瞬变电磁法常用装置及其特点

瞬变电磁法，是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。其基本工作方法是：于地面或空中设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流：断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。

瞬变电磁法也称时间域电磁法（Time domain electromagnetic methods），简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。

地面瞬变电磁法通常采用的工作装置有重叠回线和中心回线装置、分离回线装置、框-回线装置三种，如图4-63所示。

图4-63 瞬变电磁法的常用工作装置

1.重叠回线和中心回线装置

如图4-63（a）所示，这两种装置的发射和接收回线中心点位置相同，故又称为同点装置。两种装置在各种形状地质体上的异常形态基本相同。回线一般敷设成正方形，重 叠回线发射和接收回线形状相同。中心回线装置采用正方形发射回线，用轻便的小型多匝 接收回线置于发射回线中心观测。同点装置是频率域电磁法无法使用的装置，它与探测对 象能达到最佳耦合，所得到的异常幅度大，形态简单，受旁侧影响小，横向分辨率高，是 瞬变电磁法中最常采用的装置。由于是动源装置，发射磁矩受到限制，勘探深度一般只能 达到数百米。当发射回线边长较大时，野外施工比较困难。重叠回线和中心回线装置既可 用于剖面法，又可用于测深法。

2.分离回线装置

分离回线装置形式如图4-63（b）所示，也称为偶极装置，与频率域电磁法的水平线圈法相似。发射和接收线圈保持固定间距在测线上移动。因为这种装置相对于同点装置 来说，除在直立薄板上异常形态更简单（分离回线在直立薄板上的磁场异常为负单峰，同 点装置的磁场异常为正双峰）外，其他方面均不如同点装置，因而采用较少。

3.框-回线装置

如图4-63（c）所示，框-回线装置又称为大固定发射回线、移动接收线圈装置。发射回线采用边长数百米甚至1000～2000m的矩形回线，在回线内或回线外布置测线，用 小型线圈或探头沿测线观测。因发射回线固定，可以采用大功率的发送设备以便达到很大 的供电电流，而且发射回线面积很大，因而能够提供很强的发射磁矩，有利于大深度探 测。由于采用轻便的接收线圈，移动灵活，而且不仅可以测量z分量，也可以测量x，y 分量。野外施工中，可用多台测量装置同时测量，因此，该装置工作效率高，探测深度 大。其缺点是体积效应较强，框外测量易受集流效应（集流效应是指当局部良导体走向与 围岩中的电流方向平行时，围岩中的电流被局部良导体吸引，大部分电流集中于良导体中 的现象）的影响。框-回线装置主要用于剖面法。