第2节频率域电磁剖面法

1、第二节第二节 频率域电磁剖面法频率域电磁剖面法什么是电磁剖面法？什么是电磁剖面法？ 沿测线剖面移动观测，通常采用回线源装置，发沿测线剖面移动观测，通常采用回线源装置，发射线圈通入交变电磁场，接收线圈接收感应后的射线圈通入交变电磁场，接收线圈接收感应后的磁场，进而研究某一深度范围内电性的横向变化，磁场，进而研究某一深度范围内电性的横向变化，研究深度为几十米到几百米，主要应用于有用矿研究深度为几十米到几百米，主要应用于有用矿床的普查、地质填图、及工程地质、水文地质调床的普查、地质填图、及工程地质、水文地质调查中。普查对象主要是矿体、接触带、裂隙破碎查中。普查对象主要是矿体、接触带、裂隙破碎带、陡倾

2、斜地层、岩溶带、古河床等。带、陡倾斜地层、岩溶带、古河床等。一、大定源回线法一、大定源回线法对不接地的一个矩形回线通以谐变（脉冲）电流对不接地的一个矩形回线通以谐变（脉冲）电流形成发射源，固定不动，然后在回线内、外布置形成发射源，固定不动，然后在回线内、外布置的测线上追点进行磁场观测的一种电磁剖面法。的测线上追点进行磁场观测的一种电磁剖面法。TxTxRxRx4433221111SrSrSrSr4IH大回线场的特点：大回线场的特点：地面各点的磁场方向均垂直地地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。对边长为面，回线中部的磁场较均匀。对边长为a a的正方形的正方形回线，如以与中心点磁场大

3、小相差不超过回线，如以与中心点磁场大小相差不超过40%40%为准，为准，则在回线中部则在回线中部0.6a0.6a及上下及上下0.18a0.18a的范围内可近似看的范围内可近似看成垂直的均匀场。因为它随深度减弱较慢，故有成垂直的均匀场。因为它随深度减弱较慢，故有较深的探测能力。回线外部一次场变化较大。较深的探测能力。回线外部一次场变化较大。1 1、谐变均匀场中导电导磁球体、板体的电磁异、谐变均匀场中导电导磁球体、板体的电磁异(1)(1)球体的电磁异常球体的电磁异常球体的异常分析球体的异常分析频率特性频率特性以上分析表明：以上分析表明：（1 1）无磁性导电球体在低频段工作时产生的虚分）无磁性导电球

4、体在低频段工作时产生的虚分量异常幅度大于实分量异常幅度，当频率较高时，量异常幅度大于实分量异常幅度，当频率较高时，实分量异常幅度大于虚分量异常幅度；实分量异常幅度大于虚分量异常幅度；（2 2）有磁性导电球体在低频段工作时产生的实分）有磁性导电球体在低频段工作时产生的实分量异常幅度大于虚分量异常幅度，在高频段工作时，量异常幅度大于虚分量异常幅度，在高频段工作时，实分量异常幅度仍大于虚分量异常幅度。实分量异常幅度仍大于虚分量异常幅度。（3 3）导电球体无论有无磁性虚分量异常均存在对）导电球体无论有无磁性虚分量异常均存在对应最佳频率的极值异常。应最佳频率的极值异常。球体的异常分析球体的异常分析剖面曲

5、线（空间分布）剖面曲线（空间分布） 异常分布特征：异常分布特征：（a a）ReHReH2x2x呈点对称异常分布呈点对称异常分布 ，其异常零值点为球，其异常零值点为球体的地面投影点；体的地面投影点；（b b）ReH2zReH2z为轴对称负异常分布，其异常极值点为为轴对称负异常分布，其异常极值点为球体的地面投影点；球体的地面投影点；（c c）鉴于虚部与实部有相同的几何因子，虚部与）鉴于虚部与实部有相同的几何因子，虚部与实部具有相同的分布形态特征，仅差常数因子不同实部具有相同的分布形态特征，仅差常数因子不同而己。而己。(2)(2)板状体的电磁异常板状体的电磁异常 对于有限板状体，即对于有限板状体，即

