来减小瞬变电磁场的影响。
总之，瞬变电磁原理是电路中一个重要的物理现象，对电路的
正常工作和电磁兼容性具有重要影响。
了解瞬变电磁原理，采取合
适的抑制措施，可以有效减小电路中瞬变电磁场的影响，保证电路
的正常工作和电磁兼容性。
瞬变电磁概述
瞬变电磁场是用阶跃波或其它形式的脉冲电流激励大地产生的过渡场。
作为场源可利用电偶极子，磁偶极子，接地供电线AB或不接地回线，对这些发射装置通电或断电时，由于形成急剧变化的磁场。
在导电介质形成涡旋的交变电磁场，其结构和频谱在空间和时间上是连续变化的。
在瞬变过程的早期阶段，在频谱中高频占主导地位。
由于高频的趋附效应，涡旋主要集中在地表层附近且阻碍电磁场向深处传播。
所以，早期阶段主要反映地电断面上部的地质信息。
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。
它在导电底层和地质体中激发出很强的涡旋电流。
然而，由于热损耗，这些涡旋电流很快就消失了，在瞬变过程的晚期，局部地质体中的涡旋实际上全部消失，而在各个地层中涡流磁场之间的连续的相互作用使场的均匀化和使电流均匀分布，晚期将依赖于断面的总纵向电导。
决定瞬变过程状态的基本参数是场的瞬变时间，瞬变时间依赖于岩石的导电性和发收距。
在近区和高阶岩石区，瞬变时间很短，在断面赋存着良导地质体时，这一过程变缓。
在远区，瞬变时间可达几到几十秒，而在良导地质体上有时达到一分钟或更长。
瞬变电磁场的结构：已经指出，在发射装置中通电和断电的瞬间，在其周围产生变化的磁场，它是地中形成涡旋电流的激励源。
第一种激励方式是，电磁场首先在空气中以C很快传播到地表各个点，然后一部分传入地下。
第二种激励方式是：电磁能量直接从场源传播到地中，是从接地处流进的或在导电介质中感应的电流形成电磁场。
在瞬变的早期阶段，第一种和第二种激发形式的两种场在时间上是分开的，由于大地的电抗作用，与瞬时建立的第一种传播方式比较，第二种的建立比较迟缓。
随着时间的推移，两种场相互叠加且以场强的极大形式显示出来。
在晚期，第一种激发方式的场在各处衰减殆尽，而在地中第二种场就占据主导地位。
谐变场的结构特点由涡流磁场的相互作用来决定，且其频率固定不变。
但是，在瞬变电磁场中，过程一开始各种不同频率的涡流磁场就处于相互作用。
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《地球探测与信息技术基础》课程作业题目：瞬变电磁法在地球勘探上的应用姓名：周桥立班级：064101学号：20101003648授课教师：胡祥云2013 年 04 月 20日摘要瞬变电磁法是近年来电法勘探领域一种重要方法，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，研究电磁场的空间或时间分布规律，从而解决各种地质问题。
目前已经发展为探测油气、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广泛应用。
目录1．概述 (4)2. 瞬变电磁法 (5)3．正演问题的研究 (8)4．瞬变电磁勘探的应用 (12)5．总结 (14)参考文献 (15)一、概述电磁场理论的应用已经遍及地学、生命科学、医学、空间科学、信息科学等几乎所有的技术科学领域,同时这些工程技术领域对电磁理论研究也不断地提出各种新的要求. 电磁法勘探是基于研究电磁波在导电介质中传播特性,从而达到研究地下地质体赋存特性的目的. 通过天然或人工场源在大地中激励的交变电磁场,研究电磁场的空间和时间分布,分析观测到的磁场信号,得到地下目标体的电性分布特征的一种地球物理方法。
瞬变电磁测深法( Transient elect romagneticmet hod ,简称TEM) 是电磁法勘探中应用较广的一种,是近年来在工程地质勘察中普遍应用的时间域电磁探测方法. 它是利用阶跃波或其它脉冲电流场源激励,在大地产生过渡过程场,断电瞬间在大地中形成涡旋交变电磁场,测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化的衰减特性,从测量得到的异常信号中分析出地下不均匀体的导电性能和位置,从而推断矿体、工程基础、地下水、地质灾害、工程病态等地下目标体的分布性态. 该技术具有灵敏度高、分辨率强、探测深度大、灵活多变适应性强以及轻便、快速、廉价诸多优点,近年来发展十分迅猛,应用前景十分广阔. 目前,瞬变电磁法已经成为地球物理探测领域内的重要方法之一. 已广泛应用于水利、交通、城建、环保、考古等部门. 成功地解决了大量实际问题。
