电法勘探-2011年12月

电法勘探第一节引言

1、应用地电学的地位：应用地球物理学的六大分支方法之一2、电法勘探的物质基础电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础。3、利用的主要物理性质：导电性、介电性、导磁性、激发极化性、压电性、震电性等第一节引言1、电法勘探的物质基础及其研究的主要物理参数

电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础。

电阻率（ρ）resistivity

极化率（η）polarizability

磁导率（μ）magneticpermeability

介电常数（ε）permittivity;capacitivity2、电法勘探的分类

电法勘探变种或分支方法多，分类依据：（1）电场的性质（2）工作场所（3）建场方式按电场的性质，通常分为两大类：（a）传导类电法：以各种直流电法为主，有

电阻率法：分为电阻率剖面法（含二极剖面法、三极剖面法、联合剖面法、对称四极剖面法、中间梯度法和偶极剖面法等）和电阻率测深法（含二极测深法、三极测深法、对称四极测深法）。

充电法自然电场法激发极化法：细分类与电阻率法平行建立。（b）感应类电法或电磁感应法：分为

电磁剖面法：不接地回线法、电磁偶极剖面法、航空电磁法、甚低频法。

电磁测深法：大地电磁测深法、频率测深法、瞬变测深法等。按工作场所，通常分为：

航空电法地面电法海洋电法地下电法按建场方式，通常分为：

天然场源（被动源）电法人工场源（主动源）电法3、电法勘探的应用

勘查石油与天然气和煤田地质构造；寻找金属与非金属矿产；进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查；探测深部地质构造。第二节电阻率法勘探定义：电阻率法是传导类电法勘探方法之一，它利用各种岩（矿）石之间具有导电性差异，通过观测和研究这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，以达到找矿和解决其它地质问题的一组电法勘探分支方法。第二节电阻率法勘探

电阻率法应用：电阻率法无论在普查金属、非金属矿产和研究地质构造方面，还是在水文、工程地质调查以及勘查能源等方面，均取得了良好的地质效果，发挥着重要作用。地面ρ空气ρ0AB一、岩矿石的电阻率岩石和矿石的导电性电阻率(resistivity)和电导率(conductivity)的概念：电阻率ρ是表征物质导电性好坏的物理参数。在数值上，它相当于电流垂直通过边长为一米的立方体均匀物质时，该物质所具有的电阻值。电阻率的单位是欧姆·米，记作Ω·m。有时也用电导率σ表示物质的导电性，其单位为西门子每米，记作S／m。电导率和电阻率互为倒数。显然，物质电阻率越低、电导率越大，其导电性越好；反之，其导电性越差。（一）矿物的电阻率岩矿石是由矿物组成。

固体矿物按其导电机理的差别分为电子导电型矿物、半导体型导电矿物和固体离子型导电矿物。电子导电型矿物包括天然金属和石墨，其中自然金、铜的电阻率最低，自然金的电阻率为2×10－8

Ω·m，自然铜的电阻率为（1.2～30）×10－8

Ω·m。石墨的电阻率按垂直节理面和顺节理面不同而不同。垂直节理面的电阻率为28×10－6～1×10－2

Ω·m。顺节理面的电阻率为36×10－8～100×10－8

Ω·m。（一）矿物的电阻率

半导体型导电矿物包括绝大多数金属硫化物和金属氧化物，其中黄铜矿、黄铁矿方铜矿、磁铁矿等电阻率低于1Ω·m

。而闪锌矿、磁铁矿等电阻率在100～106

之间。固体离子型导电矿物包括绝大多数造岩矿物，如石英、长石、云母、角闪石、岩盐、石膏等，其电阻率都很高，一般大于108

Ω·m，在干燥情况下可看作是绝缘体。（二）常见岩石的电阻率

岩浆岩电阻率最高，其变化范围在102～105Ω·m，括如花岗岩、玄武岩等。变质岩中的结晶片岩、片麻岩、大理岩等电阻率也较高，而泥质板岩则稍低。沉积岩电阻率一般较低，如泥岩的电阻率101～102Ω·m，砂岩的电阻率101～103Ω·m。（二）常见岩石的电阻率

如上所述，不同岩石间电阻率常存在差异，这正是电法勘探的地球物理基础。但是，由于岩石的矿物形成过程的地质条件千差万别，形成后经历的地质变动也不同，而且同一中岩石的电阻率变化范围也很大，因此，应用地电测量判断岩性就比较困难。（三）影响岩、矿石电阻率的因素

