摘要：瞬變電磁法是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間，利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法。通過(guò)測(cè)量斷電后各個(gè)時(shí)間段的二次場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律，可得到不同深度的地電特征。

　　1瞬變電磁法的原理

　　瞬變電磁法簡(jiǎn)稱TEM，主要工作原理是電磁感應(yīng)定律的靈活應(yīng)用，主要工作方法是設(shè)置具有一定波形電流的發(fā)射線圈，并將其安裝或放置在地面或者井下，這需要根據(jù)實(shí)際的施工作業(yè)環(huán)境進(jìn)行合理的選擇，從而在這些區(qū)域形成磁場(chǎng)。前期主要是在頻率域中具有高頻特點(diǎn)的電磁場(chǎng)，其衰減速度較快，與其相反的是趨膚深度??；晚期階段出現(xiàn)的成分相當(dāng)于頻率域中的低頻成分，這些電磁場(chǎng)具有非常慢的衰減率，較大的趨膚深度。瞬變電磁法的工作效率高，但不能取代其他電法勘探手段，將電流線圈斷電處理，在特定時(shí)間段內(nèi)測(cè)量二次場(chǎng)的數(shù)據(jù)變化，一般來(lái)說(shuō)，其隨著時(shí)間的衰減會(huì)產(chǎn)生一定的變化規(guī)律，進(jìn)而得到不同深度的地點(diǎn)特征。

　　2 地球物理特征

　　不同巖石具有不同的導(dǎo)電性，一般有泥巖，粉砂巖，介質(zhì)粗砂巖，礫層，煤層和石灰石的電阻率值依次增大。含煤地層分層分布特點(diǎn)，比較均勻，縱向樂(lè)觀的電阻率變化的橫向傳導(dǎo)基本上是相同的。在緊湊而完整，地層電阻率是比較高的，如果在水的巖石斷層切割充滿裂隙和巖溶結(jié)構(gòu)，或與水和水流淌，由于水的良好的導(dǎo)電性破碎，巖石和圍巖有顯著差異，這就是用電磁法進(jìn)行水文地質(zhì)探測(cè)的地球物理前提。

　　3 勘探方法選擇

　　正常情況下，小區(qū)域內(nèi)同期沉積的地層造巖礦物、巖性組合、巖層發(fā)育厚度等特征相似，因此其在橫向上電阻率差異較小。垂向上，由于各組地層巖性組合不同，各層之間亦存在明顯的電性差異。當(dāng)巖層發(fā)生變形破壞導(dǎo)致裂隙構(gòu)造發(fā)育或巖層中發(fā)育巖溶時(shí)，如果巖層不含水，則其導(dǎo)電性變差，局部電阻率值增高；如果巖層含水，其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻體。據(jù)此，通過(guò)探測(cè)巖層的電阻率及其變化規(guī)律，可以查明巖層的富水性。為順利完成本次勘探任務(wù)，選擇對(duì)低阻反映敏感、體積效應(yīng)較小的瞬變電磁（TEM）來(lái)劃分富水區(qū)域和對(duì)電性分層效果較好的直流電測(cè)深來(lái)進(jìn)行電性分層，利用瞬變電磁和直流電測(cè)深兩種勘探手段進(jìn)行探測(cè)。

　　4 瞬變電磁法在地球物理勘探中的運(yùn)用

　　4.1 實(shí)例分析

　?。?）斷層探測(cè)。在某農(nóng)場(chǎng)地區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性研究，得到瞬變勘查資料。根據(jù)區(qū)域地球物理特征以及對(duì)瞬變電磁視電阻率斷面圖進(jìn)行綜合分析，推斷沉積地層在深度160m左右，直接與基地花崗巖不整合接觸。根據(jù)工程布置在視電阻率斷面圖上的點(diǎn)推斷為南北向斷層，傾向西。

　?。?）煤礦采空巷道勘查。在某地區(qū)探查煤礦采空區(qū)，得到瞬變勘查資料。根據(jù)區(qū)域地球物理特征以及對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)多條瞬變視電阻率斷面圖進(jìn)行綜合分析，推斷解釋測(cè)區(qū)內(nèi)有3條采空巷道存在，其在瞬變視電阻率剖面上第一條采空巷道大致位置為測(cè)點(diǎn)15~20點(diǎn)之間，采空巷道大致埋深為110~125m之間，巷道局部電阻率值相對(duì)較低，推斷可能含水，第二條采空巷道大致位置為測(cè)點(diǎn)30~35點(diǎn)之間，采空巷道大致埋深為235~245之間，第三條采空巷道大致位置為測(cè)點(diǎn)110~115點(diǎn)之間，采空巷道大致埋深為235~245之間。

