我國瞬變（biàn）電磁（cí）法應用綜述

瞬變電磁法(TEM)屬於時間域電磁法，它利用不接地回線或接地線源向地下發送電磁脈衝，在（zài）一次電磁場的激勵（lì）下，地下導體內部（bù）產生感應（yīng）渦旋電流。在一次脈衝電磁場的（de）間隙期間，渦流電流產生的二次磁場不會隨一次場消（xiāo）失而立即消失，即有一個瞬變過程，利用線圈（quān）或接地電*觀測二次磁場，研究其與時間的變化關係，從而確定地下導體（tǐ）的電性分布結構及空間形態（tài）。隨著儀器、理論方法及數據處理手段的進步，瞬變（biàn）電（diàn）磁法由於其（qí）探測深度大，施工效率高，能夠在某些特殊條件（jiàn）下(水麵（miàn）、巷道等)施工，應用範圍越來越廣。

1、應用（yòng）領（lǐng）域

瞬變電磁（cí）法被看作是一種很（hěn）有前景的物探方法。通過（guò）對（duì）現有應用（yòng）資料的分析，開辟其應用新領域很有必要。

1.1地質礦產行業的應用

利用瞬變電磁法尋找礦產資源由來已久，瞬變電磁法一直都（dōu）是尋找金（jīn）屬礦（kuàng）產的重要手段。張林（lín）用小回線瞬變電磁測深勘（kān）查鋁（lǚ）土礦作了試驗，張曉永應用（yòng）瞬變電（diàn）磁法預測研究（jiū）中深（shēn）部鋁土礦，陳貴生探討（tǎo）瞬變電磁法在金屬礦產（chǎn）勘查中（zhōng）的應用效果及存在問題，葉敏生等研究用瞬變電磁法勘查內蒙（méng）古元山子鎳礦，金中國用（yòng）瞬變電磁法勘查黔西北貓貓廠鉛（qiān）鋅礦等。

賀建國等用瞬變電磁測深進行區調評價砂（shā）岩型鈾礦區，認為（wéi）通過瞬變電磁測深資料的研究，有利於判斷（duàn）地下水（shuǐ）動力條件及鈾（yóu）礦（kuàng）化的成礦有利區，同時（shí）大範圍的電磁測深工作（zuò）有利於區調選區（qū）工作的進行，可達到（dào）縮小靶區、提供鑽探設計依據的目的；方根顯等在（zài）古河道砂岩型鈾礦探（tàn）測一文中通（tōng）過電性（xìng）的橫向變化判斷古河道位置取得了一定的效果；趙希剛等在紅柳園地區鈾礦勘查一文中查明了找礦目的層（céng）的地（dì）層結構、埋深、厚度及空（kōng）間展布特征，解釋了斷（duàn）裂構造。

1.2石油行業中的應用

在（zài）石油行業（yè）中，地震勘探是（shì）其（qí）他（tā）物探方法不（bú）可以取代的。但在地震勘探難以（yǐ）解決的地（dì）方（fāng），如在碳（tàn）酸岩等覆蓋地區（qū），地震波向下傳播困難，電磁法勘探可能達到意想不到的效果，然而目前大多停留在理（lǐ）論研究（jiū）階段。

張勝業等通過設計水合物的模型，編寫程序來計算（suàn）瞬變響（xiǎng）應，結果表明海洋勘探天（tiān）然氣水合（hé）物的方法是可行的。

吳克峰等采用基於張量格（gé）林函數的體積分方程進行四維模（mó）型瞬變電磁響應的正演研究，*先論述了四維瞬變電磁法模擬的可行性及程（chéng）序實現，然後分別設計了兩個三維異常體模型(水藏、油藏)，采用兩種觀測方式(激發與接收平行、激發與接收垂（chuí）直)進行正演模擬計算，並對（duì）所得的二次總（zǒng）場的數據進行了分析。