1．与岩、矿石骨架组分和结构有关

岩、矿石的结构、构造比矿物成分及含量对岩、矿石电阻率的影响更大些。2．与岩、矿石孔隙及所含流体性质有关3、岩、矿石电阻率与温度有关大量实验表明，电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而变大，但离子导电岩石的电阻率却随温度的增高而变小。

总之，影响岩矿石电阻率的因素是多方面的。因此，在探察时，要注意根据实际地质情况，分析影响岩石电阻率的主要因素。如沉积岩区要注意岩石的孔隙度、饱和度、矿化度；变质岩区应注意岩石中良导矿物的含量和结构。

岩、矿石的电阻率是进行电阻率法工作设计和成果解释的依据。因此，在某一工区开展电阻率法工作时，应对该区的岩、矿石电阻率进行测定。二、岩、矿石电阻率的测定二、岩、矿石电阻率的测定

右图为测量岩、矿石标本电阻率的装置简图。在横截面为S的长方形岩矿石标本的两端，装有与标本紧密接触的金属片状电极A和B，A、B极的外路与电流表、干电池等联成回路。另外，在岩石标本的中部，经有与标本紧靠，并由金属丝做成的相距为L的两个环形电极M和N，M、N的外路与测量电位差的电位计和导线连通。当进行测量时，在A、B回路中供电电流为I，若M、N极间引起的电位差为，则可按右式计算岩石标本的电阻率。（一）实验室测定

（二）均匀大地电阻率的测定设地表水平，地下为均匀、无限、各向同性岩石，若通过地面的供电电极A、B向地下供入电流强度为I的电流时，则根据场论，可得地表任意两点M和N的电位表达式为：装置系数K单位为米。只与电极的排列位置有关。在实际工作中，用DDC－2型电子自动补偿仪或DWD－1型微机电测仪测量和I，然后按下式计算便可得到均匀大地之岩石电阻率值。二、岩、矿石电阻率的测定A(+I)MNB(-I)视电阻率概念与电阻率法实质

视电阻率的概念当地面水平、地下岩石电性分布不均匀时，按下式计算的结果称为视电阻率(apparentresistivity)，以符号表示。

视电阻率虽然不是岩石的真电阻率，但却是地下电性不均匀体的一种综合反映。可利用其变化规律以发现和探查地下电性不均匀体，达到找矿和解决其它地质问题的目的。A(+I)MNB(-I)MN处的场=“电流源在MN处产生的场”和“异常体边界上积累电荷在MN处产生的场”的叠加“低阻吸引电流线，高阻排斥电流线”现象。起伏地形引起的视电阻率异常图为二峰一谷的起伏地形上中间梯度法视电阻率。由图可见，纯地形上ρs曲线形态和幅值与起伏地形呈镜象关系：在山脊上取得ρs的极小值，且山脊越陡，ρs幅值越大；在山谷上取得ρs的极大值，且山谷越深陡,ρs的幅值亦越大。ρs曲线的上述变化原因在于起伏地形对均匀电流场的畸变作用：在山谷处在山脊处

克服地形影响的方法目前，应用最为广泛的克服地形影响方法是“比较法”，该法可用于各种电剖面法和电测深法。“比较法”是将野外实测的视电阻率曲线（Ps），逐点除以相应点纯地形异常，从而得到经过地形改正后的视电阻率曲线.电剖面法所了解的是沿剖面方向地下某一深度范围内不同电性物质的分布情况。三、电阻率剖面法电阻率剖面法简称电剖面法。它包含多种变种方法，在这些方法中，测量电极均沿测线方向逐点进行测量，以探测地下一定深度内地电断面沿水平方向的变化。三、电阻率剖面法由于变种方法较多，因此适应各种地电条件的能力较强，应用范围较广。它不仅能有效地寻找金属矿和非金属矿，还可进行地质填图，解决地质构造等问题，并且在水文地质和工程地质调查中，也获得了广泛应用。中间梯度法

中间梯度法（以下简称为中梯法）是电阻率剖面法中一种常用的重要方法。由于中梯法的两个供电电极AB相距很远、固定不动，而观测是在其中间三分之一地段进行，在地下岩石为均匀、各向同性情况下，该地段的电场可近似地看作均匀电场。因而，计算中梯法的视电阻率异常，可归结为研究均匀电流场中赋存有电性不均体时所产生的视电阻率异常。

