四、可控源音頻大地電磁法（CSAMT）
可控源音頻大地電磁法是在大地電磁法（MT）和音頻大地電磁法（AMT）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可控源頻率測深方法。CSAMT是1975年由Myron Goldstein提出，它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組建立了視電阻率和電場與磁場比值之間的關(guān)系，并且根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論得出電磁波的傳播深度（或探測深度）與頻率之間的關(guān)系，這樣可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測深度，達到頻率測深的目的。目前，已商業(yè)化的CSAMT儀器是由加拿大鳳凰公司與美國宗基公司研制的。
CSAMT采用可控制人工場源，測量由電偶極源傳送到地下的電磁場分量，兩個電極電源的距離為1～2km，測量是在距離場源5～10km以外的范圍進行，此時場源可以近似為一個平面波。由于該方法的探測深度較大（通常可達2km），并且兼有剖面和測深雙重性質(zhì)，因此具有諸多優(yōu)點：第一，使用可控制的人工場源，測量參數(shù)為電場與磁場之比——卡尼亞電阻率，增強了抗干擾能力，并減少地形的影響。第二，利用改變頻率而非改變幾何尺寸進行不同深度的電測深，提高了工作效率，一次發(fā)射可同時完成7個點的電磁測深。第三，探測深度范圍大，一般可達1～2km.第四，橫向分辨率高，可以靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻層。與MT和AMT法相同，CSAMT法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響，可以通過多種靜態(tài)校正方法來消除“靜態(tài)效應(yīng)”的影響。
CSAMT法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景，尤其是作為普通電阻率法和激發(fā)極化法的補充，可以解決深層的地質(zhì)問題，如在尋找隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、推覆體或火山巖下找煤、地熱勘查和水文工程地質(zhì)勘查等方面，均取得了良好的地質(zhì)效果。在地下水資源方面，CSAMT法適合尋找深部的基巖裂隙水：石昆法（1999）使用CSAMT法在灰?guī)r中尋找斷層，并打出了地下水；郭建華（1995）用CSAMT法在干旱地區(qū)尋找地下水資源及探測隱伏構(gòu)造；蔣達龍（1994）用CSAMT法發(fā)現(xiàn)地下熱水資源；底青云（2001）結(jié)合CSAMT法和高密度電法探測深層和淺層的地下水資源；底青云（2002）使用CSAMT法查找礦山頂板涌水隱患；嚴盛新（2003）用CSAMT法在沙漠腹地尋找地下水資源；吳璐蘋（1996）用CSAMT法在山區(qū)、半山區(qū)等地質(zhì)條件復雜地區(qū)進行找水。此外，CSAMT法在工程勘探中的壩體滲漏調(diào)查、國家南水北調(diào)工程西線的地質(zhì)勘查、小浪底水利工程等項目，都可以發(fā)揮良好的作用，如劉錄剛（2004）用CSAMT法在雁門關(guān)隧道中進行超前地質(zhì)預(yù)報。
五、瞬變電磁法（TEM）
瞬變電磁法是利用不接地或接地線源向地下發(fā)送一次場，在一次場的間歇期間，測量由地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場隨時間的變化。根據(jù)二次場的衰減曲線特征，就可以判斷地下不同深度地質(zhì)體的電性特征及規(guī)模大小等。由于該方法是觀測純二次場，消除了由一次場所產(chǎn)生的裝置偶合噪音，具有體積效應(yīng)小、橫向分辨率高、探測深度深、對低阻反映靈敏、與探測地質(zhì)體有最佳偶合、受旁側(cè)地質(zhì)體影響小等優(yōu)點。
瞬變電磁法最初是由前蘇聯(lián)學者在20世紀30年代提出用于解決地質(zhì)構(gòu)造問題，20世紀50年代用于找礦，20世紀60年代以后從方法原理到一、二維反演都得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在我國，該方法研究始于20世紀70年代，20世紀90年代后逐步向工程檢測、環(huán)境、災(zāi)害等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。從20世紀80年代開始，原長春地質(zhì)學院、原地礦部物化探研究所、中南大學等研究機構(gòu)分別在方法理論、儀器及野外試驗、一維及二維正反演方法等方面做了大量工作，并且自行研制了幾種功率小、探測深度淺的瞬變電磁法儀器，在生產(chǎn)實際中見到了好的應(yīng)用效果。然而，大功率、探測深的瞬變電磁法儀器國內(nèi)尚在研制中，目前主要依賴進口。
瞬變電磁法除了廣泛應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)、石油、煤田、地熱以及凍土帶和海洋地質(zhì)等地質(zhì)勘查工作之外，在水文和工程地質(zhì)勘查中也取得了非常好的應(yīng)用效果，如楊文欽（2002）、張保祥（2002）、郁萬彩（2001）、蔣文（2004）等使用瞬變電磁法查明斷層及頂板砂巖的導水性及富水性、勘查地下水資源及界定地下水位、評價斷層空間位置及含水性和尋找地下含水構(gòu)造；劉繼東（1999）、李貅（2000）、袁江華（2002）、閻述（1999）等使用瞬變電磁法探測煤柱及圈定老窯采空區(qū)、勘察煤田礦井涌水通道、探測小浪底水庫庫區(qū)煤礦采空區(qū)和探測地下洞體的存在；劉羽（1995）用瞬變電磁法評價塌陷成因及危害性、評價防滲帷幕穩(wěn)定性、探測高層建筑地基和評價大橋橋址穩(wěn)定性；郭玉松（1998）使用瞬變電磁法探測堤防工程隱患、勘查水庫壩址；薛國強（2003）使用瞬變電磁法探測公路隧道工程中的不良地質(zhì)構(gòu)造；李文堯（2000）用瞬變電磁法在抗洪搶險中尋找漏水斷裂或溶洞；敬榮中（2003）使用瞬變電磁法結(jié)合四極測深探測地下管網(wǎng)分布。