趙峰等（děng）在（zài）準噶爾盆（pén）地南緣采用瞬變電磁法通過連續觀測，獲得地震勘探區地表及近地表結構的電性剖麵（miàn），利用岩性與電性的關係，建立地表及（jí）近（jìn）地表的（de）地質模型（xíng）。在此基礎上，有目的地部（bù）署地（dì）震微測井（jǐng）或小折（shé）射控製點以獲取相（xiàng）應的深度、速度數據，從而建立地表及近地表（biǎo）速度-深度模型 ，可以求取（qǔ）準確的靜校正量。這（zhè）種以表層地（dì）質模（mó）型為基礎建立的地球物理速度-深度模型，其靜校正量的求取（qǔ）具有**性。

唐新功等采用基（jī）於張（zhāng）量格林（lín）函數的體積分方程對層狀地層中一個油（yóu）藏的動態（tài）變化（huà）過程進行瞬變電磁響應的正演模（mó）擬。*先在頻率域內計算電磁分量的頻（pín）率域響應，然後利用快速數字濾波技術將計算（suàn）結果轉（zhuǎn）換（huàn）到時間域。模型計算結果表明，當油藏厚度逐漸變薄時，在電場和磁場二次場分量圖形上可以得到清（qīng）晰的反映，這表明用瞬變電磁法（fǎ）對油藏進行動態檢測是可行的。

黃力軍等以在江蘇油田的應用為例，介紹了電性源瞬變電磁法在油氣田上（shàng）的應用效果。

1.3煤礦行業（yè）中的應（yīng）用

瞬變電磁（cí）法在煤礦行業中應用相對較多，較之其（qí）他行業，無論（lùn）是理論研究還是實（shí）際應用都走在*前麵。應用於尋找煤（méi）礦采空區、煤礦巷（xiàng）道掘進頭的連續跟蹤超前探測、探測煤層水、防治煤層水等。可以說瞬變電磁法是保障煤礦安全的一種手段，對減少煤礦安全（quán）事故有積*作用。在這個方麵，中國礦業大學一直走在前麵，並形成了完整的（de）理（lǐ）論體係。

在采空區探測的應用方麵，李金花通過采用地震和瞬變電磁法(美國的GDP32-Ⅱ型電（diàn）法工作站)探測煤礦采空區，為煤礦集團廠房提（tí）供選址依據；成劍（jiàn）文等采用ATEM-II瞬變電磁儀成功探測出位於懷仁（rén）縣西北部中低山區的王卞莊的（de）煤礦采空區；張開元等等采（cǎi）用（yòng）加拿大PROTEM67D瞬變電磁勘（kān）探係統探測山東新汶某煤礦（kuàng）西邊界老窯采空區和（hé）河北某鎮采空（kōng）區，都取得了很好的效果。煤田水防治與勘探是瞬變（biàn）電（diàn）磁法的重要應用方麵。例如：山東省七五煤礦（kuàng）的傅佩河，新光集團有限（xiàn）公（gōng）司昭陽煤礦（kuàng）的倪良（liáng）高，皖北煤電集團有限公司祁東煤礦地測科的易德禮，安徽煤田地質局物探測（cè）量隊的吳有信，河南省煤田地質（zhì）局物探測量隊的張運霞、周（zhōu）韜、周建（jiàn）雄，中國礦業大學的劉樹才，中國（guó）地質大學的劉金濤，中國地質科學院地球物（wù）理地球化學勘查研究所（suǒ）的黃力軍等，都抓住了瞬（shùn）變電磁法對（duì）低阻（zǔ）目標體敏感的特征開（kāi）展工作，在煤（méi）層水、頂板水防治，煤礦采區水文勘探方麵取得了較好的效果。

在超前探測方麵，即解決構造破碎帶、裂隙發育區、岩溶、陷落柱等富（fù）水區(體)的水問題。郭純等在掘進巷道50m以後進行一次跟蹤探測，表明采用該技（jì）術可有效地預測煤礦巷（xiàng）道掘進頭前方30～50m範圍的富水異常；長安大學地質工程（chéng）與測繪工程學院的李貅，河北省煤（méi）田地質局*二水文（wén）地質隊的張（zhāng）紀（jì）勳、範誌平，平煤（méi）集團天安香山礦（kuàng）的麻新堂（táng）等也從事了這方麵的工作。