（一）、垂直接触面上视电阻率异常（1）视电阻率表达式对于AMN三极装置而言，在MN一0的情况，三种不同的ρs表达式：a．当供电电极（A）和测量电极中点（O）均在ρ1岩石上时(x为A至O的距离)

b．当A极在ρ1而O点进入ρ2岩石时

c．当A极和O点全部进入ρ2岩石时

对于MNB三极装置而言，当MN—0时,ρs的计算公式也有三种情况.（2）三极装置视电阻率曲线的变化规律1当装置距离接触面很远时2当装置右移并逐渐接近接触面时3当MN到达接触面时，ρs有最大值4当MN极由左侧岩石进入到右侧岩石时，(电流密度的法线分量是连续的)5当装置继续向前移动、直到A极达到接触面之前，ρs将保持为常数值6当A极也进入ρ2岩石时

视电阻率曲线的变化规律自己分析!（二）、球体上视电阻率异常

均匀场中有球体存在时，球外电场的异常分布与地下水平电流偶极子的电场等效。

当球体为低阻时，在球心正上方ρs有极小值，两侧有ρs＞ρ1的极大值；当球体为高阻时，在球心正上方ρs有极大值，两侧则有ρs＜ρl的极小值；无论高阻还是低阻球体，其上的视电阻率剖面曲线皆左右对称。根据ρs曲线主极值点的坐标，可确定球心在地面的投影位置。可以用水平电流偶极子的电场分布规律解释上述低阻球体和高阻球体上的ρs异常特征。球体上视电阻率异常

a．低阻球体上的ρs(A)、ρs(B)和ρs(AB)剖面曲线对联剖曲线而言，无论哪种极距(AO),其ρs(A)和ρs(B)曲线在球心正上方均有一个交点，并在交点左边有ρs(A)＞ρs(B)，右边ρs(A)<ρs(B),交点处的视电阻率值ρs＜ρ1。通常将这种性质的交点称为“正交点”或“低阻交点”。由图可见，这时ρs(A)的极小值出现在球体右边，而ρs(B)的极小值则出在球体左边。对称四极剖面法的ρs(AB)曲线，则在球心正上方有ρs(AB)＜ρ1的极小值异常。

极距增大

（二）三极剖面、联合剖面和对称四极剖面法的应用1．三极剖面法的应用2．联合剖面法的应用

联合剖面法是用来寻找和追索良导电陡立薄矿脉的最有效方法。另外，当用其寻找等轴状矿体以及划分岩石分界面时，也能有明显效果。 供电电极距AO或BO的选择应考虑地质目标的埋深，若存在厚度为H的浮土覆盖层时，应取AO>3H；对于寻找良导电的陡立薄矿脉，应根据有工业意义的最小矿脉的大小确定AO。实验表明，最佳极距应选为AO＝L+l（L和l分别为脉状体的走向长度和下延长度之半）。 确定测量极距MN大小的原则是在不明显降低异常的前提下，尽量采用较大的MN。在实际工作中，一般使MN等于测点距，而测点距的确定则取决于异常范围大小。在详查时，测点距一般选为MN＝（1/5～1/3）AO。

3．对称四极剖面法的应用

对称四极剖面法主要应用于地质填图，研究覆盖层下基岩的起伏和为水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布以及疏松层下的地质构造等。应用实例1、联合剖面用途:找矿方面的应用多一些①寻找、追索陡立低阻薄脉②寻找等轴状矿体③确定倾斜矿脉的产状④地质填图，划分岩石分界面应用实例2、对称四极剖面

用途：地质填图，水文、工程地质方面应用多些①确定基岩面起伏②追索断裂构造③追索古河道、岩溶发育带④圈定覆盖层中电性非均匀体的分布应用实例3、中间梯度剖面：用途：①寻找、追索陡立高阻薄脉、产状平缓的低阻脉，效果好；寻找、追索陡立低阻薄脉、产状平缓的高阻脉，效果不好②进行半定量解释应用实例4、偶极剖面

用途：①游散电流或电磁偶合的干扰小②异常复杂不容易解释四、电阻率测深法

四、电阻率测深法（ResistivitySoundingmethod）

电阻率测深法（简称电测深）是常用来探明水平（或近似水平）层状岩石在地下分布情况的一种电阻率法。该法是在同一测点上逐次扩大电极距，观测垂直方向由浅到深的视电阻率变化情况，通过分析电测深曲线来了解测点下部沿垂向变化的地质情况。