6、使是在均匀场激发的使是在均匀场激发的条件下，求解波动方条件下，求解波动方程仍是十分困难的。程仍是十分困难的。 但在某些特定条件下，但在某些特定条件下，可以采用近似计算法，可以采用近似计算法，求得板状体的异常分求得板状体的异常分布。布。 本节根据模拟实验结本节根据模拟实验结果讨论板状体的电磁果讨论板状体的电磁异常。异常。2 2、观测方法观测方法 实、虚分量法按线圈安放方位的不同，可沿测线实、虚分量法按线圈安放方位的不同，可沿测线逐点观测交变磁场的垂直分量或沿剖面方向的水逐点观测交变磁场的垂直分量或沿剖面方向的水平分量。既可观测这些分量的实部和虚部，也可平分量。既可观测这些分量的实部和虚部，也可观

7、测它们的振幅和相位。观测它们的振幅和相位。 该方法的主要优点是：异常幅度大，曲线形态简该方法的主要优点是：异常幅度大，曲线形态简单，当只观测振幅时工作效率高；缺点是仅当发单，当只观测振幅时工作效率高；缺点是仅当发射和接收仪器的稳定性很高时，方能保证观测精射和接收仪器的稳定性很高时，方能保证观测精度。度。（1 1）实虚分量法）实虚分量法xHRexHIm11zzHHHAzHRezHIm 垂直振幅异常垂直振幅异常剖面法野外观测要点：剖面法野外观测要点： 主要由发射机和接收机两部分组成。（主要由发射机和接收机两部分组成。（1 1）发射机是由）发射机是由固定频率的交流发电机或信号发生器以谐振形式向回线馈

8、送固定频率的交流发电机或信号发生器以谐振形式向回线馈送电流。（电流。（2 2）接收机则因视观测参数的不同而有很大差别。）接收机则因视观测参数的不同而有很大差别。当只观测振幅时，由接收线圈、选频放大和指示器组成；当当只观测振幅时，由接收线圈、选频放大和指示器组成；当观测实、虚分量时，尚需增加移相器和参考线。观测实、虚分量时，尚需增加移相器和参考线。 该观测方法是测量剖面上相邻两点磁场振幅的比值该观测方法是测量剖面上相邻两点磁场振幅的比值及两点磁场之间的相位差，亦称及两点磁场之间的相位差，亦称双框法双框法。如果供电。如果供电是通过是通过“无限无限”长接地导线实现的，则也可观测电长接地导线实现的，则

9、也可观测电磁振幅比及其间的相位差。磁振幅比及其间的相位差。两种场源的比较：两种场源的比较：无限长导线源：无限长导线源：优点：布置简单，观测面积大，工效优点：布置简单，观测面积大，工效高；缺点：含有传导类电流作用，受岩石导电性不高；缺点：含有传导类电流作用，受岩石导电性不均匀及覆盖层等非矿干扰大，在详查中较少使用。均匀及覆盖层等非矿干扰大，在详查中较少使用。不接待回线源：不接待回线源：优点：不包含传导类电流场，便于利优点：不包含传导类电流场，便于利用频率特性研究异常性质；缺点：布置回线麻烦，用频率特性研究异常性质；缺点：布置回线麻烦，有效工作面积小，一般用于详查中。有效工作面积小，一般用于详查中

10、。（2 2）振幅比）振幅比- -相位差法相位差法11()111nnnniinnninnnHH eHeHH eH工作中通常保持两接收线圈水平，即观测磁场垂直工作中通常保持两接收线圈水平，即观测磁场垂直分量的振幅比和相位差。如果将第分量的振幅比和相位差。如果将第n n个测点的磁场个测点的磁场（谐变场）垂直分量记为：（谐变场）垂直分量记为：式中式中 号表示磁场为复量，不带号表示磁场为复量，不带 号的号的H H为振幅，为振幅，为相位，则相邻两点磁场垂直分量的比为：为相位，则相邻两点磁场垂直分量的比为：ninnH He在普查工作中或当矿体产状较陡时，常将测线延伸在普查工作中或当矿体产状较陡时，常将测线延

11、伸到回线以外进行观测。根据模型实验结果，振幅比到回线以外进行观测。根据模型实验结果，振幅比相位差法的最佳线框距约为相位差法的最佳线框距约为二倍二倍目标体埋深。目标体埋深。实例：广东某磁铁矿实例：广东某磁铁矿区回线法观测结果区回线法观测结果 工作时选用工作时选用500m500m200m200m的矩形回的矩形回线。回线内中心测线线。回线内中心测线上的垂直分量振幅和上的垂直分量振幅和水平虚分量观测结果水平虚分量观测结果4 4、应用实例、应用实例异常特点：异常特点：（1 1）当工作频率较低时（）当工作频率较低时（220Hz220Hz及及660Hz660Hz），异常主要反映导电性），异常主要反映导电性较

