TerraTEM瞬变电磁仪讲解
地面瞬变电磁法技术要求 Microsoft Word 文档
d)点距和观测精度要求应能够保证清晰完整的反映异常细节；
野外工作方法及技术要求
地面瞬变电磁法测量工作方法及技术要求参照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0187—1997《地面瞬变电磁法技术规程》来执行。
野外工作前对仪器进行了检查和调试，仪器正常方可投入生产。仪器设备严格按照操作规程执行。
2、瞬变电磁野外工作方法及技术要求
参数设置
根据工作区实际地质情况和任务要求，重叠回线Tx、Rx边长为 300 m×300m，面积为90000m2，采用主机供电测量，电压为24V，回路电阻为8Ω，电流为3A ，延迟0.025～6.9ms，采样间隔时间为0.1ms，采样数为74。叠加次数的选取视各观测点的干扰电平而定，一般为512～2048次。
接收站布置在远离强干扰源以及金属干扰物的地方。
不得在上万伏高压线下布设发送站及接收站，有必要时允许弃点。
发送站、接收站应配备测伞。阴雨湿度很大及雷雨天气不宜开展工作。
敷设线框时，剩余导线将其呈“S”型铺于地面。布线时导线在方向线上摆动幅度不得大于回线边长的5%。并适时检查导线的绝缘性。
导线连接处接触良好，不得漏电。导线的绝缘电阻大于2M·Ω。
(2) 装置类型
图4-1-2重叠回线装置示意图
本次探测采用重叠回线装置，即发射线框和接收线框规格相同。该装置与目的物耦合最紧，发射线圈逐测点移动，不会有激发盲区，发射磁矩和接收磁矩较大，异常形态简单，横向分辨率高,易于分析。4-1-2为重叠回线装置示意图。RX接收回线观测参数为用发射电流归一的感应电动势。
当导线通过水田、池塘、河沟时，应予架空，防止漏电；当导线横过公路时，应架空或埋于地下以防绊断压坏。导线架空处拉紧，防止随风摆动。
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用地下电阻率差异来探测地下结构的一种有效手段。
瞬变电磁法原理是基于法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组，通过在地面上设置发射线圈和接收线圈，利用电磁场的感应效应来获取地下介质的电阻率信息。
在瞬变电磁法中，发射线圈产生的瞬时电流会在地下引起瞬时变化的磁场，这个瞬时变化的磁场会感应出地下的涡电流。
这些涡电流会产生自己的磁场，而这个磁场又会感应出接收线圈中的感应电压。
通过测量这个感应电压随时间的变化，就可以得到地下介质的电阻率信息。
瞬变电磁法原理的关键在于瞬时变化的电磁场。
由于地下介质的电阻率不同，对瞬变电磁场的响应也不同，因此可以通过测量感应电压的变化来推断地下的电阻率分布。
一般来说，导电性较好的地层会对瞬变电磁场产生较大的响应，而绝缘性较好的地层则会对瞬变电磁场产生较小的响应。
瞬变电磁法原理的优势在于其对地下较深部分的探测能力。
由于瞬变电磁法所产生的磁场变化非常快，因此可以感应出地下较深部分的涡电流，从而获取较深部分的电阻率信息。
这使得瞬变电磁法在地下水资源、矿产资源、地质构造等方面有着广泛的应用前景。
总的来说，瞬变电磁法原理是基于电磁感应定律和麦克斯韦方程组，利用瞬时变化的电磁场来感应地下介质的电阻率信息。
通过测量感应电压随时间的变化，可以推断地下的电阻率分布，从而实现对地下结构的探测。
瞬变电磁法在地下深部探测方面具有独特的优势，对于地质勘探、矿产资源勘查等具有重要的应用价值。
时间域大功率瞬变电磁仪- TerraTEX
2.大功率瞬变电磁仪- TerraTEM一. 主要应用领域瞬变电磁法以接地导线或者不接地回线通以脉冲电流做为场源，以激励探测目的物感生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间变化的响应。
矿产勘探、构造测深、水文与工程地质调查、环境调查与检测及考古。
可以几乎涉及物探工作的各个领域，特别是在近年来找水、市政工程、土壤盐碱化、污染调查以及浅层石油构造填图都取得良好效果。
在巷道及隧道超前探测方面，瞬变电磁法可以对巷道四周和工作面前方进行超前探测，预测可能存在的汗水（层）、断层和陷落柱等，以保证在煤矿和隧道安全作业。
可见，瞬变电磁法的应用领域是相当的广泛。
