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基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 快速定量解释方法 智庆全1,2,3，武军杰1,2，王兴春1,2，杨毅1,2，张杰1,2，邓晓红1,2 1. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 065000；2. 自然资源部地球物理电磁法探测 技术重点实验室，河北 廊坊 065000；3. 长安大学 地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054 摘要地井瞬变电磁法响应规律复杂，现有解释方法以定性分析和半定量解释应用最为广泛，不能 直接获取大地电阻率参数。针对这一问题，提出一种基于瞬变冲激时刻的快速定量解释方法。首先 给出均匀半空间地井瞬变电磁响应的表达式，分析地井瞬变电磁响应的冲激时刻特征。结果表明， 接收点深度越大、大地电导率越高，则瞬变冲激时刻越晚。结合已有的研究成果，推导冲激时刻与 大地电导率和深度的函数关系，依据反函数理论进行大地视电阻率定义。以获取真实大地电阻率为 目标，研究基于地下电磁场扩散速度的改进大地电阻率恢复算法。采用所提出的算法，根据实际常 用工作方式，分别设计均匀半空间、二层模型和三层模型进行模拟计算。模型算例和实测数据试算 结果表明基于冲激时刻的视电阻率定义方法能够较好地反映大地电阻率的变化趋势，但具有较强 的体积效应；基于电磁场扩散速度的改进算法能够有效地削弱体积效应的影响，更加准确地恢复大 地电阻率值和反映电性界面。该算法无需进行复杂模型的迭代正演计算，具有较高的计算效率，能 够定量恢复大地电阻率值，适用于地井瞬变电磁法的快速初步定量解释。但在实际资料解释应用中， 还需考虑视电阻率的“overshoot”和“undershoot”现象，避免造成错误解释。 关键词地井瞬变电磁法；瞬变冲激时刻；定量解释；视电阻率定义；大地电阻率；算法改进 中图分类号P631；TD82 文献标志码A 文章编号1001-1986202207-0044-08 Fastquantitativeinterpretationofsurface-boreholeTEMusingtransientimpulsepeaktime ZHI Qingquan1,2,3, WU Junjie1,2, WANG Xingchun1,2, YANG Yi1,2, ZHANG Jie1,2, DENG Xiaohong1,2 1. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang 065000, China; 2. Key Laboratory of Geophysical Electromagnetic Probing Technologies, Ministry of Natural Resources, Langfang 065000, China; 3. College of Geological Engineering and Geomatics, Changan University, Xian 710054, China AbstractDue to the complex response law of the surface-borehole Transient Electromagnetic TEM, qualitat- ive analysis and semi-quantitative interpretation are the most widely used interpretation s. However, the s 收稿日期2021-12-15；修回日期2022-01-28 基金项目国家重点研发计划项目2018YFC0603803；中央级公益性科研院所基本科研业务专项项目AS2020J01，AS2020Y01 第一作者智庆全，1987 年生，男，河南商丘人，博士研究生，工程师，从事电磁勘探方法研究. E-mail 第 50 卷 第 7 期煤田地质与勘探Vol. 50 No.7 2022 年 7 月COAL GEOLOGY transient impulse peak time; quantitative interpretation; apparent resistivity defini- tion; earth resistivity; improved algorithm 地井瞬变电磁法Transient Electromagnetic Meth- od，TEM 是一种将发射装置布设在井孔上方或附近 平面上，在钻孔中逐点测量的电磁探测方法。相比于 传统的地面瞬变电磁法，其接收系统置于钻孔中，大地 的滤波作用能够有效压制高频干扰，提高观测数据的 信噪比；接收装置更加靠近地质体，能够近距离获取异 常响应，对薄层、井旁地质体等探测目标具有更强的 分辨能力。