12、好的黄铁铅锌矿体（较好的黄铁铅锌矿体（1616号点附号点附近的异常），干扰背景较低。近的异常），干扰背景较低。（2 2）当工作频率为）当工作频率为1125H1125Hz z时，在时，在导电性较差的铅锌矿上（导电性较差的铅锌矿上（1313号点）号点）开始出现异常。开始出现异常。（3 3）随着工作频率的增高，浅部）随着工作频率的增高，浅部覆盖层干扰异常叠加到有用异常覆盖层干扰异常叠加到有用异常上，形成复合异常，其幅度随频上，形成复合异常，其幅度随频率增高而增大。率增高而增大。实例：广西某铅锌矿振幅比实例：广西某铅锌矿振幅比相位差法野外结果相位差法野外结果 电磁偶极剖面法的供电和接收装置多半采用电磁

13、偶极剖面法的供电和接收装置多半采用小型多匝小型多匝线框。有时也可采用电极线框。有时也可采用电极A A、B B接地装置。接地装置。沿剖面观测沿剖面观测磁场分量或电场分量，获取地下不均匀电磁体的分布磁场分量或电场分量，获取地下不均匀电磁体的分布信息，达到勘查目的的电磁剖面法。信息，达到勘查目的的电磁剖面法。该方法的特点是，该方法的特点是，装置轻便，使用灵活，工作效率高；可选择与地质体装置轻便，使用灵活，工作效率高；可选择与地质体有较强耦合关系的发射方式，从而提高探测能力；但有较强耦合关系的发射方式，从而提高探测能力；但勘探深度较浅。勘探深度较浅。二、电磁偶极剖面法二、电磁偶极剖面法什么是电磁偶极剖

14、面法？什么是电磁偶极剖面法？1 1、装置形式、装置形式 将发、收线框间的空间相互位置关系称为工作装将发、收线框间的空间相互位置关系称为工作装置或观测系统。当发射和接收线框保持一定距离置或观测系统。当发射和接收线框保持一定距离( (收发距收发距) )同时移动逐点观测时，称为同时移动逐点观测时，称为动源式动源式工作工作装置。装置。 动源装置：同线装置动源装置：同线装置 旁线装置旁线装置 发、收线框在同一条测线上者称为同线装置；发、收线框在同一条测线上者称为同线装置； 发、收线框分别在两条测线同号点上者称为旁发、收线框分别在两条测线同号点上者称为旁线装置。线装置。 发射线框在测线外某一点上固定不动，

15、而接收发射线框在测线外某一点上固定不动，而接收线框在测线上逐点移动的装置，称为线框在测线上逐点移动的装置，称为定源式定源式工工作装置。作装置。 定源装置：垂直线框装置定源装置：垂直线框装置 水平线框装置水平线框装置 其中用直立线框作场源的，称为垂直线框装置，其中用直立线框作场源的，称为垂直线框装置，用水平线框作场源的，称为水平线框装置。用水平线框作场源的，称为水平线框装置。 为了便于表明发、收线框的方向，作如下规定：为了便于表明发、收线框的方向，作如下规定： X X指测线方向，指测线方向， Y Y指垂直于测线的水平方向，指垂直于测线的水平方向， Z Z指铅垂方向。指铅垂方向。 如旁线（如旁线（

16、X X，Z Z）装置，前一个字母表示发射磁）装置，前一个字母表示发射磁矩指向矩指向X X方向，后一个字母方向，后一个字母Z Z表示接收线框法线表示接收线框法线指向指向Z Z方向，即接收磁场的垂直分量。方向，即接收磁场的垂直分量。 组合名称的规定：组合名称的规定： 装置类型发射方向接收方向装置装置类型发射方向接收方向装置 例如：例如： 旁线（旁线（X X，X X）装置；）装置； 同线（同线（X X，Z Z）装置；）装置； 在实际工作中，发射磁矩可指向在实际工作中，发射磁矩可指向X X、Y Y、Z Z三个方向，接收线框也可接收三个方向，接收线框也可接收X X、Y Y、Z Z三三个分量。个分量。 故