目前国内应用瞬变电磁法对隧道及巷道超前探测方面的研究单位越来越多，其中比较突出的有中国矿业大学，专门应用瞬变电磁法研究隧道、巷道超前探测方面，应用效果非常好。
已经采购了3套我公司的TerraTEM 设备专门应用于隧道、巷道等超前探测方面应用研究，取得了非常大的经济、社会效益。
二. 厂家介绍澳大利亚Alpha 公司位于澳大利亚新南威尔士州，该公司主要是以找矿技术服务、勘探机械设备制造为主。
公司与澳大利亚联邦工业研究院、澳大利亚莫纳什大学长期达成战略合作，共同研发制造电磁法等物探设备。
凭借澳大利亚世界一流的“时间域电磁勘探”技术，该公司生产的TerraTEM 瞬变电磁法仪技术优势处于世界领先地位。
此系统是由CSIRO （联邦科学工业研究院）开发研究，现由Alpha 地质仪器公司制造。
最早型的仪器为G.Buselli 博士亲赴前苏联考察并自行研制，1977年研制成SIROTEM-Ⅱ仪器，当时它是最先进的TEM 系统，具断面显示、后处理滤波和衰减曲线有多道的、发射机和接收机一体的、叠加可选等先进指标。
1990年CSIRO推出SIROTEM-Ⅲ型仪器，它是SIROTEM-Ⅱ型的革新，而不是一般的改进，它是数字发射机和接收机装在一起的紧凑型轻便仪器，并可以与外接大功率发射机一起工作，该系统九十年代被中国引进，并享有良好的口碑。
TerraTEM瞬变电磁仪操作说明书
MonashGeoScope Terra TEM操作手册修订版3.02006.8目录1.1 控制机...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 电池组...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 充电器...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 连接线...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.5 USB数据快速转存器............................................................................ 错误!未定义书签。
1.6 搬运箱...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.7 手册.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
terra tem 大功率瞬变电磁仪
地质找矿中推荐使用的各种物探装备
图 a瞬变电磁响应曲线 图 b反演的电阻率剖面 图 c根据图 a，b推断的地质断面 （粗兰线表示锡矿带，它已被钻探证实，根据某勘查院资料）
地质找矿中推荐使用的各种物探装备
实例 2. 工作面陷落柱探测
1 10
1 10
1 00
1 00
90
பைடு நூலகம்90
80
80
70
70
60
60
50
◆ 外置大功率发射机及同步方式可采取 GPS 同步、电缆同步两种方式。 ◆ 可做当前瞬变电磁方法所有的工作装置，包括同一回线、重叠回线、中心回线、大定
源回线、分离回线、用户自定义装置等等。 ◆ 500KHz 的高速采样率以最小 2 微秒速度进行采样，大大提高了近地表分辨率，丰富
的时间门窗口，并且窗口选择非常灵活，可以根据野外工作情况具体手动或自动调整， 最大可达 144 个；完全数字化采集；相比传统的模拟信号采集仪器性能大大提高。 ◆ 大动态范围，可达 156dB。分辨率：28 位。 ◆ 极低的关断时间，在发射线圈 40m×40m，电流 2A 情况下，≤2 微秒 。 ◆ 15 英寸触摸屏液晶显示器配合完整的数据处理和初步解释软件，可实时显示采集数 据、采集发射波形、分析信号噪音、监控数据采集的质量、数据处理。 ◆ 具有仪器自检功能，在仪器开机后，仪器会首先进行自检，检查仪器是否正常工作， 避免因非人为原因采集无效数据。 ◆ 可单道或者三道接收。
同步方式： 线同步或者 GPS 同步 关断时间： 依据线圈的电流以及电感，边长 100 米
回线，40A 电流时为 30 微妙左右.
显示：
可显示电流、电压、回线电阻以及仪器
过热或者短路提示警告.