多年来在固体矿产资源勘查1-3、煤田采空 区探测4-5巷道超前预报6-7等方面得到了广泛的应 用并取得了良好的勘查效果。 作为一种地下电磁探测方法，地井瞬变电磁的响 应特征和解释理论相比地面瞬变电磁法更为复杂。在 地井瞬变电磁响应的正演模拟方面，J. R. Wait 等8-10 较早地开展了理论分析工作，推导了均匀半空间情况 下地井瞬变电磁响应的积分表达式和特殊情况下的 解析表达式，奠定了响应特征分析的理论基础。之后， 学者们采用数字滤波方法实现了地下电磁场的一维正 演11-13，通过有限元14-15、有限差分16-18、有限体积19 等方法实现了复杂模型的全空间电磁场三维模拟。目 前，地井瞬变电磁的响应模拟理论已较为成熟，关于 其响应特征和规律的总结也渐趋完善。 在地井瞬变电磁的数据解释方面，M. N. Nabighian20 首先分析了瞬变电磁场在地下的扩散特征，指出地表 电磁场可以通过地下的一个电流环进行等效，电流环 在大地空气界面的作用下向深部和外部扩散，即著名 的“烟圈”理论，从物理上阐明了瞬变电磁场在地下的 扩散规律，同时也提供了一种较为快捷的数据解释方 法。但该理论的应用范围局限于地表以上的电磁场， 对于地井瞬变电磁数据并不适用。A. Ziolkowski21、 罗维斌22、汤井田23等通过对海洋瞬变电磁法的模 拟分析，发现不同偏移距的电场响应在时间上存在一 个“峰值”，进而提出了瞬变冲激时刻21-23的概念，并 指出冲激时刻与介质电阻率相关，通过冲激时刻可计 算出介质电阻率值。部分学者总结提出了一套实用的 地井 TEM 数据采集技术，以及从定性分析到半定量 的解释技术，采用矢量交会技术实现了地井 TEM 井 旁异常的快速定位24，采用电流环等效实现了纯异常 近似三维反演25，并初步研究了地井 TEM 数据的视 电阻率定义方法26。 综合以上研究可以发现，当前已有的地井 TEM 解释方法中，基本上以定性分析和近似反演等半定量 解释方法为主，以视电阻率定义、一维反演为代表的 快速定量解释技术研究较少且尚不成熟，而解释效果 最佳的三维反演技术时间成本过高，难以实现快速定 量解释。最终导致地井瞬变电磁测量成果往往仅能 以响应曲线、交会矢量、电流环位置等形式呈现，不能 直观地反映地下介质的电阻率分布。鉴于此，笔者基 于前人关于瞬变冲激时刻的研究，提出一种地井 TEM 数据的快速定量解释方法，利用地下瞬变电磁场 的冲激时刻定义大地视电阻率，通过研究瞬变电磁场 扩散速度与深度的关系，导出地层真电阻率的求取方 法。该方法理论基础可靠，计算速度快、对大地真实 电阻率恢复程度高，具有较高的实用价值。 1地井瞬变电磁响应的冲激时刻 关于瞬变电磁烟圈效应和冲激时刻的已有研究结 第 7 期智庆全等基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 快速定量解释方法 45 果表明，当发射源和接收点的位置存在偏移量时，电场 分量在早期较小，随时间推移逐渐增大并达到峰值，然 后开始衰减，晚期呈现单调的衰减特征，电场达到峰值 的时刻称为瞬变冲激时刻。冲激时刻的早晚取决于瞬 变电磁场在空间上的扩散速度，大地电阻率越高，电磁 场扩散速度越快，冲激时刻越早。对于地井瞬变电磁 法而言，一般观测地下的磁场分量dB/dt，因此，首先 需要对磁场响应的冲激时刻特征进行分析。 J. R. Wait 等9首先推导了均匀半空间的地井瞬 变电磁响应表达式。对于电导率为 的均匀大地，半 径为 a 的发射回线位于地表，其中供有大小为 I0的电 流，接收点 P 位于地下，如图 1 建立柱坐标系，取向上 为 Z 轴正方向。在 t 0 时刻瞬间撤掉发射回线中的 电流后，P 点磁场响应表达式为 dBr dt AI0/ 2h3 mt1 dBz dt AI0/ 2h3 qt2 mt 41/22h4 1 VD,T,Z,A qt 41/22h4 1 YD,T,Z,A V 2 T3/2 exp 1 4T w 0 x2 3 2T 1 4T2 x3 1 1 2T exp x2T J1xD f expxZdxY 2 T3/2 exp 1 4T w 0 1x 1 2T x3 exp x2T J0xD f xAexpxZdx 其中，， ， xA ， 。 式中Br和 Bz分别为磁场的径向和垂向分量； 为大 地磁导率；h 为接收点深度；r 为接收点与坐标原点的 水平偏移距离；A 为发射回线的相对半径，Aa/h；mt 和 qt 分别为包含有第一类贝塞尔函数 J0和 J1的无 穷积分；Dr/h；Tt/h2；Zz0/h；z0为发射回线在地 表以上的高度；fx2J1x/x。式中的无穷积分可通过 快速汉克尔变换法27求取。 