电测深法有不同的装置类型，如三极电测深、对称四极电测深、偶极电测深等。应用最广泛的是对称四极电测深法。1、电测深法的方法原理（1）在地表设置四根金属电极A、B、M、N。其中A、B与电源相连用于供电，M、N用来测量地面上某两点间的电位差，称为测量电极。（2）当A、B电路通电后，地下就形成一个人工电流场。这时测出M、N电极间的电位差ΔUMN和AB电路中的供电电流I，代入到视电阻率公式中，得到该电极距条件下的视电阻率值。（3）不断增大AB的距离，电流流经地下地层的深度亦不断增加，根据（2）计算的视电阻率则反映更深处岩层的电阻率。（4）可见，不断增加供电电极间的距离，可以得到不同的视电阻率值，它们反映了测点处从地表到地下深处岩层导电性的变化情况。2、野外观测点测，对于对称四极（1）在测点处布置好仪器和电源（2）根据地质任务确定AB或AO，并布置电极、铺设和连接导线

AO达到勘探深度的5倍左右，MN一般介于AB的1/3~1/30。（3）测量电极MN间的电位差及AB的供电电流，计算视电阻率。（4）跑极。由小到大改变AB的距离，重复步骤（3）。完成对一个测点的测量。（5）绘图。以AB/2为横坐标，以相应的视电阻率为纵坐标，将测得了视电阻率值逐点画在一张双对数坐标纸上，得到一条视电阻率测深曲线。（6）进行其它测深点的观测，直到完成所有测深工作。3、电测深曲线类型二层水平地层上视电阻率曲线

二层水平地层的上层岩石电阻率为ρ1，厚度为h1，基岩的电阻率为ρ2，厚度为无限大。根据两层岩石电阻率比值的不同，二层水平地层上的电测深ρs曲线分为两种类型：若基岩电阻率ρ2大于上覆岩层电阻率ρ1，则电测深ρs曲线为G型；若基岩电阻率ρ2小于上覆岩层电阻率ρl，则电测深ρs曲线为D型。三层水平地层上的视电阻率曲线a、ρ3为有限值情况三层曲线尾支渐近线是ρs＝ρ3直线。三层曲线的后半段也和二层曲线相近，其上层为第一、二层组成的代替层，基底为ρ3。b、ρ3oo情况ρ3oo情况的三层水平地层测深曲线有H型和A型。类似于二层曲线情况，当ρ3oo时，尾支渐近组方程为:式中S12＝S1＋S2为第一层和第二层的纵向电导之和。三层电测深曲线的等值性

根据势场问题解的唯一性定理，一定层参数的地电断面对应着唯一确定的电测深曲线，不同层参数的地电断面对应着不同的电测深曲线。然而，在实际工作中，由于存在一定的测量误差，于是出现某些层参数不同的地电断面所对应的电测深曲线之间，其差别在观测误差范围以内，可将它们看成为“同一条”电测深曲线，这种情况称为电测深曲线的等值现象。由于等值现象存在，一条实测电测深曲线可对应一组不同的地电断面，常可造成错误的解释结果。为此，必须研究等值现象发生的原因和规律，以提高解释质量。一条三层电测深曲线，可能对应一组不同参数（ρi,hi）的三层地电断面，称其为同层等值现象，它分为S等值和T等值两类。电测深曲线类型

水平地层上电测深曲线的定量解释

电测深曲线定量解释的内容是确定曲线所反映各电性层（或主要电性标志层）的厚度及电阻率值。

目前，对电测深曲线做定量解释的方法主要有量板解释法、数值解释法以及其它各种经验解释方法。其中数值解释法主要采用最优化方法拟合电阻率转换函数或者直接拟合视电阻率近年来，用电子计算机自动解释电测深曲线有许多方法，目前应用最为广泛的是最优化数值反演方法。最优化法在数学上是求多变量函数极小值的计算方法。用这种方法反演电测深曲线就是求取使理论曲线和实际曲线之间拟合差为极小值时的层参数。对电测深曲线作最优化数值反演的步骤:（1）根据实测曲线的形态特征，结合当地地质及地球物理条件，首先确定水平断面的层数n，并给出2n一1个初始层参数或初始模型参数。（2）根据初始模型参数值，按正演计算的数学模型计算理论曲线。（3）根据理论值和实际值计算拟合误差。（4）若拟会误差小于事先规定的误差，表明满足精度要求，则将该组展参数作为最终的解释结果，并停止运算。否则，需要修正层参数值，并重新返回到步骤（2）～（3）循环往复，直到满足精度要求为止。这时，理论曲线所对应的层参数便作为解释结果。利用电测深找水五、高密度电阻率法五、高密度电阻率法①方法特点——计算机控制，整排列，多装置、多道、密集测量，信息量大，自动化程度高，兼有剖面和测深的特点。②主要技术——a、二极观测—