瞬变电磁法简介
瞬变电磁法简介第三节瞬变电磁法（TEM）一、方法原理瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源通以脉冲电流为场源，以激励探测目的物感应二次电流，在脉冲间歇测量二次场随时间变化的响应。
当发射回线中的电流突然断开时，在介质中激励出二次涡流场（激发极化场），二次场从产生到结束的时间是短暂的，这就是“瞬变”名词的由来。
在二次涡流场的衰减过程中，早期以高频为主，反映的是浅层信息，晚期以低频为主，反映的是深层地下信息。
研究瞬变电磁场随时间变化规律，即可探测不同导电性介质的垂向分布。
瞬变电磁法的探测深度与回线线圈的大小、匝数有关，线圈越大、匝数越多，探测的深度就越深。
瞬变电磁法的观测是在脉冲间隙中进行，不存在一次场源的干扰，这称之为时间上的可分性，脉冲是多频率的合成，不同的延时观测的主频率不同，相应的时间场在地层中的传播速度不同，调查的深度也就不同，这称之为空间的可分性。
由这两种可分性导致瞬变电磁法有以下特点：把频率域法的精确度问题转化成灵敏度问题，加大功率，灵敏度可以增大信噪比，加大勘探深度；在高阻围岩地区不会产生地形起伏影响的假异常；在低阻围岩地区由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；可以采用同点组合（同一回线、重叠回线等）进行观测，使与探测目标的耦合最好，取得的异常强，形态简单，分层能力强；线圈点位、方位或接收距要求相对不严格，测地工作简单，功效高；有穿透低阻覆盖层的能力，探测深度大；剖面测量与测深工作同时完成，提供了更多有用信息，减少了多解性。
二、地球物理前提由于瞬变电磁法是观测断电后由一次脉冲激励出的二次涡流场随时间的变化规律，二次涡流场随时间的衰减快慢和强弱与被探测介质（道碴、混凝土、岩石等）及介质状态（含水与干燥、完整与破裂）有关，TEM法衰减曲线的变化过程反映了检测点由高频到低频、由浅层到深层的地质信息变化过程。
检测的参数是各层规一化的电阻率，对实测的衰减曲线进行反演拟合，绘制地下电性分层及分层的电阻率柱状图，进而以反演拟合曲线为基础，绘制成曲线簇断面图、等值线断面图及电性分级断面图。
TerraTEM瞬变电磁仪操作说明书
MonashGeoScope Terra TEM操作手册修订版3.02006.8目录1.1 控制机...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 电池组...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 充电器...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 连接线...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.5 USB数据快速转存器............................................................................ 错误!未定义书签。
1.6 搬运箱...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.7 手册.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理瞬变电磁法（Transient Electromagnetic method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用瞬变电磁场在地下介质中传播的特性，来获取地下介质的电性信息。
瞬变电磁法原理的核心在于利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质中的电导率进行探测，从而揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。
瞬变电磁法的原理可以简单概括为，在地面上设置一个发射线圈，通过传输电流产生瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质并感应出地下介质中的电磁响应。
接收线圈则用来接收地下介质中的电磁响应，通过分析接收信号的变化，可以推断地下介质的电导率分布情况，从而得到地下介质的电性信息。
瞬变电磁法原理的核心在于瞬变电磁场的感应效应。
当发射线圈传输电流时，会在地下产生一个瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质，并感应出地下介质中的电磁响应。
地下介质中的电磁响应受到地下介质电导率的影响，不同的地下介质具有不同的电导率，因此它们会对瞬变电磁场产生不同的响应。
通过接收线圈接收地下介质中的电磁响应，并分析接收信号的变化，就可以推断地下介质的电导率分布情况。
瞬变电磁法原理的关键在于对接收信号的分析。
接收线圈接收地下介质中的电磁响应，这个响应信号包含了地下介质电导率的信息。
通过对接收信号的分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。
瞬变电磁法通过对地下介质的电性信息进行探测，可以帮助地质勘探人员了解地下构造和岩矿成矿体的情况，为资源勘探和地质灾害预测提供重要的科学依据。
总之，瞬变电磁法原理是利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质的电性信息进行探测，来揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。
