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山西吉奧興盛地學(xué)儀器有限公司
瞬變電磁法基本理論
瞬變電磁場(chǎng)是指在發(fā)射回線中階躍變化電流作用下,地下介質(zhì)中產(chǎn)生的過渡過程的感應(yīng)電磁場(chǎng)(一次場(chǎng))在導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的其結(jié)構(gòu)和頻率在時(shí)間與空間上均連續(xù)變化的渦旋交變電磁場(chǎng)(二次場(chǎng))。按過渡過程可分為過程的早期和晚期兩個(gè)階段,在兩個(gè)階段中場(chǎng)所提供的信息不同,其用途也不同。
在瞬變過程的早期階段,頻譜中高頻成分占優(yōu)勢(shì),因此渦旋電流主要分布在地表附近,由于趨膚深度的高頻效應(yīng),阻礙電磁場(chǎng)向地下深部傳播,因此早期階段的瞬變場(chǎng)主要反映地層的淺部地質(zhì)信息。
在晚期階段,高頻成分被導(dǎo)電介質(zhì)吸收,低頻成分占主導(dǎo)地位,在這一階段,局部地質(zhì)體中的渦流,實(shí)際上全部消失,而各層產(chǎn)生的渦流磁場(chǎng)之間的連續(xù)相互作用使場(chǎng)平均化,這時(shí)瞬變場(chǎng)的大小主要依賴于地電斷面總的縱向電導(dǎo)。
在導(dǎo)電率為σ、導(dǎo)磁率為μ的均勻各向同性大地表面鋪設(shè)面積為S的矩形發(fā)射回線在回線中供以階躍脈沖電流.
在電流斷開之前( 時(shí)),發(fā)射電流在回線周圍的大地和空間中建立起一個(gè)穩(wěn)定的磁場(chǎng),如下圖所示。
矩形框磁力線
在t=0時(shí)刻,將電流突然斷開,由該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也立即消失。一次磁場(chǎng)的這一劇烈變化通過空氣和地下導(dǎo)電介質(zhì)傳至回線周圍的大地中,并在大地中激發(fā)出感應(yīng)電流以維持發(fā)射電流斷開之前存在的磁場(chǎng)、使空間的磁場(chǎng)不會(huì)即刻消失。
由于介質(zhì)的歐姆損耗,這一感應(yīng)電流將迅速衰減,由它產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之迅速衰減,這種迅速衰減的磁場(chǎng)又在其周圍的地下介質(zhì)中感應(yīng)出新的強(qiáng)度更弱的渦流。這一過程繼續(xù)下去,直至大地的歐姆損耗將磁場(chǎng)能量消耗完畢為止。這便是大地中的瞬變電磁過程,伴隨這一過程存在的電磁場(chǎng)便是大地的瞬變電磁場(chǎng)。
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