I0t h r Z P O 地表 图 1 均匀半空间模型和地井 TEM 测量 Fig.1 Diagram of the half-space model and surface-borehole TEM 为了直观地分析地井瞬变电磁响应的特征和规 律，分别计算了均匀半空间模型在不同深度接收点和 不同电阻率、相同接收点 2 种情况下的 dBz/dt 响应，结 果如图 2 所示。在图 2a 中，均匀半空间电阻率 100 m，发射回线位于地表z 0 m 位置，半径为100 m， 发射电流 1 A，接收点位于地下10 m, 10 m, h 位置， 深度 h 的范围设置为 0600 m，间隔 100 m。图 2b 中， 接收点深度固定为 300 m，模型电阻率分别设置为 10、 30、100、300、1 000 m。由图 2 可知，瞬变电磁场在 地下传播时，dBz/dt 响应在时间上存在一个峰值，其对 应时刻即为 dBz/dt 响应的冲激时刻，且冲激时刻的早 晚取决于大地电阻率和接收点深度深度越大、大地 电阻率越低，峰值时刻出现越晚。 根据冲激时刻的定义，分别采用电阻率为 10、100、 1 000 m 的均匀半空间模型，绘制在不同井位、不同 深度上 dBz/dt 响应的冲激时刻 tp，如图 3 所示，并进行 多项式曲线拟合。其中设计井位 Hole 1 的水平坐标 为10 m, 10 m，Hole 2 的水平坐标为80 m，50 m。 由图 3 可知，冲激时刻随大地电阻率的增加而变早，二 者之间存在反比例关系；冲激时刻随深度的增大而变 晚，其增加速率高于线性函数。结合不同电阻率大地 的冲激时刻曲线拟合结果，进行分析可以发现，冲激时刻 随深度变化的函数呈现二次型特征，近似有函数关系 tp Kh2/3 式中tp为冲激时刻，ms； 为大地电阻率，m；K 为一 t/s 103 103102101 105 105104 107 109 1011 1013 |dBz/dt|/nTs1 t/s 103102101 105 105104 107 109 1011 1015 1013 |dBz/dt|/nTs1 h0 m h100 m h200 m h300 m h400 m h500 m h600 m 10 m 30 m 100 m 300 m 1 000 m a 不同深度接收点 b 不同大地电阻率 图 2 均匀半空间的地井 TEM 响应 Fig.2 Surface-borehole TEM responses of uni half-space 46 煤田地质与勘探第 50 卷 个 常 量 系 数 ， msm1， 对 于 Hole1 有 K 1.23 104 msm1，对于 Hole2 有 K 1.30104 msm1， 二者之间的差距约为 5.38。 2视电阻率定义和大地电阻率求取方法 关于准静态条件下电磁场扩散规律的研究表明， 电磁场在均匀大地中的极大值位置是仅仅关于大地电 导率和时间的函数，与发射回线几何形状、发射电流 等无关20。进一步研究表明，地下瞬变电磁响应的 dBz/dt 分量的极大值深度28可以近似表示为 h bt 4 式中b 为一个常数，在 1 阶至 3 阶级数近似条件下， 分别有 b1 8，b2 12，b3 9.112。简单整理可以发 现，该式的计算结果与式3 十分接近，表明二次函数 完全可以作为冲激时刻随深度变化函数的一个较好的 近似。 在已知接收点深度 h 和冲激时刻 tp的情况下，根 据式4 即可求得大地电阻率值，即有基于瞬变冲激时 刻的视电阻率定义 s h2/ btp 5 根据此式即可直接计算不同深度接收点的视电阻 率。考虑到级数近似所固有的误差，本文在实际计算 时直接采用式2，基于反函数理论29，通过迭代来获 取更为精确的视电阻率值。 以上视电阻率定义方法直接基于瞬变电磁场在大 地中的冲激时刻，主要反映接收点所在深度以浅大地 介质的总体电性特征，具有较强的“体积效应”。为更 加精细地恢复大地电阻率的分布，本文基于电磁场扩 散速度，给出一种改进的大地电阻率计算方法。假设 大地由多个电阻率均匀的薄层组成，根据式4 有均匀 介质中瞬变电磁场的扩散速度 v c /t 6 c b/4 式中。 s i s i1 对于第 i 个薄层，其顶、底界面深度分别为 hi和 hi1，冲激时刻分别为 ti和 ti1，对应的视电阻率分别为 和，则有 ti h2 i 4c2s i 7 又根据速度的物理定义有 v hi1hi ti1ti 8 联立式6 和式8，将式7 代入并整理可得第 i 薄层的电阻率 d i 2hi1hi2 h2 i1 s i1 h2 i s i / h2 i1 s i1 h2 i s i 2 9 式9 即为各层大地电阻率的计算公式，该式不包 含系数项 b，与渐近级数的阶数无关。这种电阻率计 算方法实际上基于瞬变电磁场在大地中的扩散速度， 相比基于冲激时刻的视电阻率而言，通过式9 计算得 到的电阻率受体积效应影响更小，更接近真实大地电 阻率。由于无需进行复杂模型的响应拟合计算，该算 法具有计算简单、时间成本低、无多解性的特点，适用 于地井 TEM 数据的快速定量解释。 