王惠亮應用瞬變（biàn）電磁法探測煤層風氧化帶有創新性。由於煤層被風氧化（huà）後，煤層的含水性、膠結（jié）性等變化很大，總體導電能力下降，煤層變為高阻（zǔ）體，因此在多測道（dào）電壓剖（pōu）麵曲線圖上，風氧化（huà）帶相對於正常煤層表現為低電壓。

1.4工程物探（tàn）中的應用

瞬變電磁法在工程物探的應用方麵較多，涉及麵廣，包括公路、鐵路、水利、碼頭、城市建（jiàn）設。主要（yào）探測工程地質中的不良地質體(溶洞、空洞、地（dì）裂隙、地（dì）下采空區、斷（duàn）層、地質災害調查)，在隧道建設中用於探測頂板（bǎn）水或者對隧道掘（jué）進方向進行超前地質預報，並根據瞬（shùn）變電（diàn）磁法對低阻（zǔ）敏（mǐn）感（gǎn）的特性進行工程質量檢測。

在（zài）解決工程地質問題方麵，西安交通（tōng）大學的薛國強（qiáng）從事瞬變電磁法研究多（duō）年，瞬（shùn）變電磁法探測公路隧道工程中的不良（liáng）地質構造的測（cè）量結果給（gěi）公路設計提供重要的參考（kǎo），也為應用瞬變電磁法在不良（liáng）地質體及在地形（xíng）複雜地區進行工程地（dì）質勘察積累了經驗；在公路地質勘察中采用了有效的觀測裝置，結（jié）合二（èr）維地電模（mó）型正演（yǎn）計算結果，對資料做出解釋，查明了地下溶洞的賦存狀態，探（tàn）測成果得到了鑽孔資料的驗證（zhèng）；對（duì）灰岩溶洞采用大回線源瞬變電磁法在指定場（chǎng）地進行了探測，並采用線性數字濾波技（jì）術進行正演模擬，用改進（jìn）的阻尼*小二乘可行方向法對資料進（jìn）行反演計算，查出地下灰岩溶洞的賦存位（wèi）置。其他（tā）學（xué）者也從事了這方麵的工（gōng）作，像（xiàng）郭（guō）文波、朱正國、陳清禮、嵇豔鞠、龔惠民等。

工程物探（tàn）超前預測的基（jī）本原理與煤礦相同，王亞瓊、李貅等做了實際工作，也取得了良好（hǎo）的應用效果。

工程質量檢（jiǎn）測是一個比較新的應用（yòng）領域，黃桂柏通過試驗表（biǎo）明在沒有雜散電流幹擾的較理想情況下，瞬變電磁法對（duì）埋地鋼質管道腐蝕檢測結果與（yǔ）管體腐蝕的實際情（qíng）況基本一致，對科學地指導（dǎo）油田埋地管道大修（xiū）具有重要意義。高永（yǒng）才對瞬變（biàn）電磁法金屬管道腐蝕（shí）檢測模型進行了理論分析，董延朋采用瞬變電磁法對地下隱蔽工程質量檢測取得了良好的效果，徐善傑利用瞬變電磁法檢測樁基礎鋼筋籠長度等開辟了應（yīng）用新領域。

2、結論（lùn）

對大量有關文獻的調研、整理和歸類表明，瞬（shùn）變電磁法的應用範圍越來越廣（guǎng）。它因輕便和（hé）相對直流電法能夠穿透高阻屏蔽層等優點而被大力推廣。

如今，隨著**能源的緊張與我國發展核電事業的（de）需要，如何利用瞬變電磁（cí）法勘探鈾礦值得研究，就目前現有（yǒu）的資料看，尋找與鈾礦（kuàng）密切相關的構造（zào）和電性層是關鍵。