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[摘要]：本文对瞬变电磁法的解释资料、技术方法和原理性能进行了阐述介绍，在勘察金属矿产过程中，对该技术方法在格局构造上划分、探测深埋矿体的实际应用情况进行了叙述和分析。同时探究了利用瞬变电磁法技术利用井中TEM对井旁盲矿进行侦测的实际应用情况。
[关键词]：地质勘查 时间域 瞬变电磁法
中图分类号：F416.1 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）32- 0363-01
隨着不断深入且大范围上进行的地址找矿工作，已经基本上探明了近地表矿和露天矿。不过在发达国家和我国境内，甚至包括一些拥有较高勘探技术的发展中国家，金属矿的勘察工作所面临的基本形势，已经迈入了对隐伏矿的寻找阶段，现代化的找矿手段如化探、物探勘查技术和以地质理论预测综合应用技术等，正在逐渐取代传统的以地质研究和地表普查为主的找矿方法。
1、技术方法和原理
时间域电磁法也称瞬变电磁法，简称为TEM。瞬变电磁法在将以此脉冲磁场向地下发送时使用的是接地线源或不接地回线，一次脉冲磁场激发了地下的导电地质，出现了涡流感应，地质体的导电程度决定了涡流的大小，并使二次瞬变磁场在空间里形成。脉冲电流的关断导致了一次脉冲磁场的崩溃，不过二次瞬变磁场的消失并不是随之而来的，它会有一个过渡的时间段，二次脉冲磁场的衰减是按指数规律随时间进行的，地体质的形态体积、构造结构、电性参数决定了二次脉冲磁场衰减的速度快慢。当导体拥有较好的导电性能和较大体积时，涡流的热损耗就不会过多，从而使二次顺便磁场更加缓慢地衰减。在一次脉冲磁场的间歇时间段里，对二次涡流场的观测可以使用接地电极或线圈进行，通过对所取得的电动感应势的时空特性，对导电体的电性、产状和规模进行判断，丰富的地下介质电性结构资料可以经由解释、成像、反演的过程来获取。时间域瞬变电磁法对于二次场的研究观测是在不以一次场为背景的基础上进行的，将研究地质对象所产生的异常场的过程手段极大地进行了简化，使方法的探测能力得到了极大提高，非常具有前景。以此原理为依据，时间域瞬变电磁法更加普遍地使用在高导电性的工业矿床寻找过程中。重叠装置在频率域方法中无法实现工作，却在时间域瞬变电磁法中顺畅无阻，能够使耦合的探测地质体状态达到最佳，得到的数据仅受旁侧小幅度的影响，具有简单形态、较大异常幅度的特点，使对地质体的垂向、平面定位精度和横向分辨能力大为提高，而且装备功效高、经济简单，对于金属矿勘探和详查工作更加适合。时间域瞬变电磁法的变种方法虽然多种多这样，但其物理和数学基础都是想通的，都是在激励磁场的计划下，导电介质在阶跃变化下引起涡流场的问题。对于良导电金属矿体的勘查，是对导体局部的瞬变电磁响应进行研究的目的所在；对于地质结构测深问题的有效解决，是对大地水平层状的瞬变电磁理论进行研究的目的所在。在地质结构测深问题中使用时间域瞬变电磁信号的做法在上世纪30年底末就已经由苏联科学家提出并实际进行了应用，近区场测深法在上世纪50年代后建立。与此同时，在60年代前后更为广泛地发展和应用了M4和3CB，时间域瞬变电磁技术的变种方法的技术和理论在海洋、航空、钻井等众多领域都得到了适应性的制定。我国对于瞬变电磁法的方法技术和理论基础的研究始于上世纪70年代初，仪器样机很快就成功研制出来了。