通过对发射线圈传输的瞬变电磁场和接收线圈接收的电磁响应进行分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。
瞬变电磁法在资源勘探和地质灾害预测中具有重要的应用价值，是一种非常有效的地球物理勘探方法。
瞬变电磁
瞬变电磁法1、概述顺便电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它是的原理是根据地壳中岩石或者矿体的导电性及介电性等电学性质的差异，以不接地的回线或者是连接地线通上脉冲电流为场源，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，有一个瞬变的过程。
可以通过判断和分析二次的时空变化特征，来判断地下地质体的电性特征，找出其位置，产状和埋深等特征。
具有可以同时的具有时间和空间的可分性、探测深度达、分辨率高、信息丰富等优点。
近几十年来，我国科学技术快速进步，经济迅猛发展，各项基础建设稳步展开，对于各种矿产资源、能源、地下水资源等的需求快速增加。
同时，各项建设中遇到了许多工程问题，如公路建设中的地下空洞、煤田开采中的陷落柱、隧道开挖中的突水问题等等。
这些因素在一定程度上制约着我国经济的发展，而顺便电磁法的出现，利用其测量方面的优势，已经发展成为探测油气、金属和非金属矿产的一种重要方法，并且在深部地质构造研究，工程勘察、油气、矿产、水、地热勘探等领域得到了广泛的应用。
可以很好地保证资源供给，减少经济损失，加快建设进度。
2、研究现状2.1、研究历史对勘测工程工作的种种困难，把瞬变电磁法应用到地质勘探中的想法在上世纪30年代就有人提出来。
最初的时域电磁法是利用到了L.W.Blan在1993年获得专利，用电磁脉冲激发提供电偶极形成电场。
随后在前苏联有人提出了瞬变电磁测深法。
在50年代，前苏联、加拿大、美国等国已经开始就瞬变电磁法的理论与应用技术进行了深入的研究，同时期由J.R.Wait 提出了使用瞬变电磁场法寻找导电矿体的理念。
前苏联也基本已经建立了瞬变电磁法与野外施工的技术方法，更在70、80年代开展了大量的测量工作，特别是在二维和三维测量的方面就有了很大的进步，这使的瞬变电磁法在地质勘探上运用有了很大的发展。
瞬变电磁原理ppt课件
瞬变电磁原理
24
瞬变电磁原理
10
瞬变电磁法的“烟圈”理论 （2）
在发送一次脉冲磁场的间歇期间，观测由地质体受激 励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场的强度。
地质体介质被激励所感应的二次涡流场的强弱决定于 地质体介质所耦合的一次脉冲磁场磁力线的多少，即二次场 的大小与地下介质的电性有关：
（1）低阻地质体感应二次场衰减速度缓慢，二次场 电压较大；
V d t
2
0t （5-3-3）
从式（5-3-1）到式（5-3-3）可以看出：感应涡流扩散的速 度与地质体电导率和磁导率有关。导电性和磁导率越好，扩 散速度越慢，在导电性和导磁性较好的地质体上，能在更长 的延时后观测到大地瞬变电磁场。
瞬变电磁原理
13
矿井瞬变电磁法特点（1）
• 从烟圈效应的观点看，早期瞬变电磁场是由近地 表的感应电流产生的，反应浅部电性分布，晚期 瞬变电磁场是由深部的感应电磁场产生的，反映 深部的电性分布。因此，观测和研究大地瞬变电 磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂 向变化，这便是瞬变电磁测深的原理。
• 由于是小电流、小线圈，就造成一次场强小，所 得到的二次感应场也小，二次场容易被人文电磁 场噪声干扰、甚至淹没。
瞬变电磁原理
15
矿井瞬变电磁法特点（3）
• 井下测量装置排除天电干扰，提高了测量信号的 信噪比。
• 可以将线圈置于巷道底板测量，探测巷道底板下 一定深度内含水异常体垂向和横向发育规律，
• 可以将线圈直立于巷道内，当线圈面平行巷道掘 进前方，可进行超前探测;当线圈面平行于巷道侧 面煤层，可探测工作面内和顶、底板一定范围内 含水低阻异常体的发育规律
TEM方法与SM24介绍
关断时间识别
感应线圈探头 dB/dt
磁通门探头B
只有全时间段记录，才能精确的判断出关断时间，老仪器无法做到
一次叠加(stacked)的结果
关断瞬间 供电瞬间
感应线圈探头 dB/dt
关断瞬间 供电瞬间
磁通门探头B
读取精确关断时间
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 µs
dB / dt response over conductive earth, with antenna and filter delays
First window at 37µs after end of turn-off plus delays, or 150µs after beginning of turn-off plus delays
Current turn-off
= µ7s4
Antenna delay 15
Filter delay
24
Total delays 3µ9s
发射延时
Current
Fixed 30µs sample width
Begin turn-off Current ramp
Transmitter current waveform with beginning of turn-off reference set to zero microseconds.