3模型算例 为检验上述基于冲激时刻的地井 TEM 数据快 速解释方法的正确性和有效性，选择了一维模型系列 进行数值模拟计算。一维模型主要选择 D、G、H、K 型 4 种典型地电断面，各层的电阻率 和厚度 H 见 表 1。观测参数参照实际工作中常用的工作装置进行 设置，发射回线位于地表 z 0 m 位置，回线边长为 100 m，发射电流 1 A，井孔位于10 m, 10 m 位置，钻 孔为直孔，接收点深度范围为 0600 m，间隔 10 m。 图 4a 为均匀半空间情况下基于冲激时刻定义的 视电阻率 s和基于扩散速度恢复的大地电阻率值 d。 由图 4a 可知，在不同深度的接收点上，基于冲激时刻 定义的视电阻率和基于扩散速度恢复的大地电阻率基 本一致，且与设计模型吻合较好，证明了所提出算法的 5 4 3 2 1 0 100200300400500600 h/m 冲激时刻 tp/ms 冲激时刻 Hole 1 拟合曲线 Hole 1 冲激时刻 Hole 2 拟合曲线 Hole 2 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 100200300400500600 h/m 冲激时刻 tp/ms 冲激时刻 Hole 1 拟合曲线 Hole 1 冲激时刻 Hole 2 拟合曲线 Hole 2 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 100200300400500600 h/m 冲激时刻 tp/ms 冲激时刻 Hole 1 拟合曲线 Hole 1 冲激时刻 Hole 2 拟合曲线 Hole 2 a 10 mb 100 mc 1 000 m 图 3 冲激时刻随深度变化的函数图 Fig.3 Function diagram of impulse time varying with depth 第 7 期智庆全等基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 快速定量解释方法 47 正确性。图 4b 为计算电阻率数据与设计模型的相对 误差，s和 d与设计半空间电阻率的最大相对误差分 别为 0.28 和 2.06。这是由于式9中包含了对大地 电导率的差分计算，使得 d在数值稳定性上弱于基于 冲激时刻的视电阻率 s，导致其相对误差较大。 图 5 为两层 D 型模型和 G 型模型的 s和 d计算 结果，并与设计模型电阻率true 进行了对比。由 图 5 可知，s和 d均能较好地反映出两层模型的电阻 率变化趋势，但 s曲线较为宽缓，d曲线变化较为迅 速且存在振荡现象。随深度增大，d总能更早地体现 出大地的电阻率变化，且与真实大地电阻率更为接近。 这表明，虽然 d的数值稳定性较弱，但其对大地电阻 率变化的灵敏度高于 s，对大地的电性界面位置反映 也更为精细。 0200400600 h/m 100 101 102 103 true s d /m 0200400600 h/m 101 102 103 true s d /m a D 型模型 b G 型模型 图 5 两层模型计算电阻率随深度的变化 Fig.5 Variation of calculated resistivity with depth in 2-layer models 注意的一点是，虽然 d对大地电阻率变化更为灵 敏，但其电阻率曲线存在与传统视电阻率定义类似的 “overshoot”和“undershoot”现象，即在低阻地层中会 伴随产生一个略弱的“假”高阻层，反之在高阻地层中 也同样会伴随产生一个略弱的“假”低阻层。在进行 资料解释工作时，需对这种现象加以考虑，避免造成与 真实电阻率变化特征相反的错误解释。 图 6 为三层 H 型模型和 K 型模型的 s和 d及与 设计模型的对比结果。由图 6 可知，s和 d对低阻薄 层反映较好，s完整体现出了大地电阻率高低高 的变化趋势，d基本上准确地恢复了薄层和背景大地 的电阻率值。对比薄层顶、底界面的恢复电阻率结果 可以发现，d对顶界面反映较为清晰，而底界面较为模 糊，低阻范围延续较长。这是由于随深度增加，瞬变电 磁场对地层的分辨能力迅速降低。s和 d对高阻薄 层反映效果均欠佳，仅能体现出高阻薄层的存在和大 致位置，未能准确恢复薄层电阻率值。在一定程度上 而言，这是由瞬变电磁法对于高阻层的不灵敏特性所 造成的。高阻层的存在本身对于瞬变电磁场分布和传 播特征的影响，相对低阻层而言较弱。 表1一维层状模型参数 Table1Parametersof1Dmodels 模型1/mH1/m2/mH2/m3/m 半空间 100 D10020010 G100200500 H1002002050100 K10020050050100 注下标13为地层序号。 