17、同线和旁线装置分别有九种组合方式。故同线和旁线装置分别有九种组合方式。 但是，根据互换原理有些装置是等效的，如但是，根据互换原理有些装置是等效的，如 同线（同线（X X，Z Z）与同线（）与同线（Z Z，X X）装置，两者在相）装置，两者在相同两点上互换发、收线框时，其观测值相同。同两点上互换发、收线框时，其观测值相同。 故在发、故在发、 收两线框面呈正交的六种装置中，收两线框面呈正交的六种装置中，因双双互换，实为三种装置。因双双互换，实为三种装置。 综上所述，旁线和同线装置均有六种。同线装综上所述，旁线和同线装置均有六种。同线装置还有正向与反向装置之分。置还有正向与反向装置之分。 互换原理：

18、收发线圈互换位置，相对状态不变，互换原理：收发线圈互换位置，相对状态不变，观测的异常数值相同。观测的异常数值相同。 由于互换原理，所以，（由于互换原理，所以，（Z Z，X X）与（）与（X X，Z Z），），（Y Y，Z Z）与（）与（Z Z，Y Y），（），（X X，Y Y）与（）与（Y Y，X X）装置）装置等效。等效。 野外常用的装置主要有：同线（野外常用的装置主要有：同线（Z Z，Z Z）、）、( (水水平平 共面共面) )、旁线（、旁线（X X，Z Z）及定源垂直、水平线框）及定源垂直、水平线框装置。装置。 在航空电磁法中常用旁线（在航空电磁法中常用旁线（X X，X X）( (直立共

19、面直立共面 ) )、同线（同线（X X，X X）( (直立共轴直立共轴) )和同线（和同线（Z Z，X X）( (正交正交) )系统。系统。2 2、典型异常体电磁异常的特征分析、典型异常体电磁异常的特征分析 各种同线装置在实验铝板上的异常分布图各种同线装置在实验铝板上的异常分布图异常特征：异常特征：（a a）XXXX，YYYY和和ZZZZ装置异常呈轴对称分布特征，对装置异常呈轴对称分布特征，对应脉（板）顶上方为异常极小值点。其中，应脉（板）顶上方为异常极小值点。其中，XXXX以两以两侧正异常为主，侧正异常为主，YYYY，ZZZZ装置在脉（板）顶上方以中装置在脉（板）顶上方以中心负异常为主的分布

20、特征，两端出现正极值。心负异常为主的分布特征，两端出现正极值。（b b）ZXZX装置异常呈点对称异常分布特征，左侧为正装置异常呈点对称异常分布特征，左侧为正异常区，右侧为负异常区，对应脉（板）顶上方为异常区，右侧为负异常区，对应脉（板）顶上方为异常零值点。异常零值点。（a a）当测量装置远离板体时，其影响可以忽略不）当测量装置远离板体时，其影响可以忽略不计，计，H H2 2=0=0。（b b）当测量装置不断接近板体时，在板内感应电）当测量装置不断接近板体时，在板内感应电流产生的流产生的H H2 2与与H H1 1同向，为正异常，并存在异常极大同向，为正异常，并存在异常极大值。值。（c c）当发

21、射、或接收线圈位于板顶正上方，分别）当发射、或接收线圈位于板顶正上方，分别为为H H2 2=0=0，和接收不到，和接收不到H H2 2，出现异常零值点。，出现异常零值点。（d d）当发射、或接收线圈对称位于板顶两恻，电）当发射、或接收线圈对称位于板顶两恻，电磁观测系统处于最佳匹配偶合，对应异常极小值点。磁观测系统处于最佳匹配偶合，对应异常极小值点。(1)(1)虚分量、相位测量方法虚分量、相位测量方法这是一利用一次磁场作为相位参考信号，按其在接这是一利用一次磁场作为相位参考信号，按其在接收仪获取一次磁场信号的方式，可分为：收仪获取一次磁场信号的方式，可分为： 有参考线测量方式有参考线测量方式,

22、,无参考线测量方式无参考线测量方式3 3、工作方法、工作方法有参考线测量方式有参考线测量方式: :为了测量磁场虚分量异常和为了测量磁场虚分量异常和相位，通常需要从发射电路通过电缆引一条一次相位，通常需要从发射电路通过电缆引一条一次磁场相位参考信号电缆至接收仪。磁场相位参考信号电缆至接收仪。有参考线测量方式有参考线测量方式: :如果观测与测点处一次磁场如果观测与测点处一次磁场呈正交方向的磁场虚分量，则可取接收点处一次呈正交方向的磁场虚分量，则可取接收点处一次磁场方向的磁场分量作为参考信号，不用参考电磁场方向的磁场分量作为参考信号，不用参考电缆。缆。虚分量测量的优、缺点：虚分量测量的优、缺点：优点