转换出任何技术装置；

b、三极观测—转换出任何技术装置；

c、“三电位”观测—

温纳（α）、偶极（β）、双二极（γ）：观测其中任二种装置，换算第三种。③资料整理——由计算机处理，绘制各种装置观测的ρS断面等值线图。实测结果例一1999年3月20日，湖南省益阳市，国家防汛抗旱总指挥部组织“堤坝隐患探测设备测评”工作，本仪器是国内唯一的分布结构式仪器。下图是本仪器和美国某公司仪器在同一测线测量的结果。例九、树根探测结果例十、500KV超高压输电铁塔下采空区探测结果（湖北荆门）第三节激发极化法

在进行电阻率法测量时，人们常常发现：在向地下供入稳定电流的情况下，仍可观测到测量电极间的电位差是随时间而变化（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟）后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极间的电位差在最初一瞬间很快下降，而后便随时间相对缓慢地下降，并在相当长时间后（通常约几分钟）衰减接近于零。这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场现象，称为激发极化效应（简称激电效应），它是岩、矿石及其所含水溶液在电流作用下所发生的复杂电化学过程的结果。激发极化法（简称激电法）是以不同岩、矿石激电效应差异为物质基础，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法。岩石和矿石的自然极化性极化的概念：一般情况下物质都是电中性的，即正、负电荷保持平衡。但在一定条件下，某些物质或某个系统的正、负电荷会彼此分离，偏离平衡状态，通常称这种现象为“极化”。某些岩石和矿石在特定的自然条件下会呈现出极化状态，并在其周围形成自然电场，这便是岩、矿石的自然极化。石墨（a）和黄铜矿（b）标本在不同外电流密度j0的激发下，阳极过电位（实线）和阴极过电位（虚线）随充电时间T和放电时间t的变化曲线。①没有外电场的作用：——导体和围岩溶液的接触界面上，存在“均匀分布的双电层”—不显电性—平衡电极电位；②有外电场的作用：——“双电层”变形—显电性（电流流入端—阴极；流出端—阳极）——“平衡电极电位”发生变化，形成过电位——“充电过程”③断电后：——电荷间的“排斥”和“吸引”作用，使“双电层”恢复原样—

围岩中——“放电过程”④恢复“均匀分布的双电层”——平衡——不显电性1、电子导体的激电效应一、激电效应①由于岩石颗粒表面具有“极性吸附”作用——存在均匀分布的“双电层”——分散结构

②外电流作用下，分散区里的阳离子发生“位移”，——造成“双电层”变形。

2、离子导体的激电效应双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢，决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径长短，因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数（即充电和放电较慢）。这是用激电法寻找地下含水层的物性基础。

大量实测资料表明，地下体极化岩、矿石的极化率主要决定于其中所含电子导电矿物的体积百分含量。

激电效应随岩、矿石中电子导电矿物含量增高而增强的特性，是激电法成功应用于金属矿普查找矿的物理—化学基础。

影响岩矿石极化率的因素：1、电子导电矿物的含量2、岩矿石的结构、构造

（1）电子矿物的颗粒度颗粒度越小，极化率越大

（2）电子导电矿物的形状和排列方向非各向同性

（3）致密程度极化率一般随致密程度增大而增加无矿化岩石的激发极化特性1、极化率低完全不含电子导电矿物的岩石，其极化率通常很小，一般不超过1～2％，少数可达3～4％。2、充放电速度快频率域体极化参数频散率Cole-Cole模型频率为0时的电阻率充电率，时间域极限极化率时间常数频率相关系数幅值与相位

激发极化法的仪器装备1、直流激电仪：观测参数：视极化率本质：测量一定供电时间和断电时间的电位差，然后计算视极化率，由仪器可以直接读出视极化率值2、交流激电仪：观测参数：视频散率本质：测量两个频率之间的电位差，然后计算视频散率，由仪器可以直接读出视极化率值3、不极化电极：三、激发极化法的应用范围