0200400600 h/m 101 102 103 s d /m 200400600 h/m 0 2 1 3 s d 相对误差/ a 计算电阻率 b 相对误差 图 4 均匀半空间计算电阻率随深度的变化 Fig.4 Variation of calculated resistivity with depth in uni half-space 48 煤田地质与勘探第 50 卷 true s d 0200400600 h/m 101 102 103 true s d /m 0200400600 h/m 101 102 103 /m a H 型模型 b K 型模型 图 6 三层模型计算电阻率随深度的变化 Fig.6 Variation of calculated resistivity with depth in 3-layer models 4体积效应探讨 瞬变电磁法作为一种基于扩散场理论的感应类电 磁勘探方法，本身固有体积效应。式9 基于电磁场的 垂向扩散速度给出了大地电阻率的改进计算方法，在 一定程度上削弱了垂向体积效应的影响，所获得的大 地电阻率可以近似看作井孔中相邻接收点间介质的综 合效应，但其对应不同深度的径向体积效应仍需进一 步探讨。 在均匀半空间条件下，瞬变电磁感生涡流的极大 值同时向下和向外传播20,28，其包络面为一个与地面 夹角约为 25的锥形斜面。据此可导出包络面半 径R 与深度的关系 R ah/tan2510 式中a 为发射回线半径。 根据涡流电场所产生的磁场分布规律，在该半径 范围内，瞬变电磁磁场响应较为均匀且具有较大的强 度，并在超出该半径范围后快速衰减，此时可将井孔中 接收点接收到的瞬变电磁信号看作主要是涡流半径范 围内介质的综合效应。由式10 可以发现，通过前文 算法所得出大地电阻率的体积效应取决于发射回线的 半径和接收点深度发射回线半径越大、接收点深度 越深，体积效应越强。 5实测数据试算 为进一步检验本文算法的有效性和实用性，选取 了某矿区的地井 TEM 实测数据进行了试算。所测 量钻孔的终孔深度为 2 000 m，受钻孔套管和井况限制， 地井 TEM 实测深度范围为 9501 700 m，该井段同 步开展了 0.5 m 普通电阻率测井工作。地井 TEM 工 作采用的观测参数为方形发射回线，边长 300 m，发射 电流 20 A，发射基频 12.5 Hz，观测时窗 0.05215.96 ms， 接收点垂直间隔 5 m。 图 7a 为不同深度上的 dBz/dt 响应曲线。由图 7a 可知，随深度增大，dBz/dt 响应曲线的峰值时刻逐渐后 移。图 7b 为根据 dBz/dt 响应曲线拾取的冲激时刻曲 线，可以发现冲激时刻总体随深度增加而变晚。但受 拾取误差、噪声和测量误差等因素的影响，冲激时刻 曲线存在振荡。冲激时刻曲线的变化率反映了电磁场 的扩散速度特征，整体呈现“慢快慢”趋势，表明 地下介质电阻率呈“低高低”趋势变化。采用本 文算法分别计算了 s和 d，并与电阻率测井结果l 进行了对比，如图 7c 所示。由图 7c 可知s较好地反 映出了大地电阻率“低高低”的变化趋势，与电阻 率测井结果的总体趋势一致；d更加灵敏地反映出了 大地电阻率值的变化，且与电阻率测井结果基本吻合， 100 100 101 101 102 102 103 |dBz/dt|/nTs1 102101 h950 m h1 100 m h1 250 m h1 500 m h1 650 m 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 9001 1001 3001 5001 700 1 600 1 200 800 400 0 9001 1001 3001 5001 700 t/msh/mh/m 冲激时刻 tp/ms /m dsl a 不同深度的 dBz/dt 响应b 拾取冲激时刻c 计算电阻率与测井结果对比 图 7 实测数据计算结果 Fig.7 Calculated results of the field data 第 7 期智庆全等基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 快速定量解释方法 49 特别是对于 1 500 m 左右深度的低阻界面位置反映较 为精准。该实测数据算例表明，基于瞬变冲激时刻的 视电阻率定义算法能够较好地反映出大地电阻率的整 体变化趋势，基于瞬变电磁场扩散速度的改进算法能 较为准确地恢复大地电阻率值，对电性界面反映较好， 具有较强的实用性。 6结论 a. 借鉴关于 TEM“烟圈”效应和冲激时刻的已有 研究成果，探讨了地井瞬变电磁响应的冲激时刻特征， 给出了 dBz/dt 冲激时刻与大地电导率和深度之间的函 数关系。在此基础上，提出了一种基于瞬变冲激时刻 的地井 TEM 视电阻率定义方法，并改进大地电阻率 的精确恢复算法。模型计算和实测数据试算结果表明， 基于冲激时刻的视电阻率定义算法能够较好地反映设 计模型的电性变化趋势，基于扩散速度的大地电阻率 计算方法能够更为精确地恢复出大地电阻率值和电性 界面，可用于地井 TEM 数据的初步定量解释。 b. 