B与dB/dt响应速度对比
选择直接测磁场比测感应电动势要好，B特征点比dB/dt的特征 点约早3倍。导电特征响应B比dB/dt强，在衰减曲线上发现较早， 探测的概率也相应提高。Hx和Hy分量可较好地确定电性界面。
瞬变电磁法
t 当 / r 16时， ；（晚期，近区条件） 否则， ; 晚期瞬变电磁场用的较 多。
0 0 m r 2 / 3 0 20 m 2 / 3 B ( ) ; ( ) ; 4t 5tE 4t 5t BZ
E
中线回线和重叠回线
V (t ) 3 3 3 重叠回线： 6.3210 L ( ) t I 仅有近区（晚期）（ 0 3）的计算公式 V (t ) 3 3 3L ( 中线回线： 6.32 10 AR ) t I 近区（ 0 3）的计算公式 有远区（早期）公式略 ;
特点： 1、早期场与成正比，大，产生涡流的能力差 ， 磁场衰减快，由此激发 的涡旋电场便越强。 2、早期场随距离增加衰 减快，表明早期场主要 集中在发射场源附近。 3、早期磁场随时间线性 变化；早期电场与时间 无关。
2r 4 2r 5 BZ (t ) E E (t ); B ; 3m 9m t 当 / r 0时， ；（早期，远区条件） 否则， ; 早期瞬变电磁场用的较 少。
瞬变电磁法（TEM）
绪论
一、基本原理
利用不接地回线向地下发射脉冲式一次电磁场， 用线圈观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的 二次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地 质问题的时间域电磁法（脉冲场源）。
思路： 观测断电后感应电磁场 随时间、空间的变化。瞬 变场的延迟时间特性与地 下地质体的几何参数及电 性参数有关。良导地质体 的规模越大、导电性越好， 瞬变场的强度就越大、衰 减越慢、延迟时间就越长； 反之则瞬变场的强度小、 衰减快、延迟时间短。 感应电磁场强：反映导电性 断电时间：反映深度
3 2 4 3 2 5 8 3 2 5
穿透深度： TD 2 t / 0 趋附深度： TD 2 / 0
第六讲TerraTEM瞬变电磁仪讲解
Rx
Tx
图C.4 分离回线
2.5井中接收装置：井中接收装置（图C.5）对深度上传导率的细微变化有 着极高的灵敏度。为得到深部的有效信息，必须要配备大定源发射装置。 井中接收装置在内置传感器中安装有三分量探头，能对三个方位进行探测， 这样能帮助用户绘制三维目标体图像。
Tx
图C.5：井中接收装置 Rx
第六讲
瞬变电磁法及其应用
主讲人：杨双安 河南理工大学资源环境学院
一、概念
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是利用不接地回线或电极 向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电 极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二 次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地 质问题的时间域电磁法。
叠回线工作。
五、瞬变电磁应用领域
1、金属矿产勘查、断裂构造勘查 2、隧道超前探测、岩溶探测、陷落柱探测、煤田矿井涌水、
突水通道勘察
3、探测积水、非积水采空区 4、岩体渗漏通道、地下水勘查 5、地表探测公路、铁路隧道工程中的不良地质构造、堤渗漏
隐患探测。
六、TerraTEM瞬变电磁仪产品组成
50A大功率发射机
H
0.55
L2 I1
1
5
3）大定回线源装置发送线框依据探测深度，在100m×200m至
300m×600m范围内选用，长边应平行地质体走向铺设，供电电流一
般为10~30A。在发送框内、外用轻便线圈观测 两个正交分量
dBx / dt
dBz / dt
4）在工程勘查中，一般使用回线边长为10~20m，点距为5~10m的重
Rx Tx
图C.2 单一回线
TEM瞬变电磁法简述
TEM瞬变电磁法简述瞬变电磁法或称时间域电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM），是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，以不接地回线（磁偶源）向被测地质体发射脉冲式电场作为场源（一次场）。
