時間域電磁法原理

《時間域電磁法原理》從套用的角度出發，闡述了有關時間域電磁法（即瞬變電磁法）的理論基礎、方法技術和套用實例。

基本介紹

• 書名：時間域電磁法原理
• 作者： 牛之璉
• 原版名稱：Principle of time domain electromagnetic method
• ISBN：9787811056136 
• 頁數：296
• 出版社：中南大學出版社
• 出版時間：2007-12-01
• 裝幀：平裝
• 開本：16
• 所屬分類： 教材教輔 > 高職高專教材

內容簡介

全書分以下五篇：理論基礎，瞬變電磁信號檢測原理及儀器，剖面測量方法，測深方法，井中瞬變電磁方法。書中列舉了筆者和合作者在勘查深部金屬礦產及擴大套用領域方面取得效果的實例，也將近些年來與作者合作的合作者提供的卓有成效的實例分成十個專題編入《時間域電磁法原理》的附錄。全書理論聯繫實際，從基本的電磁場理論（或物理概念）出發，深入淺出地論述了方法原理，充實和闡述了近代電子技術及計算機計算技術在儀器系統和數據處理、成圖、解釋軟體等方面的套用及發展動向。《時間域電磁法原理》反映了筆者及合作者20多年來的研究成果和業績，同時精選了眾多國內外文獻和手冊中的內容。《時間域電磁法原理》可供地質、地球物理工作者，大專院校高年級學生，研究生等作為“電磁法勘探專題”的主要參考用書。

