现代电磁探测技术综述new

1 现代电磁探测技术综述 地球物理与信息技术学院 金胜 B03318 一、现代电磁探测技术方法的原理与分类 1 、电磁法的基本原理 电磁法（或叫电磁感应法）是电法勘探的重要分支。该方法主要利用岩矿石的导电性、导磁性和介电性的差异，应用电磁感应原理，观测和研究人工或天然形成的电磁场的分布规律（频率特性和时间特性），进而解决有关的各类地质问题。电磁感应法多利用 10-3~108Hz的谐变电磁场（频率域）或不同形式的周期性电磁场（时间域），分别称为频率域电磁法和时间域电磁法。这两类方法产生异常的原理均遵循电磁感应定律，故基础理论和野外工作基本相同，但地质效能各有特点。 频率域电磁法的测深原理是利用电磁场的趋肤效应，不同周期（频率）的电磁场信号具有不同的穿透深度，通过研究大地对电磁场的频率响应，获得不同深度介质电阻率分布的信息。频率域的电磁剖面法，是利用不同地质体的导电性不同，产生的感应二次场的强度不同，通过观测二次场的变化来达到探测电性结构的目的。 时间域电磁法是利用接地的电极或不接地的回线建立起地下的一次脉冲场，在一次磁场间歇期间，在时间域接收感应的二次电磁场。由于早时阶段的信号反映浅部地电特性，而晚时阶段的信号反映较深部的地电断面，所以可以达到测深的目的。对于时间域的剖面法，由于地下介质的导电性越好，感抗便越大，所以二次场的强度越大，持续的时间越长。这样，可以用来寻找电性异常体。 电磁法理论的基础方程是麦克斯韦方程组，它描述了电磁场最根本的规律。 tBE （法拉弟电磁感应定律） JtDjH （安培-毕萨拉定律） 0•B （磁场无源，涡旋场） qD • （电场有源，库伦定律） 该方程组的物理意义是：电场可以使由电荷密度 q 引起的发散场，也可以是由变化的磁场引起的涡旋场，磁场是由传导电流和位移电流激励产生的涡旋场，空间并无独立的磁荷存在。麦克斯韦方程组建立了场强矢量、电流密度和电荷密度之间的关系。 分别对 1、2 式两边取旋度： 022tEtEE 022tHtHH 2 并利用矢量恒等式， 可以得到 H 和 E 满足的微分方程： 0222tEtEE 0222tHtHH 该方程是电磁场的矢量位和标量位所满足的时间域波动方程，称之为电极方程或电报方程。若场的频率很...