近年来，计算机技术的进步使瞬变电磁法的二维与三维正演模拟计算方法得到了迅速的发展，目前常用的有有限元法、有限差分法和积分方程法等。
瞬变电磁法的三维正演模拟受到科学工作者的重视，深入研究三维瞬变电磁法以提高其应用水平和解释精度，具有重要的理论和现实意义。
二、瞬变电磁法2.1 瞬变电磁法发展历史20 世纪30 年代,最先提出利用电流脉冲激发供电偶极形成时域电磁场的是美国科学家,当时利用不同电导率地层界面电磁波的反射与地震反射波信号的相似性,进行了大量的实验和比较. 最早提瞬变电磁法工作方法的前苏联科学家,当时采用的是远区工作模式. 到了20 世纪50～60 年代,前苏联科学家成功地完成了瞬变电磁法的一维正、反演,建立了瞬变电磁法的解释理论和野外工作方法之后,瞬变电磁法才开始进入实用阶段. 20 世纪60 年代以后,当意识到时间域电磁测深法可以利用远远小于期望探测深度的收发距时,该方法有了一个快速发展.随之“, 短偏移”、“晚期”、“近区”、等技术研究迅速发展起来. 美国等西方国家在20 世纪70～80 年代之间,短偏移法一直处于研究和试验阶段,80 年代之间,短偏移法一直处于研究和试验阶段,未被广泛运用,而长偏移法已得到了应用,特别是在地热调查和地壳结构的深部调查中. 随后一些专家对瞬变电磁法的一维正反演及方法技术进行了大量研究. 20 世纪80 年代后随着计算机技术的发展,欧美学者在二三维正演模拟技术方面,发表了大量的论文. 与此同时,前苏联学者提出电磁波拟地震波的偏移方法,吸取了“偏移成像”的广义概念,在电磁法中确定了正则偏移和解析法偏移两种方法. 80 年代末,从激发极化现象理论出发,研究了时间域瞬变电磁法的激电效应特征及影响,解释了瞬变电磁法晚期电磁响的变号现象,并对三维极化体的瞬变电磁响应特征进行了数值计算.在我国,对瞬变电磁法的研究始于20 世纪70年代,朴化荣、曾孝箴等人,他们将脉冲式航电仪用于地质填图和找矿中;方文藻、李貅等将大回线源瞬变电磁测深法广泛用于地热和地下水调查、工程调查和地质害调查,又将瞬变电磁法用于大地电磁测深曲线的静校正,取得了良好的效果。
以前,瞬变电磁法只局限于金属矿勘探,1992年以随着仪器的智能化与数字化,瞬变电磁法开始步入工程、环境、灾害地质调查中,如探测地下采空区,陷落柱等煤田灾害,划分地下断层、寻找地下水,金属矿产勘探、石油、煤炭等非金属矿产调查、工程场地地质勘察、隧道超前地质预报等领域. 取得了良好的效果.瞬变电磁法以其独特的优点广泛用于资源勘探和工程勘察中.。
2.2 瞬变电磁法的原理发展电磁法（Electromagnetic method）：根据探测环境的导电性和导磁性的不同，利用电磁感应原理进行勘探的方法统称为电磁法。
瞬变电磁法是利用不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次磁场间歇期间利用同一回线或另一回线接收感应二次磁场，该二次磁场是由地下良导体受激励引起的涡流所产生的非稳定磁场，如图1 所示。
图1. 瞬变电磁勘探远离示意图瞬变电磁法中的一次磁场、二次磁场可由线圈的感应电动势反映，将感应电动势进行数字化采集处理后，即可得到二次场衰减曲线。
瞬变电磁法的工作过程分为发射、电磁感应、接收和数据处理4 个部分，按时间过程可分为早期和晚期两个阶段，在不同阶段中感应场所提供的地质信息不同，从而用途也不同。
在断电初期，感应电流多分布在地质体的表面，形成表面电流，所以涡旋电流大多分布在地质体表面。
这一早期阶段的瞬变电磁过程主要反映出地质体的浅部信息，热损耗使感应电流在地质体内扩散，扩散速度与地质体的导电率成反比。
瞬变过程进入晚期阶段，导电介质吸收使高频成份迅速减少，低频成份占主要比例，电流分布趋于稳定，热损耗速度减慢，使感应电流产生的二次磁场衰减减慢，此时涡流磁场之间的连续作用使瞬变电磁场相对稳定。
瞬变电磁场也可分为近区、远区。
在远区，一次磁场是一种近似的不均匀平面波。
电磁能量传播到地中，在地质体中感应电流如同“烟圈”一般，逐渐向地下扩散，产生所谓的“烟圈效应”。
在各向同性介质中，电磁场分布服从麦克斯韦方程组：并且有下列关系式：J=ζEB=μHD=ε E其中， H 为磁场强度， E 为电场强度， B 为磁感应强度， J 是电流密度， D 为电位移矢量，μ为磁导率，ρ为电荷密度，ζ为电导率，ε为介电常数，μ0为自由空间磁导率。
瞬变电磁法主要观测感应电动势、磁场和电场3 种参数。