基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 定量解释方 法相比传统的定性和半定量解释方法，具有直接获取 大地电阻率参数的优势。相比反演解释方法，不需要 进行复杂模型的正演迭代，具有较高的计算效率。 c. 模型计算结果表明，基于冲激时刻的视电阻率 定义方法仍然存在“overshoot”和“undershoot”现象， 在实际资料处理中，应加以考虑，避免造成错误解释。 d. 鉴于瞬变电磁电场 E 和磁场 B 的优良特性，利 用 E 场和 B 场冲激时刻的视电阻率定义方法或能避 免“overshoot”和“undershoot”现象，具备进一步研究 的价值。 e. 基于瞬变冲激时刻的地井 TEM 定量解释方 法属于一种快速、初步的定量方法，仅利用了地井 TEM 数据的冲激时刻特征，其余大量的有效信息并未 参与计算。而地井 TEM 方法深入地下展开测量，既 包含有随深度增加的“几何测深”信息，又包含有随时 间增加的“时间测深”信息，获取的地电信息十分丰富。 先利用冲激时刻、视电阻率定义等方法提供初始地电 模型，再利用高维反演或近似高维反演获取钻孔周边 和深部的高分辨电性分布信息，是地井瞬变电磁法数 据处理解释的一条可取途径。 参考文献References KING A. Deep drillhole electromagnetic surveys for nickel/cop- per sulphides at Sudbury， CanadaJ. Exploration Geophysics， 1996，273105118. 1 严加永，滕吉文，吕庆田. 深部金属矿产资源地球物理勘查与 应用J. 地球物理学进展，2008，233871891. 2 YAN Jiayong，TENG Jiwen，LYU Qingtian. Geophysical explor- ation and application of deep metallic ore resourcesJ. Progress in Geophysics，2008，233871891. 叶益信，邓居智，李曼，等. 电磁法在深部找矿中的应用现状及 展望J. 地球物理学进展，2011，261327334. YE Yixin，DENG Juzhi，LI Man，et al. Application status and vistas of electromagnetic s to deep ore prospectingJ. Progress in Geophysics，2011，261327334. 3 王鹏. 积水采空区地井瞬变电磁法探测J. 煤炭技术，2017， 366134136. WANG Peng. Surfacehole TEM for detection of coal mine wa- ter collecting areaJ. Coal Technology，2017，366134136. 4 范涛. 矿井巷道钻孔瞬变电磁二维拟地震反演方法及应用J. 煤炭学报，2019，44618041816. FAN Tao. and application on 2D pseudoseismic inver- sion of roadwayborehole transient electromagnetic detection in coal mineJ. Journal of China Coal Society， 2019， 446 18041816. 5 赵睿，范涛，李宇腾，等. 钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检 测中的应用J. 煤田地质与勘探，2020，4844145. ZHAO Rui，FAN Tao，LI Yuteng，et al. Application of borehole transient electromagnetic detection in the test of hydraulic frac- turing effectJ. Coal Geology Exploration， 2020， 484 4145. 6 苏超，姚伟华，李明星. 地孔瞬变电磁超前探测异常体定位技 术J. 煤炭科学技术，2021，497154161. SU Chao，YAO Weihua，LI Mingxing. Anomaly body advance detection technology of downhole transient electromagneticJ. Coal Science and Technology，2021，497154161. 7 WAIT J R，HILL D A. Transient signals from a buried magnetic dipoleJ. Journal of Applied Physics，1971，421038663869. 