深度，它可以近似的由下式计算：
356
(m)
f
*波阻抗*
定义表面阻抗为： Z E ,
H
Z xy
Ex Hy
,
Z yx
Ey Hx
在一维情形下 Z xy Z yx , Z xx Z yy 0 此时的阻抗称为标量阻抗，无TE与TM模式之分
在二维情形下 Zxy Z yx , Zxx Z yy 0
TE与TM模式阻抗的定义由其电磁场分量的偏振方 向与构造的空间位置关系决定，电场与构造走向 平行的称为TE模式阻抗，磁场分量与构造走向平 行的称为TM模式阻抗，二维以及三维电性结构上 的阻抗称为张量阻抗
*视电阻率*
根据卡尼亚的定义，视电阻率可以表示为：
a 0.2T Z 2
2
xy 0.2T Zxy
3、有可能利用单点的大地电磁观测资料探测 地球。
基本原理
EH4属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地 电磁测深系统。其观测的基本参数为：正交的电 场分量（Ex,Ey）和磁场分量（Hx,Hy）的时间序
列。然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变
成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后计算卡尼 亚电阻率：
在均匀大地介质中，以场沿Y方向的偏振， 可得如下两组方程：
E极化
H极化
2Ey z 2
k2Ey
0
2Hx z 2
k2Hx
0
Ey z
i H x
H x z
Hx
2 Ex z 2
k 2Ex
0
2H y z 2
k2Hy
0
H y z
Ex
Ex z
i H y
13
均匀半空间中的大地电磁场
以E偏振为例，根据边界条件求解方程
ห้องสมุดไป่ตู้
大 地 电 磁 测 深 的 工 作 频 率 范 围
Methods
HMT
10
100000
AMT
10
10000
MT 0.001
340
0.001 0.01 0.1
1
10
100 1000 10000 100000 1000000
Frequency/Hz
EH4方法的重要意义
EH4遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持音 频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测 深（CSAMT）, 属于部分可控源与天然场源相结合 的一种大地电磁测深系统。 。
1
5f
Z
2
, Zxy
Ex Hy
, Z yx
Ey Hx
电磁波的传播理论
电
E：电i 场强j 度矢k 量；
x y z
磁 场 的 理 论 基 础 ： 麦 克 斯
rotE B t
rotH J D t
divD q divB 0 D E B H
dDiv：A 电 感A 应 强Ax 度 矢Ay量 ；Az
2Ey z 2
k2Ey
0
可得地面场值为：Ey E0eiteizez
2
地面场值公式表示任一点的场随时间 是谐变的，场的振幅是沿传播方向谐变并 且呈指数规律衰减的。
14
如何达到测深的目的？----*趋肤深度*
电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度） 与频率有关。穿透深度可由下式表示：
2
yx 0.2T Z yx
在不均匀层状介质情况下我们用上述公式得出的“电阻率值”称为视 电阻率。一般说来，视电阻率不是某层介质的真正电阻率，而是地下 层状介质电性参数分布的综合反映。视电阻率与地电断面参数及观测 电场信号的频率有关。一定频段的大地电磁场有一定的穿透深度和影 响范围，而视电阻率就表示这一范围内地点断面的‘平均’效应。
ε：介质的介ix电j常y数k ；z
rHotA： 波磁 场A 强 2E度x 矢y量z；2tE2
E t
Bµq22:：E：电动 方 程介磁x荷222质E感密xi的应y度22 2A导强H2xE磁zA度2y2yj率矢A量2zE2tHz2；k
H t
韦 方
J E
ρ2：Ex 电 阻2xE2x率 2yE2x
2Ex z 2
EH4双源大地电磁测深系统
上世纪90年代中期，由美国EMI公司和以制造高分 辨率地震仪著名的Geometrics公司联合研制出 EH4。这是全新概念的电导率张量测量仪。
该仪器利用大地电磁的测量原理，同时配置了磁 偶极子发射源。这种发射源的天线是一对十字交 叉的天线，组成两个正交方向的磁偶极子，采用 汽车电瓶供电，发射频率从500Hz到100KHz，以 弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人文 造成的电磁干扰谐波。
EH4出现为1000米左右范围的电法勘探提供了一种 具有现实价值的新手段，很快成为解决这一深度 范围内的各种地质问题的有效工具。
一、方法简介及发展现状 二、EH4的工作原理 三、EH4仪器简介及野外操作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
电法的主要分类： 常规电法
直流电法 激发极化法（时域） 自然电场法 充电法 电磁法
时间域电磁法：时域瞬变电磁法（TEM） 频率域电磁法：MT及其衍生方法AMT、CSAMT 基于MT法的双源型音频大地电磁仪：EH4
大地电磁测深三点假设
1950年，吉洪诺夫提出大地电磁三点假设： 1、大地电磁场比较复杂，但可以近似的看作
来源于高空的平面电磁波垂直入射地球。
2、可以在地电学中引入阻抗的概念，阻抗反 映了地球电性分布对大地电磁场的影响。
一、方法简介及发展现状 二、EH4的工作原理 三、EH4仪器简介及野外操作 四、EH4数据处理 五、EH4的应用实例
众所周知，地下一千米至几百米上下的范围内， 正是人类经济、文明活动在地壳上层最活跃的深 度。而适用于该深度范围的电法仪器相对较少， 也正是这种现状激发了国内外众多的科学家和仪 器制造商要研制开发出一种既轻便又可以勘探浅、 中深度的电法仪器。
503
(m)
f
高频的资料主要反映浅部介质的电性特征，而低 频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。
在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频 率下的卡尼亚视电阻率和相位，可以确定地下岩 层的电性结构和地质构造。
直流电法仪测深 大地电磁测深
*勘探深度*
把电磁波能量衰减到原来的50%时的传播深度定义为勘探
程
σ2E：y 电导2Ey率 2Ey 2Ey
x 2 y2 z2
2Ez 2Ez 2Ez 2Ez x 2 y2 z2
亥 2E k2E 0 母 霍 2H k2H 0 兹 k 2 2 i 方 程
因为大地电磁的频谱
成份属于低频的范畴，
通常可以忽略位移电
流，这时K进一步简化
为 K i
均匀半空间中的大地电磁场