激电法的应用范围很广，无论在金属与非金属固体矿产的勘查，还是在寻找地下水资源、油气矿藏和地热田方面，都获得了成功的应用。（1）金属与非金属固体矿产的勘查

在过去相当长的时期内，激电法主要用于普查硫化物金属矿。由于这类矿床往往不含磁性矿物，且矿石多呈浸染状结构，磁法和其它电法的找矿效果欠佳，激电法成为寻找铜、铅、锌、钠等有色金属矿的主要方法。近年来，激电法在寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿和放射性矿床等方面，也发挥着越来越大的作用。激电法用于勘查上述固体矿产的主要优点是能找到百分含量不高的浸染状矿，这是其它任何电法所不能比拟的;此外，其它电法令人头痛的地形不平和导电性不均匀等干扰因素,不会形成激电法的假异常。（2）油气田和地热田勘查

用激电法找油气田和地热田的共同点是，都以探测油气田或地热田上部的次生黄铁矿的激电效应为基础。

次生黄铁矿的深度远比油气层或地热储的深度小，因此，地面激电法有可能探测到由它们引起的激电异常，虽然通常是十分微弱的。

常规油气物探方法主要是探测有利于储藏油气的地质构造；而激电法则是探测与油气有关的激电效应。故在一段时间人们常说是激电法“直接”找油气。其实，它毕竟还是探测由油气活动形成的次生黄铁矿的效应，所以仍属间接找油气。激电法方法选择1、时间域激电法：优点：电磁偶合小，工作方法和解释理论较简单，仪器容易制造缺点：抗干扰能力差，需要大功率供电——设备笨重、效率低、成本高激电法方法选择2、变频激电和相位激电

：优点：抗干扰能力强，供电电流小——

设备轻便、效率高、成本低缺点：电磁偶合影响大。激电法方法选择3、频谱激电法（复电阻率法）

：优点：可区分激电和电磁偶合效应；可反演谱参数，对评价IP异常有利；缺点：复杂；效率低；多解性严重第四节大地电磁测深法一、天然电磁场天然电磁场的特征是由许多个场源综合产生的包含有很宽频谱的随机电磁场。一是随机性，二是全球性，三谐变性。所谓随机性是对一个地球上固定的观测点而言，天然电磁场的振幅、频率和极化方向都是随时间而随机变化。所谓全球性是说绝大多数的地磁变化都是全球性的地磁现象，是全球同时进行的。

时间上的规律，主要是反映在于太阳活动有关的各种周期变化上，如太阳黑子活动有11年的周期等。

空间上的规律，主要是随纬度的变化，天然电磁场的振幅和相位也变化。一般地，纬度高，磁扰强度大。二、大地电磁测深的数学物理基础

大地电磁测深法是地球物理学中电磁测量的方法之一，最初由吉洪诺夫(1950)和卡格尼亚德(1953)提出。其理论基础是基于场源为垂直入射到地面的平面电磁波来讨论的。其数学物理基础是麦克斯韦(Maxwell)方程组。三、方法原理在某个观测点上，测量由天然电磁场源产生的电场和磁场的水平分量。二者的比值称为电性阻抗。在一系列频率点上确定阻抗，从而得到阻抗频谱，该频谱提供了地球内部导电率随深度变化的信息。

若地下介质是各向同性的，则电场强度和磁场强度互相垂直。一般地，天然交变电磁场的频率范围约为104～10-4Hz，频率越低，穿透深度越大，在地面测点观测不同频率天然电磁场信号，并进行分析处理，就能得到地球不同深度处的电性分布。该方法的用途：可用于岩石圈电性结构及其横向不均一性的研究，发现和寻找高电阻岩层下的沉积坳陷与含油气构造，以及勘探地热资源、地下水等。（一）波动方程由麦克斯韦方程，电磁场的表达式为：（二）穿透深度我们讨论平面电磁波在均匀介质中的传播问题。波的方向垂直于地面，Ez=Hz=0这里的1/b称为电磁波的趋肤深度，也叫穿透深度

b为电磁波的衰减系数，也称吸收系数。在无磁性介质中，穿透深度为：

（三）波阻抗

（四）视电阻率与传导类电法相比，电磁法具有如下特点：

①它的发射和接收装置都可以不采用接地电极，而是以感应方式建立和观测电磁场；

②采用多种频率测量，可以扩大方法的应用范围；

③观测电磁场的多种量值，如振幅（实分量、虚分量）、相位等，可以提高地质效果。大地电磁测深法利用天然电磁能可以穿透直流供电法难以透过的高阻层，具有以下优点：

①勘探深