23、：优点：(a)(a)纯异常测量；纯异常测量； (b) (b)地形异常较小，受到有效压制；地形异常较小，受到有效压制； (c) (c)多频虚分量测量可有利评价异常。多频虚分量测量可有利评价异常。缺点缺点: : (a)(a)失掉比虚分量强度大的多的实分量异常失掉比虚分量强度大的多的实分量异常; ; (b) (b)对仪器测量稳定性要求较高对仪器测量稳定性要求较高. .无参考线虚分量测量原理：接收点处一次磁场比无参考线虚分量测量原理：接收点处一次磁场比二次磁场强得多，因此一次磁场方向的磁场分量二次磁场强得多，因此一次磁场方向的磁场分量相位与一次磁场相位基本相同。以测点处一次磁相位与一次磁场相位基本相同

24、。以测点处一次磁场方向的磁场分量作为参考信号所测得的虚分量场方向的磁场分量作为参考信号所测得的虚分量误差很小。误差很小。有感应二次场有感应二次场*0*220124zzzHHrih从而有从而有*0*22014zzHHr适用范围：适用范围： 1kr(2) (2) 用虚分量确定大地电阻率方法用虚分量确定大地电阻率方法据垂直磁偶极子发射源，由磁矢位亥姆霍兹方程据垂直磁偶极子发射源，由磁矢位亥姆霍兹方程4 4、应用实例、应用实例鄂东某矽卡岩鄂东某矽卡岩性黄铁矿床上性黄铁矿床上的偶极电磁剖的偶极电磁剖面法虚分量异面法虚分量异常常 世界上有许多国家为军事、商船通讯及导航目的世界上有许多国家为军事、商船通讯及

25、导航目的设立强功率的长波电台，其发射频率为设立强功率的长波电台，其发射频率为151525kHz25kHz，采用这种电台作为物探工作的发射场源，采用这种电台作为物探工作的发射场源，观测和研究地面两个相互垂直方向的电、磁场分观测和研究地面两个相互垂直方向的电、磁场分量量Ex、Hy，或，或Ey，Hx，或总场椭圆极化倾角，或总场椭圆极化倾角和偏心率和偏心率的空间分布，的空间分布，达到找矿或解决其他问达到找矿或解决其他问题的一类电磁法，通称为甚低频电磁法，简称甚题的一类电磁法，通称为甚低频电磁法，简称甚低频法。低频法。 甚低频法与一般电磁法所指的低频是两个不同的甚低频法与一般电磁法所指的低频是两个不同的

26、概念。概念。三、甚低频法三、甚低频法(VLF)(VLF)什么是甚低频法？什么是甚低频法？ 一般电磁法所指的低频是从几赫兹至几千赫兹范一般电磁法所指的低频是从几赫兹至几千赫兹范围内，而甚低频法所用电台的发射频率为围内，而甚低频法所用电台的发射频率为151525kHz25kHz，属于高频电磁法范围内，仅相对广播波段，属于高频电磁法范围内，仅相对广播波段的发射频率而言才是低频的。的发射频率而言才是低频的。 在频率域电磁剖面法中，地面甚低频法（在频率域电磁剖面法中，地面甚低频法（VLFVLF）是）是一种被动源电磁法。一种被动源电磁法。 是一种简单的电磁法。是一种简单的电磁法。 世界上有许多甚低频发射台

27、，发射功率在世界上有许多甚低频发射台，发射功率在0.11.0 0.11.0 MWMW之间之间; ;频率为频率为1525 kHz1525 kHz之间之间( (见下表）见下表） 地球上任何一点都至少能收到一个甚低频电台地球上任何一点都至少能收到一个甚低频电台所发射的电磁信号，这也是开展此方法的有利所发射的电磁信号，这也是开展此方法的有利条件。条件。 目前，我国能利用的电台有：目前，我国能利用的电台有： 日本日本NTDNTD电台，频率为电台，频率为17.4kHz17.4kHz； 澳大利亚澳大利亚NWCNWC电台，频率为电台，频率为22.3kHz22.3kHz； 莫斯科莫斯科UMSUMS电台，频率为电

