感應電磁勘探法

10 10 =10

以介質的電磁性（σ,ε,μ）差異為物質基礎，通過觀測和研究人工或天然的交變電磁場隨 空間分布規律或隨時間的變化規律，達到某些勘查目的的一類電法勘探方法，簡稱電磁法。 按其電磁場隨頻率和時間的變化規律可分：頻率域和時間域電磁法。 工作頻率：10 -3 ~ 10 8 Hz。 方法分類表 §4-1 理論基礎 一.各類介質在交變電磁場中的電磁學性質 1. 導電性 在交變電磁中的總電流密度 為 對於諧變電磁場而言 ： 分析： （1）在交變電磁場中的介質，其介電係數和導電率均視為複數形式，其值與σ,ω和ε有關，其中σ值在電阻率法中己列出； （2）j C 與j D 相位相差90 0 ，即j D 呈容抗性。由於二者之間相差 � j 係數，故j D 落後或遲於j C 90 0 ； （3）引入介質的電磁係數 ?若 m >>1 導電介質 ； m <<1 介電介質。 考慮到實際岩、礦石的ε r =5 ~ 50，對於導電體（m>10）和介電體（m>0.1）的範圍。 由此可見： 在實際勘查中的介質ε r = 5 ~ 50，f ≤ 10 4 HZ， ρ< 10 5 ΩM，視為導電介質處理，不考慮位移電流的影響，介質的導電性與ω和ε無關。 當f > 10 6 Hz，無線電波透視法f=n�10KHz,探地雷達法中f = 200MHz~2.0GHz，其介質的導電性主要 與ε r 和 f 有關，視為介電性介質屬性。 2. 介電性（又稱電容率） 表征電介質在外電場中，被極化程度的一個物理量，與物質的成分、結構、濕度和工作頻率有關。 ―― 極化強度矢量 對於導電介質，有 （1）各類礦石、岩石的介電常數 （a）礦物 絕大多數的造岩礦物ε r = 4 ~12，一些氧化物、硫化物，碳酸鹽ε r = 20~170；一般金屬礦物： ε r =10 ~ nх10。 （b）岩石 火成岩： ε r = 7~14； 變質岩： ε r = 3~15； 沉積岩： ε r = 2.5 ~ 40，主要決定含水量。 水為 80，空氣為1。 （2）影響（岩、礦石）介電常數的主要因素 （a）頻散性 （b）含水量 [注]：在低電磁感應法中，電阻率是不隨頻率 f 變化。 3. 導磁性： 反映介質在磁場中的磁化程度的物理量。 除少數磁鐵礦物之外，大多數介質的相對介電常數接近於1，從而，可忽略對電磁場的影響 。 二.交變電磁場在導電介質中的傳播特點及變化規律 1.電磁場的定解問題 （1）電磁矢量滿足的波動方程 設：討論空間域內，介質均勻，性線，各向同性：若含外源，電流和磁矩參於激發所研究的電磁場，而它們並不受我們所研究的電磁場影響。 麥克斯韋方程 其中： 得到顯源的麥克斯韋方程 若將以上方程組中的第一式兩端旋度，第二式代入，第二式求旋度，第一式代入並考慮到 和第三、四式， 可得到 ：電報方程 對於無源空間，有 f 1 =0 ，f 2 =0 。 對於高頻、高阻介質則變為波動方程，低頻、良導體變為擴散方程。 對於諧變電磁場： 麥克斯韋方程有 其中 波動方程變為： 式中 ――矢量亥姆霍茲方程 （2）邊界條件和初始條件 （a）邊界條件 地表面在電磁場中僅作為一個不同電磁性質的界面處理，因為空氣中也有電磁場的分布，所以是全空間問題。