目錄

緒論

0.1　發展概況

0.2　工作裝置

0.3　觀測參數

0.4　時間域電磁法的特點和局限性

第1篇 時間域電磁法的理論基礎

第1章　激發場源

1.1　常用激發場波形及其頻譜

1.2　觀測信號波形的特徵

1.3　傳送波形參數對觀測結果的影響

1.4　關斷效應影響的計算

1.5　綜合闡述

1.6　時間域與頻率域電磁場之間的關係

第2章　層狀大地的瞬變電磁場

2.1 瞬變電磁測深觀測參數之間的關係

2.2 均勻半空間的瞬變電磁場

2.3 水平導電薄層上的瞬變電磁場

2.4 層狀大地磁偶源的瞬變電磁場

2.5 層狀大地電偶源的瞬變電磁場

第3章 局部導電體的瞬變電磁回響

3.1 高阻圍岩中導電球體的瞬變電磁回響

3.2 局部導體晚期瞬變電磁場的等效計算

3.3 薄板狀導體的瞬變電磁回響計算

3.4 其他局部導電體瞬變電磁回響的近似計算

3.5 局部導電體對地下瞬變場擴散的影響特徵

第4章 物理模擬及數值模擬原理

4.1 物理模擬相似性準則

4.2　空氣介質中物理模擬方法與技術

4.3　導電圍岩條件下物理模擬的幾個問題

4.4　二、三維數值模擬原理及反演解釋

4.5　導電薄板瞬變電磁回響的數值解法

第5章　瞬變電磁場的附加效應

5.1　位移電流效應

5.2　接收線圈固有的過渡過程

5.3　集流效應

5.4　磁張弛效應

5.5　感應激發極化效應

第2篇 瞬變電磁信號檢測原理及儀器

第6章　瞬變電磁信號檢測原理

6.1　瞬變電磁信號的特點

6.2　電磁噪聲

6.3　硬體構成概述

6.4　檢測方法原理

6.5　抑制電磁噪聲的觀測方法

第7章 時域電磁法儀器

7.1　航空TEM系統

7.2　加拿大Geonics公司的地面儀器系統

7.3　澳大利亞的地面儀器系統

7.4　加拿大Crone公司的地面儀器系統

7.5　使用連續波的儀器系統

7.6　可以觀測瞬變電磁場的多功能電測站

7.7　套用於LOTEM方法的儀器系統

7.8　俄羅斯(包括前蘇聯)的時域電磁法儀器

7.9 國內SD系列儀器系統簡介

第3篇 剖面測量方法

第8章 同點裝置方法

8.1 同點裝置瞬變電磁場的時間特性

8.2 同點裝置異常的剖面曲線特徵

8.3　地形影響

8.4　導電覆蓋層的影響

8.5　導電圍岩對異常的影響

8.6　影響瞬變電磁法探測深度的幾種因素

8.7　工作技術

8.8　資料解釋

8.9　實例分析

第9章　大定回線源及偶極裝置方法

9.1 時域與頻域異常剖面曲線特徵的比較

9.2　大定回線源裝置異常剖面曲線特徵

9.3　偶極裝置異常的剖面曲線特徵

9.4　導電覆蓋層和導電圍岩的回響特徵

9.5　幾種常用裝置的比較與選擇

9.6　實例分析

第4篇 瞬變電磁測深方法

第10章　水平層狀大地的測深

10.1　遠區和近區瞬變電磁測深方法的比較

10.2　兩層斷面的pT曲線特徵

10.3　三層斷面的pT曲線特徵

10.4　中心回線裝置的pT曲線特徵

10.5　二、三層斷面的ST曲線特徵

10.6　瞬變電磁測深方法的探測能力

10.7　瞬變電磁測深工作方法與技術

10.8　定性解釋方法

10.9　半定量解釋方法

10.10　pT曲線的計算機一維反演方法概述

10.11　實例分析

第11章　非均勻層狀大地上的測深

11.1　非水平層狀大地上的測深

11.2　局部導體上的瞬變電磁測深曲線

11.3　實際斷面的等效代替計算方法

11.4　實例分析

第5篇 井中瞬變電磁方法

第12章 井中瞬變電磁方法

12.1 井中瞬變電磁回響的模擬計算

12.2 井中瞬變電磁異常的一般特徵

12.3 薄板狀導體井中瞬變電磁回響的規律

12.4 井中瞬變電磁數據反演方法

12.5 實例分析

附錄1 瞬變電磁法套用實例選編

附錄2 TEM套用軟體的進展

參考文獻

後記

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前言

筆者分別於1985年和1993年主編出版了《脈衝瞬變電磁法及套用》和《時間域電磁法原理》兩本書，也主編出版了兩冊譯文集。實際上是我校與冶金部第一地勘局、新疆有色地勘局、湖南有色地勘局、華北有色地勘局、華東有色地勘局、湖南煤炭地質局、安徽煤炭地質局、長沙智通新技術研究所及長沙白雲儀器開發有限公司等單位合作開發研究成果的總結。大量的理論研究、物理模擬、正反演計算程式、儀器研製、野外試驗和實踐套用實例等資料來自合作開發的成果。在近十幾年中，筆者繼續與冶金部第一地勘局、雲南有色地勘局、湖南有色地勘局、山西煤炭地質局、核工業203所等單位合作繼續開展方法技術野外試驗研究和實踐，在探測深部金屬礦、地熱勘查、勘查深層水、工程勘察、湖海水面作業勘查等方面取得成效，編制了用於實踐的數據處理和半定量解釋用的軟體包。起草了《中華人民共和國地質礦產部行業標準:地面瞬變電磁法技術規程》。在儀器研製方面，協助白雲儀器開發有限公司在原已經省部級鑑定並獲湖南省科技創新金獎的SD-l瞬變電磁系統的基礎上，改進成型為MSD一1瞬變電磁儀；並於1998年與杜其江高工、潘秋明研究員等合作，研製成功GPS信號同步中功率瞬變電磁儀。這些點滴成果都有待總結、充實、提高，在我國進一步推廣套用時間域電磁法中發揮作用。

我國經濟建設的快速發展，礦產、礦業、油氣田、交通、電力、工程建設、環境保護、古建築(古墓等)勘測等對套用地球物理提出了新需求，尤其需要適應勘查深部隱伏礦的需求。此外，在對煤礦生產至關重要的煤田水文地質勘查方面，瞬變電磁法已經成為了首選的物探手段。有鑒於此，近十年來，時間域電磁法在國內外備受青睞並得到很快發展，套用領域涉及方方面面，新技術、新觀測系統不斷湧現。不少合作者及同行朋友都提出需要重新編著一本適應於當前形勢的需要的書。考慮了很久，筆者還是下定決心編寫新版《時間域電磁法原理》一書，好在現在條件有所改善，可以上網查閱近幾年所空缺的資料，此外還有眾多合作者的支持。

本書從套用的角度出發，闡述討論有關時間域電磁法的理論基礎、方法技術和套用實例。全書分以下五篇：理論基礎、瞬變電磁信號檢測原理及儀器、剖面測量方法、測深方法和井中瞬變電磁方法。為了避免篇幅過大，一些電磁場理論的詳細推導過程已刪除，直接引用其結論，指明所引用的文獻。建立在電磁感應原理基礎上的時間域電磁法，二維、三維正反演方法(包括成像)所引用的仍然是經典理論推導結果的公式，人們引入了一些現代計算方法及技巧，把複雜的地質問題作了許多簡化，成為諸多的方法。至今，這些方法套用於實踐還存在許多問題，因此，書中僅作簡要介紹，指明具有代表性的文獻。另外，野外套用中，剖面測量和測深方法的資料整理和解釋，通常並沒有明顯界線，有時剖面測量的結果可以整理出測深的圖件，反之亦然；書中只是為了系統闡述方便而將其截開。在儀器方面，這些年國內外發展很快，書中重點敘述近代儀器檢測原理；具體的儀器僅主要介紹Geonics公司的PROTEM系統等世界公認的一流儀器，使讀者了解這類儀器的技術指標和突出優點，能夠與其他各類儀器(可上網查詢)有個對比。

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