28、台，频率为17.1kHz17.1kHz； 美国美国NAANAA电台，频率为电台，频率为17.8kHz17.8kHz。 它不需要自已建立汤源；它不需要自已建立汤源； 成本低；成本低； 效率高；效率高； 仪器轻便；仪器轻便； 测量参数多；测量参数多； 野外工作使用方便；野外工作使用方便； 资料的解释简单；资料的解释简单； 具有良好的地质效果；具有良好的地质效果； 可用于寻找固体矿产、岩溶，地下暗河、断层、可用于寻找固体矿产、岩溶，地下暗河、断层、含水破碎带、岩层界线等。含水破碎带、岩层界线等。甚低频法特点甚低频法特点1 1、基本理论、基本理论（1 1）一次电磁场）一次电磁场 甚低频电磁法场源是一根

29、垂直地面的鞭状甚低频电磁法场源是一根垂直地面的鞭状天线，在远处可将其视为一个垂直谐变的电偶天线，在远处可将其视为一个垂直谐变的电偶极子，其发射的电磁波在地面和大气电离层间极子，其发射的电磁波在地面和大气电离层间的波导层中可传播到很远的距离。在远区（的波导层中可传播到很远的距离。在远区（x x ）电磁波由天波和地波组成，）电磁波由天波和地波组成，天波天波是指在是指在地面与电离层之间反复反射而传至测点的电磁地面与电离层之间反复反射而传至测点的电磁波，波，地波地波是指从场源经空气直接传至测点的电是指从场源经空气直接传至测点的电磁波。磁波。当大地为有限导电介质时，近地面的天波电场强当大地为有限导电介质

30、时，近地面的天波电场强度可近于零。因此，地面观测的电磁场基本上是度可近于零。因此，地面观测的电磁场基本上是地波成份。地波成份。该方法的实质是利用电磁波在传播过程中遇到导体或该方法的实质是利用电磁波在传播过程中遇到导体或磁性感应体时，该导体在一次场的激发下而产生感应磁性感应体时，该导体在一次场的激发下而产生感应（二次）电流，从而引起感应二次场，二次场与一次（二次）电流，从而引起感应二次场，二次场与一次场合成后，改变了一次场的振幅、方向和相位，形成场合成后，改变了一次场的振幅、方向和相位，形成了椭园极化场。了椭园极化场。 根据计算及找矿地质和工程地质的需要，一般根据计算及找矿地质和工程地质的需要，

31、一般仪器设计选择：仪器设计选择： 磁场水平分量磁场水平分量HyHy 电场垂直分量电场垂直分量EzEz 电场水平分量电场水平分量ExEx 椭圆极化倾角椭圆极化倾角D D 四个参数。四个参数。（2 2）观测参数）观测参数2 2、几种规则形体上的甚低频异常、几种规则形体上的甚低频异常 （1 1）导电球体异常）导电球体异常 设球体设球体= =0 0，0 0，球心埋深为球心埋深为h h，球体半径，球体半径r r0 0，坐，坐标原点选在球心地面投影点。标原点选在球心地面投影点。 由于外磁场视为平面垂直入射电磁波，其异常场视为由于外磁场视为平面垂直入射电磁波，其异常场视为位位于球心的水平谐变磁偶极子于球心的

32、水平谐变磁偶极子的磁场。的磁场。异常特征：异常特征： H2z和和D呈点对称分布，在呈点对称分布，在点原处为零点。点原处为零点。 h=y H2y呈以负为主的轴对称分呈以负为主的轴对称分布，两边出现正极大峰值。布，两边出现正极大峰值。 h=1.3q(2)(2)良导体板体异常良导体板体异常异常分布特征：异常分布特征： H H2y2y在板顶上在板顶上方有主正异常分布，方有主正异常分布，曲线呈不对称性，其曲线呈不对称性，其倾斜一侧较徒；倾斜一侧较徒； H H2z2z或或D D异常呈异常呈非通原点的似奇性分非通原点的似奇性分布，其零点向反倾斜布，其零点向反倾斜方向偏移，在倾斜一方向偏移，在倾斜一侧极值幅度