　?。?）勘探地層含水性。在某工程中利用瞬變電磁法勘探該地區(qū)含水地質(zhì)體分布情況。通過(guò)瞬變電磁法展開(kāi)工程區(qū)域內(nèi)的供水情況的探測(cè)工作，將瞬變電磁法勘測(cè)剖面布設(shè)于前面的電測(cè)深剖面周圍。在2-3號(hào)點(diǎn)位上瞬變電磁法斷面下部的 5Ω·m~8Ω·m的視電阻率等值線呈現(xiàn)臺(tái)階式變化特點(diǎn)，提示電性差異在剖面的南北側(cè)區(qū)域上有著很大的差異性，據(jù)此認(rèn)為此處應(yīng)為斷層錯(cuò)動(dòng)基地巖性所反應(yīng)的變化特征。同時(shí)有兩個(gè)不同層位異常在TEM斷面中部位置非常明顯。分布于坡面南側(cè)區(qū)域上的異常具有較大的埋藏深度，反應(yīng)砂與粘土共同組成的第三系上部含水層，異常主要分布在電測(cè)深曲線的O型位置。而分布于北側(cè)的異常，具有非常深的磁場(chǎng)特征，地下水埋藏特征與該異常反應(yīng)一致，通過(guò)這些可以將工程區(qū)域的含水地質(zhì)體分布情況進(jìn)行充分反映出來(lái)。

　　4.2 瞬變電磁法的運(yùn)用

　?。?）工程物探中的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，瞬變電磁法也得到了非常廣泛的應(yīng)用，如建設(shè)隧道的過(guò)程中，利用該方法，能夠很好的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)挖掘方向及頂板水情況。借以瞬變電磁法能夠?qū)Ω鞣N公路建設(shè)以建筑工程建設(shè)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行有效解決，因此該方法在一些工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮著巨大的作用。

　?。?）瞬變電磁法在海洋中的應(yīng)用。近年來(lái)瞬變電磁法在海底資源的勘查中發(fā)揮了巨大的作用，不僅操作起來(lái)十分簡(jiǎn)單，而且具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性，可以對(duì)探測(cè)區(qū)域開(kāi)展廣泛的探測(cè)活動(dòng)，而且精確度非常高。

　　（3）瞬變電磁法在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用。瞬變電磁法在實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)將回線布設(shè)于地面，并給發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波，在其下降過(guò)程中，瞬間再有一次磁場(chǎng)向地下進(jìn)行傳播，地質(zhì)體由于該磁場(chǎng)的極力作用，形成不同導(dǎo)電的渦流，這一渦流于一次場(chǎng)消失后，不會(huì)快速的消失，而是逐漸的進(jìn)行衰減，在此階段的地表位置，又有二次場(chǎng)進(jìn)行傳播，并被接收回線進(jìn)行接收，地質(zhì)體在地下的電性特征便可通過(guò)二次場(chǎng)進(jìn)行反映。依照延遲時(shí)間的不同，便可對(duì)二次感生電動(dòng)勢(shì) V（t）進(jìn)行測(cè)量，便能將不同時(shí)間下二次磁場(chǎng)的曲線特性給反映出來(lái)。倘若無(wú)良導(dǎo)體存在于地下，就會(huì)表現(xiàn)出快速衰減的特征。而又良導(dǎo)體存在時(shí)，出現(xiàn)漸變的衰減過(guò)程，繼而探測(cè)到地下導(dǎo)體的位置。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　同時(shí)對(duì)瞬變電磁法的應(yīng)用實(shí)踐，證明該方法在水文地質(zhì)探測(cè)中有著十分重要的意義，不僅勘查工作效率高、范圍廣，而且探查精度高，操作起來(lái)非常方便。在勘查工作中應(yīng)當(dāng)大力推廣應(yīng)當(dāng)大力推行此方法。尤其是在地下水文地質(zhì)勘查中，瞬變電磁法的應(yīng)用，發(fā)揮著巨大的作用。能夠進(jìn)行較大深度的探查工作，而且具有非常強(qiáng)的分辨能力，不會(huì)受到地形地勢(shì)的影響，勘查結(jié)果精準(zhǔn)有效，大大提升了勘查效率，滿足了工程地下水文地質(zhì)探測(cè)工作的需要，能為水文地質(zhì)的勘探提供非常有參考意義的調(diào)查線索。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李新均，王陽(yáng).瞬變電磁法及其在工程地球物理勘探中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2020，11（3）：355-360.

　　[2]陳聰，張曉晴.瞬變電磁法在工程地球物理勘探中的應(yīng)用 [J].煤炭技術(shù)，2019，30（4）：144-145.

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