在解决电磁场问题过程中，由源直接激发的一次场和由感应而产生的二次场也同时遵从麦克斯韦方程组，也需要满足一定的边界条件。
在均匀介质中，瞬变电磁场的矢量E, D, B 和H 在时间和空间上是连续的，且一阶导数也连续。
满足以上边界条件后，求解出唯一的电磁场的空间分布。
2.3 瞬变电磁法的优缺点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、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。
因此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。
瞬变电磁法的工作效率高，但也不能取代其它电法勘探手段，当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时，所测到的数据不可使用，此时应补充直流电法或其它物探方法（见金属结构物对测量的影响一文）。
同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时（例如在陕西南部某地铅锌矿区，地层表面充满石墨层）瞬变电磁法也不能可靠的测量，因此在选择测量时要考虑实测当地的地质结构。
三、正演问题研究正问题是根据给定的地球模型求解地球物理电磁场理解值,反问题是根据实际测量的地球物理电磁场数据定性或者定量解释出地球内部的结构的过程。
3. 1 一维正演问题对瞬变电磁法一维情况下的正演计算大多采用先在频率域进行讨论,得到层状介质下的电磁响应表达式,然后把讨论结果转换到时间域来. 从频率域到时间域响应的转换,可以采用的方法有: GAVER2STEHFEST 逆拉氏变换方法、延迟谱方法、线性数字滤波方法、折线化正余弦变换法.线性数字滤波技术是将汉克尔变换转换成卷积形式,离散化后形成数字滤波器. 滤波器的系数由已知变换对求出。
这一变换主要涉及Hankel 变换,Hankel 变换方法有两种,一种采用线性数字滤波技术,利用Hankel 系数反积分方程离散化,并把积分形式变成求和形式。
(流程图如图1) 计算精度与系数的个数多少有关系。
另外一种办法是把足够长的积分区间分成两部分,求出贝塞尔函数的两个零点,在各区间内采用高斯积分求积,然后求和,这一算法精度较高,但是效率较低。
图2. 一维正演值计算流程图折线化正余弦变换法是利用正余弦函数的导数性质和分部积分法则将积分转换成为对核函数导数的的正余弦变换. 对导数进行差商近似,将积分区间分段,并在每个段内用折线来逼近积分核函数,使核函数的二次导数变成一系列δ函数的和，该算法对缓变函数效果较好。
3. 2 二维正演问题二维数值计算多采用有限差分法进行. 用两个无限长直导线近似作为发送回线源,可用均匀半空间的解析解在t > 0 时刻将源转化为初始条件加入.从反映电磁场基本规律的麦克斯韦方程组出发,导出时域电场的齐次扩散方程,对所研究的空间区域作差分离散,利用准静态近似处理空中边界, 在地2空界面向上延拓一个网格,采用五点差分显式格式,在每一时间步计算网格空间各点的场量,然后进行时间的逐步递推, 就能直接模拟电磁波的传播及其与地质体的相互作用过程,使电磁场的时域特性被直接反映出来。
(流程图如图2)图3 二维正演有限分法程序流程图由于源的处理和边界条件的确定是建立在在水平均匀半空间基础上的,目前的时域微分方程算法尚存在着不足,无法分析TEM 场对浅异常体的响应;无法有效地分析地形对TEM 的影响,地形与异常体的相互作用还不甚清楚;由于对源的特殊处理,使得计算结果对浅部地质体的反映不佳.有限元法对频率域计算比较有利. 因为它可以很方便地处理急剧变化的和倾斜的电导率分界面和地形等问题. 由于频域电磁勘探中的二维定解问题相对简单,且用有限元法求解十分方便,因此,先在频域中用有限元法求解,然后变换到时间域,是瞬变电磁二维正演的一种有效途径.3. 3 2.5维正演问题2. 5 维时间域电磁场数值模拟问题是目前国际上尚未妥善解决的计算地球物理疑难问题之一. 我国从20 世纪80 年代开始着手研究2. 5 维电磁场的数值模拟,采用有限元法对时间和频率域电磁场的2. 5 维响应进行正演数值模拟,采用快速松驰算法实现三维源二维地质结构的CSAMT 数值计算,尽管占用计算机资源较大,但是确实给多维反演研究开辟了方向. 为避免过于庞杂的三维正演计算量,可以首先在频率域计算电磁场响应值,然后再把计算结果变到时间域采用三角形网格代替传统的矩形网格算法,导出了中心回线瞬变电磁2. 5 维二次场(纯异常) 的有限单元计算公式。