33、大侧极值幅度大 。3 3、野外工作方法、野外工作方法 通常采用通常采用极化椭圆倾角法和视电阻率法极化椭圆倾角法和视电阻率法两种方法，两种方法，前者适于探测低阻体，如含水破碎带、含矿断裂带、前者适于探测低阻体，如含水破碎带、含矿断裂带、溶洞、古河床及电性差异的不同岩层接触带；后者溶洞、古河床及电性差异的不同岩层接触带；后者适用于电阻率填图，了解电阻率在水平方向上的变适用于电阻率填图，了解电阻率在水平方向上的变化，通过相位测量，确定基岩埋深和电阻率。化，通过相位测量，确定基岩埋深和电阻率。 （1）甚低频倾角测量法）甚低频倾角测量法选择发射台方向大致与异常体走向平行的发射台作选择发射台方向大致与异常

34、体走向平行的发射台作场源，场源，H1yH1y大致垂直走向，大致垂直走向，E1xE1x平行走向，将获取明平行走向，将获取明显磁场分量异常，利用接收线圈观测磁场显磁场分量异常，利用接收线圈观测磁场D D值。值。具体观测方法是在测点处，首先垂直轴旋转线具体观测方法是在测点处，首先垂直轴旋转线圈，找到信号最大位置，而后沿水平轴旋转线圈，找到信号最大位置，而后沿水平轴旋转线圈，使其信号为零或极小值位置，其线框倾角圈，使其信号为零或极小值位置，其线框倾角则为则为D D值。值。（2）甚低频电阻率测量法）甚低频电阻率测量法选择发射台方向大致与异常体走向平行的发射选择发射台方向大致与异常体走向平行的发射台作场源

35、，分别在地面观测台作场源，分别在地面观测EXEX和和HYHY值，由下式值，由下式计算视电阻率计算视电阻率201yxHE 测线布置应测线布置应垂直垂直于探测目标的走向，选台要保于探测目标的走向，选台要保证证一次场方向垂直于构造的走向一次场方向垂直于构造的走向，以能激发出最大，以能激发出最大的二次场。为此，的二次场。为此，进行倾角法测量时，所选电台应进行倾角法测量时，所选电台应与被探测地质体走向一致与被探测地质体走向一致。在实际工作中，由于仪。在实际工作中，由于仪器只能接收两个电台的频率，不可能使所选电台与器只能接收两个电台的频率，不可能使所选电台与地质体恰好一致，而允许有一定夹角。当然，夹角地质

36、体恰好一致，而允许有一定夹角。当然，夹角愈小愈好。愈小愈好。进行视电阻率测量时，电台应与测线方进行视电阻率测量时，电台应与测线方向垂直向垂直。点线距和其它物体方法一样，视工作精度。点线距和其它物体方法一样，视工作精度而定，一般应有而定，一般应有3-53-5条测线通过探测构造带。点距条测线通过探测构造带。点距在水工物探上，一般取在水工物探上，一般取5 5、1010、15m15m均可，以清楚反均可，以清楚反映出异常为准。映出异常为准。xE4 4、资料解释、资料解释 VLFVLF法的资料解释，主要是确定断裂带、地下溶法的资料解释，主要是确定断裂带、地下溶洞、暗河、岩溶发育带、裂隙密集带等的位置和洞、

37、暗河、岩溶发育带、裂隙密集带等的位置和埋深。由于该方法的频率高，地质噪声较大，给埋深。由于该方法的频率高，地质噪声较大，给资料解释造成困难，特别是在多个导体的情况下，资料解释造成困难，特别是在多个导体的情况下，倾角曲线不仅出现假交点，真交点也不对应地下倾角曲线不仅出现假交点，真交点也不对应地下导体的位置。探测对象附近存在较大的地质体、导体的位置。探测对象附近存在较大的地质体、高压线等干扰时，还产生一种区域背景，使倾角高压线等干扰时，还产生一种区域背景，使倾角曲线不出现曲线不出现“零交点零交点”。4 4、应用实例、应用实例（1 1）地质填图找）地质填图找矿矿 加拿大地质人加拿大地质人员利用员利用

38、NAANAA电台，电台，17.8KHz,17.8KHz,在高阻在高阻（1000-40001000-4000M M）火成岩区内找到了火成岩区内找到了低阻（低阻（40 40 M M ）金属硫化矿床。金属硫化矿床。（2 2）寻找低阻金属矿）寻找低阻金属矿安徽某矽卡岩型铜矿，区内大理岩和花岗闪长岩为安徽某矽卡岩型铜矿，区内大理岩和花岗闪长岩为高阻体，矿体呈低阻性，剖面上高阻体，矿体呈低阻性，剖面上H HY Y反映出高值异常，反映出高值异常，D D对应零交点。对应零交点。利用日本爱知县利用日本爱知县 NDTNDT台，台， f=17.4KHzf=17.4KHz。矿体对应矿体对应H Hy y高值高值异常，异

