的交变磁场H1，H1称为一次场。若这个交变磁场穿过地下 良导电体，则由于电磁感应，可使导体内产生二次感应电
流I2 (这是一种涡旋电流)。这个电流又在周围空间建立了 交变磁场H2，H2称为二次场或异常场。利用接收线圈接收 二次场或析它们的分布规律，就可以达
r3
图3.4.2 频率电磁测深法的装置形式 (a) 水平电偶极子装置； (b) 垂直磁偶极子装置
频率测深方法属于低频电磁法，因此可以 忽略位移电流的影响，视为似稳场。在频率测 深法中，虽然收—发距r是有限的，但在高频 情况下，观测地段可处于“远区”。这时电磁 波的传播是以平面波的形式入射到地表的，所 以“远区”又称为“波区”。而只有在波区， 地电断面中各层的电阻率、层厚等才能影响电 磁场的分布。随着频率的降低，同一测点又可 以处于“中间区”或“近区”。而“近区”的 电场类似于直流电场，仅与纵向电导有关。
Ex
KE
UE I
（3.4.1）
Hz
KH
H I
（3.4.2）
式中：E χ为电场水平分量振幅值；H z为磁场 垂直分量振幅值；ω为角频率(圆频率), ω =
2πf , f为工作频率；△UE = MN·E χ , 为测量 电极M、N之间的电位差；εH = ωμ0nsH z , 为 接收线圈的感应电动势；n和s分别为接收线圈 的圈数和面积；μ为介质的磁导率(或称绝对 磁导率)，μ0为真空的磁导率，μ0 = 4π ×10﹣7H/m；KE和KH为装置系数，其值分别为
一、电磁测深法 电磁测深法是根据电磁感应原理，研究天 然或人工(可控)场源在大地中激励的电磁场分 布，并用电磁场观测值来研究地电参数沿深度 变化的一类电磁方法。常用的电磁测深方法有 天然场源的大地电磁测深、人工场源的频率电 磁测深和瞬变测深。在工程及环境物探中常用 的是人工源方法，故在此只讨论频率测深法。
与传导类电法相比，电磁法具有如下特点: ①它的发射和接收装置既可以采用接地电极， 又可以采用不接地线圈、回线，因此航空电法 才成为可能；②采用多频率的电磁场或不同形 式的脉冲电磁场测量，扩大了方法的应用范围 ；③观测的场量既有电场分量，又有磁场分量 。对每种场量又可观测振幅、相位、实分量、 虚分量、一次场、二次场、总场，从而大大提 高了地质效果。
（一）频率测深的基本原理及工作方式
频率测深是一种频率域的电磁测深方法，与直流测
深方法不同，它是用改变频率的方法来控制探测深度，
而不用增大供电极距AB。因电磁波的穿透深度与其波长
有关，理论上可以证明，在均匀各向同性半空间中，电
磁波在电阻率为ρ的介质中传播的波长 503
f
。若地
层电阻率ρ不变，改变电磁波的频f 率 ，就可以改变其
在这里需注意：“远区”是指收—发距r很 大或频率f很高的范围，这时电磁场为辐射场 ，电磁波具有平面波的性质（注：电磁波为球 面波，当其远离场源传播时，半径r会逐渐增 大，当r很大时，我们所研究的电磁波的那部 分球面可视为平面，这个范围的电磁波称为平 面波。）。“近区”是指收—发距r很小或频 率f很低的范围，这时电磁波不具有平面波的 性质，且受场源影响较大。位于“近区”和“ 远区”之间的范围，称为“中区”或“中间区 ”。
第四节 电磁法原理
目录
第四节 电磁法原理 一、电磁测深法 二、甚低频电磁法 三、无线电波透视法
电磁法是以地壳中岩石和矿石的导电性、导磁性和介电
性差异为基础，通过观测和研究人工的或天然的交变电磁
场的分布来寻找矿产资源或解决水文、工程、环境及其它
地质问题的一类电法勘探方法。
电磁法所依据的是电磁感应现象。以低频电磁法 ( f﹤10﹣4 Hz )为例，如图3.4.1所示，当发射机以交变电流I1供 入发射线圈时，就在该线圈周围建立了频率和相位都相同
到寻找有用矿产或解决地质问题之目的。
图3.4.1 电磁法原理示意图
电磁法的种类很多，按探测的范围，可以分为电 磁剖面法和电磁测深法两大类。前者可用于探测地下 某一深度范围内电磁场的分布规律，包括不接地回线 法、电磁偶极剖面法、航空电磁法、甚低频法等。后 者可用于探测某一测点上不同深度的电磁场分布规律 ，包括大地电磁测深、频率测深、瞬变测深等。按场 源的性质，可分为频率域电磁法和时间域电磁法两大 类。前者使用多种频率 ( 10﹣3~108 Hz )的谐变电磁场， 后者使用不同形式的周期性脉冲电磁场。按场源的形 式可分为被动场源 (天然场源)法和主动场源 (人工场 源)法。电磁法各类方法中，除大地电磁法外，其余 都是主动源法。按工作环境，又可以将电磁法分为地 面、航空和井中电磁法三类。
波长λ，从而改变电磁波的穿透深度。向地下发送由高
频到低频 ( n ·10 ~ 100 kHz )的电磁波时，高频电磁波衰减
快，穿透深度小，只反映浅部地电断面的特点。低频电
磁波衰减慢，穿透深度大，可以反映较深处地电断面的
特点。于是通过变频的方法就可以达到探测不同深度地
电断面之目的。
频率测深的激发方式有两种。一种是利用接地电 极AB作为场源，将谐变电流送入地下，由于接地电 极之间的距离比它到测量电极或测量线圈间的距离 小得多，因此场源可视为水平电偶极子(图3.4.2(a))。 另一种激发方式是在不接地水平线圈中通以谐变电 流作为场源，由于水平线圈的直径比场源到测量电 极或测量线圈之间的距离小得多，因此场源可视为 垂直磁偶极子(图3.4.2(b))。频率测深的接收装置可以 是测量电极M、N，也可以是接收线圈，它们分别测 量电场分量和磁场分量。
由于垂直磁偶极子场远较水平电偶极子场衰 减快，因此，在较大深度的探测中多采用电偶 极子场源。但磁偶极子场源是用不接地线圈激 发的，在某些接地条件较差的测区，或解决某 些浅层地质问题的探测中，磁偶极子场源还是 经常被采用。
（二）视电阻率公式及频率电磁测深理论 曲线水平电偶极子频率电磁测深常采用赤道装 置 (图3.4.2(a) θ=90°的装置)，这时远区视电 阻率振幅计算公式与直流电测深类似，