尤其近些年，国产仪器在研制领域内的进展是非常巨大的，主要研制的仪器系统有：TEMS-3S、SCD-1、WDC-2以及SD-1等，应用推广和研究试验得到了广泛地开展，应用实例的效果很好。主要出版了蒋邦远等的《瞬变电磁法近区磁源实用勘探》、牛之链的《时间域瞬变电磁法原理》和朴化荣的《电磁测深法原理》等著作。时间域瞬变电磁法一般实用两种人工场源：一种为电源，它将电流向一对具有一定距离的电极进行发射，从而使一次电场信号产生；一种为磁源，它对大电流的发射途径是铺设在地面上的不接地回线，从而使一次磁场信号产生。有多种工作装置与磁场源观测系统相对应，分别是航空装置、井中装置、测设装置和剖面装置。其中剖面装置又分为三种：大定源装置、偶极装置和同点装置。测深装置分为四种：中心回线装置、线源装置、磁偶源装置和电偶源装置。定量解释和定性解释也是时间域瞬变电磁测深法在解释资料过程中包含的两个方面。定性分析就是分析观测得到的各测点平面图、拟断面图、视电阻率曲线等资料，对各测点上的导电岩性进行判别。定量解释就是对于地下介质的电性分层通过反演计算进行确定，是反演观测资料的层状构造，以此为依据，与地质资料相结合，推断结构和地层。不过在处理解释资料时，由于模拟时间域瞬变电磁响应数值的难度较大，半定量阶段是眼下时间域瞬变电磁法资料的解释程度。所以对于反、正演时间域瞬变电磁技术的发展进行大力推进，特别是反、正演时间域瞬变电磁技术中的高维问题，其研究意义十分重大。
2、实例应用
2.1 江苏某铜矿床
位于江苏省境内的一处小型铜矿床，其南部是火山岩盆地。船山组、黄龙组和花岗闪长斑岩的接触带控制矿体，矿床为矽卡岩型。矿体分布呈透镜状，大概300m深，低阻的白垩系覆盖其上，有200m的厚度。使用的瞬变电测仪为SIROTEM-2型，对该铜矿的0线剖面进行测量时使用的是80000㎡的回线重叠装置。测量结果表明， 中、早起响应曲线的增大趋势为从北至南，反映的是低阻白垩系上覆与高阻泥盆系出露之间的演变过程。并通过90号点响应曲线的下降对其相互之间的演变联系进行推测。产状和矿体通过晚期道的高响应异常低阻得到了反映。反演计算之后可知，实际矿层埋深和低阻体埋深是相当的。
2.2 结构划分格局
在上世纪30年代末期，“在测深地质结构过程中使用时间域瞬变电磁信号技术”的相关问题和可行性就已经由前苏联的科学家提出来了，同时进行了相应论证，并且在成矿远景确定、格局结构划分和地质深部填图等方面得到了广泛应用。由于我国更多的是采取直接找矿的金属矿勘查手段，导致没有完全地发挥出时间域瞬变电磁技术方法的潜力。通过时间域瞬变电磁技术工作法在云南滇中两卡地区、新疆南缘阿尔泰多金属成矿带以及内蒙古细部古阿拉善近段时间里的应用情况可知，时间域瞬变电磁法对于结构断裂具有着非常灵敏的反映，在确定分布地层和位置结构时，具有准确简捷的特点。因此显而易见的是，使地质填图质量得到提高的一个有效途径，就是利用时间域瞬变电磁法对格局结构进行划分，同时也是重要的勘查技术方法使用领域在今后的拓展方向。
3、结束语
本文简明扼要地阐述了时间域瞬变电磁法的资料解释、技术方法和工作原理，对于在井中利用TEM对井旁盲矿进行确定、对格局结构进行划分以及探测金属矿中的深埋矿体等工作中对时间域瞬变电磁技术的使用情况，给出了相关实例。通过应用结果可以看出，在固体矿产找矿过程中，瞬变电磁法具有较好的定位空间效果、较大的勘探深度、较高的分辨率和较高的工作效率等一系列特点，是勘查固体矿产方法中比较有效的一种。
参考文献：
[1]牛之链.时间域电磁法原理[M].长沙：中南工业大学出版社，1992.