39、常，D D零值交点。零值交点。（3 3）寻找岩溶水）寻找岩溶水 湖南郴州市某湖南郴州市某地隐伏灰岩地区找地隐伏灰岩地区找到呈低阻的岩溶水。到呈低阻的岩溶水。 利用澳大利亚利用澳大利亚 NWCNWC台台 f=22.3KHf=22.3KHz z 。 岩溶对应岩溶对应F F高高值异常，值异常，D D零值交零值交点。点。(4) (4) 海力敏萤石矿床勘查海力敏萤石矿床勘查 大兴安岭大兴安岭西坡新巴尔虎西坡新巴尔虎右旗南部右旗南部, ,距克距克尔伦苏木南东尔伦苏木南东20km ,20km ,属热液属热液脉型萤石矿床。脉型萤石矿床。HxHx呈现极大值呈现极大值异常，异常，HzHz呈极呈极小值异常极化小值异

40、常极化椭圆倾角椭圆倾角D D 曲曲线零交点线零交点, ,。四、航空电磁法四、航空电磁法(AEM)(AEM) 航空电磁物探特点：快速航空电磁物探特点：快速+ +大面积大面积+ +成本低成本低+ +工效高工效高 应用：基础地质调查应用：基础地质调查+ +矿产勘查矿产勘查+ +水工环调水工环调查等查等 航空电磁系统（航空电磁系统（AEMAEM）分类）分类 1 1、方法原理：、方法原理：航空瞬变电磁航空瞬变电磁+ +航空频率域航空频率域电磁电磁 2 2、系统载体：、系统载体：固定翼固定翼AEMAEM+ +直升机直升机AEMAEM1 1、固定翼时间域、固定翼时间域AEMAEM进展进展1 1、单分量（、单

41、分量（x x分量），三分量（分量），三分量（x,y,zx,y,z）测量；）测量；2 2、脉冲频率和脉宽皆可选。、脉冲频率和脉宽皆可选。优势优势：Y Y分量分量判定导体的对称性、横向不均匀性等；判定导体的对称性、横向不均匀性等；Z Z分量分量确定导体的深度和倾角，信噪比更好确定导体的深度和倾角，信噪比更好（尤其是在晚期延时阶段）；（尤其是在晚期延时阶段）；频率频率原则上，脉冲基频越高，信噪比越好；脉原则上，脉冲基频越高，信噪比越好；脉冲基频越低，上覆岩层的响应就越会受到压制，从冲基频越低，上覆岩层的响应就越会受到压制，从而达到更好地区分导体与上覆岩层的目的。而达到更好地区分导体与上覆岩层的目的。

42、 3 3、同时测量电磁场的磁分量（、同时测量电磁场的磁分量（B B场）及其时间场）及其时间变化率变化率“dB/dt”dB/dt”，如，如QUESTEMQUESTEM、GEOTEMGEOTEM、SPECTREMSPECTREM等系统等系统4 4、一次补偿算法、一次补偿算法能够利用脉冲期间的数据。能够利用脉冲期间的数据。优势优势：区分硫化物导体与其他非磁性：区分硫化物导体与其他非磁性导体，如粘土、石墨和剪切带等；导体，如粘土、石墨和剪切带等；: : (1) (1) 可测量高阻区的接通响应，如测量可测量高阻区的接通响应，如测量25s/m25s/m以下的电导率；以下的电导率；(2)(2)对于高导区，接

43、通响应信号用于波形反褶积，对于高导区，接通响应信号用于波形反褶积，生成有限频宽的阶跃或脉冲响应，使得测量系统生成有限频宽的阶跃或脉冲响应，使得测量系统对高导体的响应更加灵敏。对高导体的响应更加灵敏。主要固定翼主要固定翼航空瞬变电航空瞬变电磁系统磁系统 ( (修编自修编自FountainFountain和和Smith, 2003)Smith, 2003)GEOTEMGEOTEM系统实物图系统实物图（左）及其示意图（左）及其示意图（右）（右）（FountainFountain等，等，20052005）INPUT系统和系统和MEGATEM系统对系统对Perserverance矿体矿体的响应信号对比的响应信号对比（Smith等，等，2003）固定翼时间域固定翼时间域AEM偶极矩的变化偶极矩的变化（Smith等，等，2003）偶极矩与固定翼时