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瞬變電磁法基本理論

    瞬變電磁場(chǎng)是指在發(fā)射回線中階躍變化電流作用下，地下介質(zhì)中產(chǎn)生的過(guò)渡過(guò)程的感應(yīng)電磁場(chǎng)（一次場(chǎng)）在導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的其結(jié)構(gòu)和頻率在時(shí)間與空間上均連續(xù)變化的渦旋交變電磁場(chǎng)（二次場(chǎng)）。按過(guò)渡過(guò)程可分為過(guò)程的早期和晚期兩個(gè)階段，在兩個(gè)階段中場(chǎng)所提供的信息不同，其用途也不同。 

 在瞬變過(guò)程的早期階段，頻譜中高頻成分占優(yōu)勢(shì)，因此渦旋電流主要分布在地表附近，由于趨膚深度的高頻效應(yīng)，阻礙電磁場(chǎng)向地下深部傳播，因此早期階段的瞬變場(chǎng)主要反映地層的淺部地質(zhì)信息。

     在晚期階段，高頻成分被導(dǎo)電介質(zhì)吸收，低頻成分占主導(dǎo)地位，在這一階段，局部地質(zhì)體中的渦流，實(shí)際上全部消失，而各層產(chǎn)生的渦流磁場(chǎng)之間的連續(xù)相互作用使場(chǎng)平均化，這時(shí)瞬變場(chǎng)的大小主要依賴(lài)于地電斷面總的縱向電導(dǎo)。

    在導(dǎo)電率為σ、導(dǎo)磁率為μ的均勻各向同性大地表面鋪設(shè)面積為S的矩形發(fā)射回線在回線中供以階躍脈沖電流.

    在電流斷開(kāi)之前（       時(shí)），發(fā)射電流在回線周?chē)拇蟮睾涂臻g中建立起一個(gè)穩(wěn)定的磁場(chǎng)，如下圖所示。

矩形框磁力線

    在t=0時(shí)刻，將電流突然斷開(kāi)，由該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也立即消失。一次磁場(chǎng)的這一劇烈變化通過(guò)空氣和地下導(dǎo)電介質(zhì)傳至回線周?chē)拇蟮刂校⒃诖蟮刂屑ぐl(fā)出感應(yīng)電流以維持發(fā)射電流斷開(kāi)之前存在的磁場(chǎng)、使空間的磁場(chǎng)不會(huì)即刻消失。

    由于介質(zhì)的歐姆損耗，這一感應(yīng)電流將迅速衰減，由它產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之迅速衰減，這種迅速衰減的磁場(chǎng)又在其周?chē)牡叵陆橘|(zhì)中感應(yīng)出新的強(qiáng)度更弱的渦流。這一過(guò)程繼續(xù)下去，直至大地的歐姆損耗將磁場(chǎng)能量消耗完畢為止。這便是大地中的瞬變電磁過(guò)程，伴隨這一過(guò)程存在的電磁場(chǎng)便是大地的瞬變電磁場(chǎng)。