[2]朴化荣.电磁测深法原理[M].北京：地质出版社，1990.
[3]蒋邦远.使用近区磁源瞬变电磁法勘探[M].北京：地质出版社，1998.
[关键词]：地质勘查 时间域 瞬变电磁法
中图分类号：F416.1 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）32- 0363-01
隨着不断深入且大范围上进行的地址找矿工作，已经基本上探明了近地表矿和露天矿。不过在发达国家和我国境内，甚至包括一些拥有较高勘探技术的发展中国家，金属矿的勘察工作所面临的基本形势，已经迈入了对隐伏矿的寻找阶段，现代化的找矿手段如化探、物探勘查技术和以地质理论预测综合应用技术等，正在逐渐取代传统的以地质研究和地表普查为主的找矿方法。
1、技术方法和原理
时间域电磁法也称瞬变电磁法，简称为TEM。瞬变电磁法在将以此脉冲磁场向地下发送时使用的是接地线源或不接地回线，一次脉冲磁场激发了地下的导电地质，出现了涡流感应，地质体的导电程度决定了涡流的大小，并使二次瞬变磁场在空间里形成。脉冲电流的关断导致了一次脉冲磁场的崩溃，不过二次瞬变磁场的消失并不是随之而来的，它会有一个过渡的时间段，二次脉冲磁场的衰减是按指数规律随时间进行的，地体质的形态体积、构造结构、电性参数决定了二次脉冲磁场衰减的速度快慢。当导体拥有较好的导电性能和较大体积时，涡流的热损耗就不会过多，从而使二次顺便磁场更加缓慢地衰减。在一次脉冲磁场的间歇时间段里，对二次涡流场的观测可以使用接地电极或线圈进行，通过对所取得的电动感应势的时空特性，对导电体的电性、产状和规模进行判断，丰富的地下介质电性结构资料可以经由解释、成像、反演的过程来获取。时间域瞬变电磁法对于二次场的研究观测是在不以一次场为背景的基础上进行的，将研究地质对象所产生的异常场的过程手段极大地进行了简化，使方法的探测能力得到了极大提高，非常具有前景。以此原理为依据，时间域瞬变电磁法更加普遍地使用在高导电性的工业矿床寻找过程中。重叠装置在频率域方法中无法实现工作，却在时间域瞬变电磁法中顺畅无阻，能够使耦合的探测地质体状态达到最佳，得到的数据仅受旁侧小幅度的影响，具有简单形态、较大异常幅度的特点，使对地质体的垂向、平面定位精度和横向分辨能力大为提高，而且装备功效高、经济简单，对于金属矿勘探和详查工作更加适合。时间域瞬变电磁法的变种方法虽然多种多这样，但其物理和数学基础都是想通的，都是在激励磁场的计划下，导电介质在阶跃变化下引起涡流场的问题。对于良导电金属矿体的勘查，是对导体局部的瞬变电磁响应进行研究的目的所在；对于地质结构测深问题的有效解决，是对大地水平层状的瞬变电磁理论进行研究的目的所在。在地质结构测深问题中使用时间域瞬变电磁信号的做法在上世纪30年底末就已经由苏联科学家提出并实际进行了应用，近区场测深法在上世纪50年代后建立。与此同时，在60年代前后更为广泛地发展和应用了M4和3CB，时间域瞬变电磁技术的变种方法的技术和理论在海洋、航空、钻井等众多领域都得到了适应性的制定。我国对于瞬变电磁法的方法技术和理论基础的研究始于上世纪70年代初，仪器样机很快就成功研制出来了。尤其近些年，国产仪器在研制领域内的进展是非常巨大的，主要研制的仪器系统有：TEMS-3S、SCD-1、WDC-2以及SD-1等，应用推广和研究试验得到了广泛地开展，应用实例的效果很好。主要出版了蒋邦远等的《瞬变电磁法近区磁源实用勘探》、牛之链的《时间域瞬变电磁法原理》和朴化荣的《电磁测深法原理》等著作。