均匀半空间电阻率与介电常数对高频电磁勘探深度的影响

本文主要探讨了高频垂直磁偶极子电磁场在地质勘探中的应用，特别是在100kHz至50MHz频段内，对于均匀半空间电阻率和介电常数对勘探深度的影响进行了深入研究。作者朱凯光、林君凌振宝、苏莉蔚和段清明来自吉林大学的两个机构，他们在论文中通过对比分析了两层地电模型与均匀半空间模型下的磁场计算结果，发现电阻率越高，勘探深度越深；介电常数增大时，勘探深度也会相应增加。这一发现对于优化仪器设计，确保对地质目标的准确深度分析具有重要的实践意义。 在电磁法中，勘探深度是一个关键参数，它受到发射频率、介质特性、接收距离、测量类型（如水平或垂直磁场）、信号强度、噪声和仪器精度等多种因素的影响。不同的电磁系统对这些参数的敏感度不同，因此深入研究勘探深度有助于我们理解和预测地下物性结构，以及在设计电磁勘探设备时做出关键参数的选择，比如AD芯片的位数等。 论文还提到了两种与深度相关的概念——趋肤深度和扩散深度。趋肤深度在频率域中表示电磁波的电场或磁场衰减到地表强度的1/e时所传播的深度，它在忽略位移电流的情况下，由公式(1)给出。而扩散深度则是时间域内的概念，它反映了电磁场以球面扩散的方式向地下传播时，瞬态电场在任意时刻的最大值所对应的深度，可以用公式(2)来计算。 Spies在1989年的研究为电磁法深度探讨提供了新的视角，但本文更侧重于高频垂直磁偶极子的特定应用，通过实证数据强化了对均匀半空间条件下电阻率和介电常数影响勘探深度的理解。这项研究为提高地质勘探的精确性和效率提供了理论依据，对于从事地球物理学和仪器工程领域的科研人员具有较高的参考价值。