以此来激励地下介质的二次涡流场，并对二次场进行观测。
在发射脉冲的间隙利用接收回线（线圈）接收二次场，通过分析二次场随时间的变化特征，来获取地下介质的电性特征（电阻率），推断目标体的空间赋存位置、产状、埋深等信息。
图1瞬变电磁法原理图如图1所示，在地面布设发送回线，并给发送回线上供一个电流脉冲方波，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡(衰减)过程。
该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地表传播，在回线一定范围内接收回线接收二次磁场。
1.2 TEM如何实现测深在瞬变过程早期阶段，高频谐波占主导地位。
由于高频的趋肤效应，涡旋电流主要集中在导电介质的表层附近且阻碍电磁场向地质体深处传播。
所以早期阶段主要反映地质体断面上部地质信息。
随着时间的推移，高频成分被导电介质吸收，从而低频成分占主导地位。
它在导电地质体中激发出很强的涡旋电流。
然而由于热损耗，这些涡旋电流场很快就消失了。
在瞬变过程的晚期，局部地质体中的涡流实际上全部消失，而在各个地层中的涡流磁场之间连续的相互作用使场均匀化和使电流均匀分布，晚期场将依赖于断面的总纵向电导。
1.3 TEM如何探测地质体信息在发送一次脉冲磁场的间歇期间，观测由地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场的强度。
地质体介质被激励所感应的二次涡流场的强弱决定于地质体介质所耦合的一次脉冲磁场磁力线的多少，即二次场的大小与地下介质的电性有关：（1）低阻地质体感应二次场衰减速度缓慢，二次场电压较大；（2）高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。
根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断被测地质体的电性、性质、规模和产状等，由于瞬变电磁仪接收的信号是二次涡流场的电动势（即二次电位），因此，瞬变电磁作为一种时间域的人工源地球物理电磁感应探测方法，是根据地质构造本身存在的物性差异来间接判断相关地质现象的一种有效的地质勘探手段。
TEM法(瞬变电磁法)
中心回线 TEM 正演结果之一
中心回线 TEM 正演结果之二
0
(m)
-5
-10 30
(m)
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
水泥管(直径30cm) 碎石(2m*2m*2m) 空洞(1m*o.5m*1m) 钢管(直径10cm) 碎石(1.5m*1.5m*1.5m)
福建某海湾围堰NanoTEM探测
-100
-200
4500
5000
5500
6000
6500
辽宁清远红透山GDP-32II 验收试验结果
-100 -200
GDP-32 TEM结果 200m*800m
GDP-32 CSAMT结果
200 600 400 600 800 1000
-300
GDP-32 TEM结果
400m*400m
700 750 800 850 900 950 1000
TEM法的电阻率计算与所使用的装置有关，就 中心回线而言，其近区的计算公式为
探测深度公式为
h ≈ 28 ρ × t
TEM多窗口电压剖面 多窗口电压剖面
160 140
Gambell EE/CA TEM Geophysical Survey Area C, Line 0e TEM dBz/dt (uV/Am2)
瞬变电磁法
瞬变电磁法（Time Domain Electromagnetic Method)简称TDEM或TEM。瞬变电磁法以接地导线 或不接地回线通以脉冲电流，以激励探测目的物感 生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间变化的 响应的一种电磁探测方法。由于二次场从产生到结 束的时间是短暂的，这就是“瞬变”一名词的由来， 俄罗斯称“过渡过程”，西方早期叫脉冲电磁法 （PEM）或电磁脉冲法（EMP），在原苏联过渡过 程的早期与建场法混在一起。