时间域瞬变电磁法一般实用两种人工场源：一种为电源，它将电流向一对具有一定距离的电极进行发射，从而使一次电场信号产生；一种为磁源，它对大电流的发射途径是铺设在地面上的不接地回线，从而使一次磁场信号产生。有多种工作装置与磁场源观测系统相对应，分别是航空装置、井中装置、测设装置和剖面装置。其中剖面装置又分为三种：大定源装置、偶极装置和同点装置。测深装置分为四种：中心回线装置、线源装置、磁偶源装置和电偶源装置。定量解释和定性解释也是时间域瞬变电磁测深法在解释资料过程中包含的两个方面。定性分析就是分析观测得到的各测点平面图、拟断面图、视电阻率曲线等资料，对各测点上的导电岩性进行判别。定量解释就是对于地下介质的电性分层通过反演计算进行确定，是反演观测资料的层状构造，以此为依据，与地质资料相结合，推断结构和地层。不过在处理解释资料时，由于模拟时间域瞬变电磁响应数值的难度较大，半定量阶段是眼下时间域瞬变电磁法资料的解释程度。所以对于反、正演时间域瞬变电磁技术的发展进行大力推进，特别是反、正演时间域瞬变电磁技术中的高维问题，其研究意义十分重大。
2、实例应用
2.1 江苏某铜矿床
位于江苏省境内的一处小型铜矿床，其南部是火山岩盆地。船山组、黄龙组和花岗闪长斑岩的接触带控制矿体，矿床为矽卡岩型。矿体分布呈透镜状，大概300m深，低阻的白垩系覆盖其上，有200m的厚度。使用的瞬变电测仪为SIROTEM-2型，对该铜矿的0线剖面进行测量时使用的是80000㎡的回线重叠装置。测量结果表明， 中、早起响应曲线的增大趋势为从北至南，反映的是低阻白垩系上覆与高阻泥盆系出露之间的演变过程。并通过90号点响应曲线的下降对其相互之间的演变联系进行推测。产状和矿体通过晚期道的高响应异常低阻得到了反映。反演计算之后可知，实际矿层埋深和低阻体埋深是相当的。
2.2 结构划分格局
在上世纪30年代末期，“在测深地质结构过程中使用时间域瞬变电磁信号技术”的相关问题和可行性就已经由前苏联的科学家提出来了，同时进行了相应论证，并且在成矿远景确定、格局结构划分和地质深部填图等方面得到了广泛应用。由于我国更多的是采取直接找矿的金属矿勘查手段，导致没有完全地发挥出时间域瞬变电磁技术方法的潜力。通过时间域瞬变电磁技术工作法在云南滇中两卡地区、新疆南缘阿尔泰多金属成矿带以及内蒙古细部古阿拉善近段时间里的应用情况可知，时间域瞬变电磁法对于结构断裂具有着非常灵敏的反映，在确定分布地层和位置结构时，具有准确简捷的特点。因此显而易见的是，使地质填图质量得到提高的一个有效途径，就是利用时间域瞬变电磁法对格局结构进行划分，同时也是重要的勘查技术方法使用领域在今后的拓展方向。
3、结束语
本文简明扼要地阐述了时间域瞬变电磁法的资料解释、技术方法和工作原理，对于在井中利用TEM对井旁盲矿进行确定、对格局结构进行划分以及探测金属矿中的深埋矿体等工作中对时间域瞬变电磁技术的使用情况，给出了相关实例。通过应用结果可以看出，在固体矿产找矿过程中，瞬变电磁法具有较好的定位空间效果、较大的勘探深度、较高的分辨率和较高的工作效率等一系列特点，是勘查固体矿产方法中比较有效的一种。
参考文献：
[1]牛之链.时间域电磁法原理[M].长沙：中南工业大学出版社，1992.
[2]朴化荣.电磁测深法原理[M].北京：地质出版社，1990.
[3]蒋邦远.使用近区磁源瞬变电磁法勘探[M].北京：地质出版社，1998.