8 WAIT J R，HILL D A. Transient electromagnetic fields of a fi- nite circular loop in the presence of a conducting halfspaceJ. Journal of Applied Physics，1972，431145324534. 9 WAIT J R，HILL D A. Transient magnetic fields produced by a stepfunctionexcited loop buried in the earthJ. Electronics Letters，1972，811294295. 10 KEY K. 1D inversion of multicomponent，multifrequency mar- ine CSEM dataology and synthetic studies for resolving thin resistive layersJ. Geophysics，2009，742F9F20. 11 武军杰，李貅，智庆全，等. 电性源地井瞬变电磁异常场响应 特征初步分析J. 物探与化探，2017，411129135. WU Junjie，LI Xiu，ZHI Qingquan，et al. A preliminary analysis of anomalous TEM response chamcteristics in borehole with electric source transmitterJ. Geophysical and Geochemical Ex- ploration，2017，411129135. 12 陈卫营，韩思旭，薛国强. 电性源地井瞬变电磁法全分量响应 特性与探测能力分析J. 地球物理学报，2019，6251969 1980. CHEN Weiying， HAN Sixu， XUE Guoqiang. Analysis on the fullcomponent response and detectability of electric source sur- facetoborehole TEM J. Chinese Journal of Geophys- ics，2019，62519691980. 13 李建慧，胡祥云，曾思红，等. 基于电场Helmholtz方程的回线源14 50 煤田地质与勘探第 50 卷 瞬变电磁法三维正演J. 地球物理学报，2013，56124256 4267. LI Jianhui，HU Xiangyun，ZENG Sihong，et al. Threedimen- sional forward calculation for loop source transient electromag- netic based on electric field Helmholtz equationJ. Chinese Journal of Geophysics，2013，561242564267. 李建慧，刘树才，焦险峰，等. 地井瞬变电磁法三维正演研 究J. 石油地球物理勘探，2015，503556564. LI Jianhui，LIU Shucai，JIAO Xianfeng，et al. Threedimension- al forward modeling for surfaceborehole transient electromag- netic J. Oil Geophysical Prospecting， 2015， 503 556564. 15 孟庆鑫，潘和平. 地井瞬变电磁响应特征数值模拟分析J. 地 球物理学报，2012，55310461053. MENG Qingxin，PAN Heping. Numerical simulation analysis of surfacehole TEM responsesJ. Chinese Journal of Geophysics， 2012，55310461053. 16 杨海燕，岳建华，徐正玉，等. 覆盖层影响下典型地井模型瞬 变电磁法正演J. 吉林大学学报地球科学版，2016，465 15271537. YANG Haiyan，YUE Jianhua，XU Zhengyu，et al. Transient elec- tromagnetic modeling in ground borehole model with overburden influenceJ. Journal of Jilin University Earth Sci- ence Edition，2016，46515271537. 17 孙怀凤，程铭，吴启龙，等. 瞬变电磁三维FDTD正演多分辨网 格方法J. 地球物理学报，2018，611250