六、地質(zhì)雷達（GPR）
地質(zhì)雷達與探空雷達技術(shù)相似，是利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體，只是頻率相對較低，用于解決地質(zhì)問題，又稱“探地雷達”。將雷達技術(shù)用于探地，早在1910年就已經(jīng)提出，在隨后的60年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質(zhì)中。直到20世紀70年代以后，地質(zhì)雷達才得到迅速推廣應(yīng)用。我國地質(zhì)雷達儀器的研制始于20世紀70年代初期，由多家高校和研究機構(gòu)進行儀器研制和野外試驗工作。但是由于種種原因，研究成果至今未能用于實際。目前，國內(nèi)使用的地質(zhì)雷達儀器都是引進的，能夠提供商用地質(zhì)雷達技術(shù)的有美國、加拿大、瑞典、俄羅斯等國家。
地質(zhì)雷達是由地面的發(fā)射天線將電磁波送入地下，經(jīng)地下目標體反射被地面接收天線所接收，通過分析接收到電磁波的時頻、振幅特性，可以評價地質(zhì)體的展布形態(tài)和性質(zhì)。由于雷達穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關(guān)，使其穿透深度有限，但分辨率很高，可達0.05米以下。早期，地質(zhì)雷達只能探測幾米內(nèi)的目標體，應(yīng)用范圍比較狹窄。此外，地質(zhì)雷達與地震反射法原理相似，一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前，地質(zhì)雷達探測深度最大可達100米，使之成為水文和工程地質(zhì)勘察中最有效的地球物理方法。
地質(zhì)雷達因具有分辨率高，成果解釋可靠的特點，在淺層地質(zhì)勘探中，有著非常廣泛的應(yīng)用。如探測覆蓋層厚度、基巖面起伏，查找潛伏斷層、破碎帶、古溶洞、管道溝、涵洞以及地下掩埋體，進行環(huán)境地質(zhì)、考古調(diào)查等。在水文和工程地質(zhì)中，地質(zhì)雷達應(yīng)用也是非常廣泛，主要有：楊天春（2001）、錢榮毅（2003）、鄧居智（1999）使用地質(zhì)雷達進行公路、高速公路、機場道路等質(zhì)量的無損檢測；趙永貴（2003）、薛建（2000）、史付生（2003）使用地質(zhì)雷達進行隧道地質(zhì)超前預(yù)報、檢測隧道襯砌質(zhì)量；王俊茹（2003）、李永革（2001）、姬繼法（2002）使用地質(zhì)雷達探測建筑物地下邊坡孤石、機場地下古墓等不良地質(zhì)體分布，消除其對鄰近或上部構(gòu)筑物構(gòu)成的潛在威脅；姜衛(wèi)方（2000）、李大心（2000）、朱紅軍（2002）使用地質(zhì)雷達調(diào)查滑坡體及滑坡面、評估崩塌、滑坡及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害；高建東（1999）、曾校豐（2000）、王百榮（2001）、張志清（2000）使用地質(zhì)雷達探測水庫地下防滲墻、探測水庫壩體結(jié)構(gòu)層及結(jié)構(gòu)層材料老化變質(zhì)、檢測灌漿質(zhì)量及混凝土厚度、調(diào)查覆蓋層厚度及襯砌混凝土質(zhì)量；楊向東（2001）使用地質(zhì)雷達探測地下管道；李張明（2000）使用地質(zhì)雷達在三峽工程施工中探明花崗巖不均勻風化分布范圍、圈定較大斷層及風化夾層的延伸范圍和產(chǎn)狀、檢測高速公路質(zhì)量；王孝起（2001）使用地質(zhì)雷達調(diào)查南水北調(diào)中線天津干渠基巖巖性及基巖面高程；張興磊（2001）使用地質(zhì)雷達查明了煤柱破壞情況和采空區(qū)分布范圍，指導注漿施工；張欣海（1999）使用地質(zhì)雷達查明了海上圍堤的斷面特征以及著底情況；陳愛云（2003）使用地質(zhì)雷達在石質(zhì)文物保護工程中查明巖體中含水裂隙和溶洞的分布規(guī)律及對文物的影響。
七、結(jié)論
通過對幾種主要電法勘探方法的發(fā)展、原理及實際應(yīng)用進行綜述，可以看出，電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，歸結(jié)起來有以下幾方面：
1.高密度電法由于其有效率、深探測和精確的地電剖面成像，成為水文和工程地質(zhì)勘察中最有效的方法。考慮到該方法的分辨率不高，在具體的應(yīng)用中可以結(jié)合其他電法勘探、電測井等方法，達到精細地質(zhì)解釋的目的。
2.地質(zhì)雷達主要用于各類工程地質(zhì)勘探，是工程地質(zhì)勘探選擇的電法勘探方法。同時，該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術(shù)，使其迅速發(fā)展，可以在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。
3.在水文地質(zhì)勘探中，激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁法是選擇的電法勘探方法，如果將激發(fā)極化法和高密度電法結(jié)合起來尋找地下水資源，效果將會更好。
4.瞬變電磁法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘探中都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質(zhì)勘探中發(fā)揮作用，還具有較高的分辨能力。如果將該方法與高密度電法結(jié)合使用，有望解決深部精細地質(zhì)勘察問題。（考試大編輯整理）