瞬变电法名词解释
瞬变电法名词解释1. 瞬变电法的定义瞬变电法（Transient Electro-Magnetic method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用瞬变电场测量来推断地下的电导率结构。
该方法适用于测量较浅的地下介质，并且可以提供关于地下结构的高分辨率信息。
2. 瞬变电法的原理瞬变电法利用了时间-空间互易性原理，即通过在地面上施加一个突然改变的电流源，产生一个瞬态电磁场。
这个瞬态电磁场会在地下传播并与地下介质相互作用，产生感应电流。
通过在接收线圈上测量感应电流的大小和方向，可以推断出地下介质的导电性。
3. 瞬变电法的仪器和测量步骤3.1 仪器设备•发射线圈：用于产生突然改变的电流源。
•接收线圈：用于测量感应电流。
•记录仪：用于记录接收线圈上的感应电流信号。
3.2 测量步骤1.在待测区域选取合适位置，安装发射线圈和接收线圈。
2.施加一个突然改变的电流源于发射线圈，产生瞬态电磁场。
3.接收线圈测量感应电流信号，并将其记录下来。
4.根据记录的感应电流信号，进行数据处理和解释，得出地下介质的导电性结构。
4. 瞬变电法的优势和应用领域4.1 优势•高分辨率：瞬变电法可以提供较高的空间分辨率，可以揭示地下细小结构。
•快速测量：测量过程相对快速简便，适用于大面积勘探。
•非侵入性：瞬变电法不需要在地下钻孔或挖掘，对地质环境无干扰。
4.2 应用领域•地质勘探：瞬变电法可以用于寻找地下矿产资源、水文地质调查等。
•环境监测：可以用于检测污染物的扩散情况、地下水位变化等。
•工程勘察：可用于土壤结构评估、地基稳定性分析等。
5. 瞬变电法的局限性和挑战5.1 局限性•深度限制：瞬变电法适用于较浅的地下介质，对于深层结构探测有一定限制。
•解释困难：由于地下介质的复杂性，解释瞬变电法数据需要结合其他地球物理勘探方法和地质信息。
5.2 挑战•数据处理：瞬变电法数据处理较为复杂，需要运用数学模型和计算方法进行解释。
•仪器改进：提高瞬变电法仪器的灵敏度和分辨率，是当前的研究方向之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
H
0.55
L2 I1
1
5
3）大定回线源装置发送线框依据探测深度，在100m×200m至
300m×600m范围内选用，长边应平行地质体走向铺设，供电电流一
般为10~30A。在发送框内、外用轻便线圈观测 两个正交分量
dBx / dt
dBz / dt
4）在工程勘查中，一般使用回线边长为10~20m，点距为5~10m的重
2.6大定源回线
又称为大固定发射一移动接收组合，简称为大回线。在野 外，地面大定源观测装置常用矩形大回线作为发射源，在 回线外或者回线内测量垂直磁场产生的感应电动势。为由 观测的感应电动势获得地下电阻率的变化规律。
R
R
R
RR
T
常用组合大致应用范围：
1、重叠回线和中心回线常用于普查，勘探深度中等。 2、大定源回线常用于详查，或者要求勘探深的任务。 3、分离回线常用于踏勘和浅部探测任务。
叠回线工作。
五、瞬变电磁应用领域
1、金属矿产勘查、断裂构造勘查 2、隧道超前探测、岩溶探测、陷落柱探测、煤田矿井涌水、
突水通道勘察
3、探测积水、非积水采空区 4、岩体渗漏通道、地下水勘查 5、地表探测公路、铁路隧道工程中的不良地质构造、堤渗漏
隐患探测。
六、TerraTEM瞬变电磁仪产品组成
50A大功率发射机
Rx Tx
图C.2 单一回线
2.4分离回线(偶极回线)：分离回线装置（图C.4）由两回线组成，回线分
离的距离取决于所要探测的深度。此装置的信号较弱，但对垂直异常体特
别敏感，并能很好地镜像不规则目标体。 优点： 1、主要响应为一单峰，异常形状较简单。 2、可观测多个分量，能较精确地提供目的物倾角和深度信息。 3、设备较轻便，适用于航电异常检查等深度浅、工作地区分散的工作。 缺点：1、一般发射磁矩小，信号电平低。2、勘探深度小。
二、瞬变电磁方法原理
TEM方法是以接地导线或不接地回线通以脉冲电流做为场 源，以激励探测目的物感生二次电流，在脉冲间隙测量二 次场随时间变化的响应。瞬变电磁场在大地中主要以“烟 圈“扩散形式传播。
