瞬变电磁法的基本原理

瞬变场与谐变场一样，场源也分接地式和感应式两种，统称为发射装置。当发射装置 中的电流突然阶跃下降为零时，在其周围产生急剧变化的电磁场。它是形成地中涡流的激 发源。该场以两种途径传播到地下介质中。第一种途径是以光速C的电磁波，从空气中 直接传播到地表各点，并将部分能量传入地下，在离场源足够远的地表面上形成垂直向下 传播的不均匀平面波；第二种途径是电磁能量直接从场源所在地传播到地下，它在地中激 发的涡流，似“烟圈”那样随时间之推移逐步扩散到大地深处（图4-62）。

图4-62“烟圈”的立体图形

在场的传播初期，第一种途径的场是瞬间建立的，而第二种由于在传播中受到大地阻 抗作用，建立的时间相对较迟，故这期间两种传播方式的场在时间上是分开的。随后，这 两种场互相叠加在一起。再后来，第一种传播方式的场衰减至可忽略不计，这时地中的二 次场主要由第二种传播方式的场激发感生。

实际测量中，瞬变电磁法可分为剖面法和测深法。在勘探深度为几十米范围的应用 中，一般主要利用磁场的剖面信息，而很难利用其深度方面的信息，这时，一般将瞬变电 磁法作为剖面法对待；在勘探深度达数百米范围的应用中，不仅能利用磁场的剖面信息，还可以利用磁场深度方面的信息，这时，一般将瞬变电磁法视为测深法。

原则上频率域电磁法使用的场源在瞬变电磁法中均可以使用，但目前瞬变电磁法使用 较多的还是不接地回线场源，在理论研究中，可大致将其作为垂直磁偶极子对待。瞬变电 磁法可以使用方波、半正弦波、三角波等不同形式的脉冲，但目前地面瞬变电磁法使用较 多的是方波脉冲，并主要观测其关断后的瞬变电磁场。