发射回线
T
均匀半空间
烟圈"
电导率σ =0.1S/m
三、瞬变电磁方法特点
1、TEM对电性差异反应灵敏。其响应与介质电阻率呈3/2次方 关系，较其它电法对介质电阻率更为灵敏（其它电法小于等 于一次方）；尤其当电性差异不大时，较其它电法更显优势。 2、TEM为磁穿透，穿透能力强,能穿透高阻屏蔽层。 3、剖面工作与测深工作同时完成，提供了更多有用信息，减 少了多解性。 4、TEM为磁耦合方式时，几乎不受接地条件的限制。
Rx
Tx
图C.4 分离回线
2.5井中接收装置：井中接收装置（图C.5）对深度上传导率的细微变化有 着极高的灵敏度。为得到深部的有效信息，必须要配备大定源发射装置。 井中接收装置在内置传感器中安装有三分量探头，能对三个方位进行探测， 这样能帮助用户绘制三维目标体图像。
Tx
图C.5：井中接收装置 Rx
8
（二）TerraTEM的特点优势介绍
1、便携式接收机和发射机为一体的独特设计，设计紧凑，携 带当前瞬变电磁方法所有的工作装置，包括同一回线、 重叠回线、中心回线、分离回线、用户自定义装置等等。
2.1重叠回线：重叠回线（图C1）可用于大多数地质条件下的测量。此 装置探测效率高、噪音低、对深部目标体灵敏度高（在测线上的点距 取决于线圈半径）。回线一旦选定，对于半径50m或更小的回线，决 定其工作效率的主要是在测量点间的移动。两回线间最少要偏移1m以 消除可能的超顺磁作用，装置的探测深度一般是线圈直径的2-3倍。
优点：
1、为瞬变电磁法特有组合，它与目的物耦合最紧。 2、发射线圈逐点移动不会有激发盲区。 3、发射磁矩和接收磁矩较大。 缺点：
1、分辨率相对较低，因为只能观测垂直分量。 2、设备较重，铺线麻烦。 3、人文导体较多处很难铺开。
Rx
Tx
图C.1：重叠回线
2.2单一回线（同一回线）：单一回线（图C.2）很容易安装，并能快速布 置及移动。但与重叠回线比较，更容易受到噪声影响。
Synchronisation connectors and status LEDS
LCD display
Battery pack
GPS antenna
中功率，主机
Display controls
On/Off switch
IO connector Power connector Tx connector Rx connector
四、野外工作技术
1. 装置类型的选择 1）一般准则 2）目的物参数的估计 3）地质环境 4）电磁噪声
2. 回线大小的选择
1）重叠回线装置是适用与轻便型仪器的工作装置，一般情况下回线边 L=H，H为探测目标的最大埋藏深度。
2）中心回线装置发送回线边长按该区测深工作所需要的探测深度、覆盖 层平均电阻率、干扰电场及发送电流合理选定，也可以参照
第六讲
瞬变电磁法及其应用
主讲人：杨双安 河南理工大学资源环境学院
一、概念
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是利用不接地回线或电极 向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电 极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二 次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地 质问题的时间域电磁法。
接收线圈（探头）
（一）TerraTEM的特点优势介绍
1、便携式接收机和发射机为一体的独特设计，设计紧凑，携带方便，封闭性 很好；发射电流10A,外置可达50A。 2、可做当前瞬变电磁方法所有的工作装置，包括同一回线、重叠回线、中心 回线、大定源回线、分离回线、用户自定义装置等等。 3、500KHz的高速采样率以最小2微秒速度进行采样，大大提高了近地表分辨 率，丰富的时间门窗口，最大可达144个。 4、大动态范围，可达156dB。分辨率：28位。 5、极低的关断时间，在发射线圈40m×40m，电流2A情况下，≤2微秒 。 6、15英寸触摸屏液晶显示器配合完整的数据处理和初步解释软件，可实时 显示采集数据、采集发射波形、分析信号噪音、监控数据采集的质量、数据处 理。 7、具有仪器自检功能。 8、可单道或者三道接收。