为更可靠地评价胜利煤矿F13断层的富水性,针对矿区地下冻土层的地质与地球物理特点,提出浅层瞬变电磁探测方案。通过对测试工区的网格化测线布置,并利用全程视电阻率解析算法,实现了地下岩层视电阻率立体成像。结果表明,该方法较好地反映了F13断层的富水性分布特征,能为煤矿安全生产及防治水工作提供可靠的资料,值得在该区推广应用。

瞬变电磁法（TEM）在青藏高原、东北等地区的多年冻土调查中取得了较好的应用效果,但局限于松散沉积层较厚情形,在基岩埋深较浅条件下探测多年冻土基本处于空白。兰州马衔山多年冻土具有分布范围小、温度高、基岩埋深浅的特点,是应用TEM探测浅基岩埋藏条件下多年冻土分布的理想地区。以马衔山多年冻土为主要研究对象,以季节冻土为对照研究了瞬变电磁响应特征,结合区域构造特征、地层露头、钻孔岩心、地温监测数据等信息,论证并探讨了TEM应用于浅基岩埋深时对多年冻土的探测效果。结果表明:马衔山多年冻土分布受构造断裂形成的低阻带控制,下部为负温岩层,实际分布面积为0.11 km2; TEM应用于浅基岩埋深的多年冻土勘探时更多的对地下岩层做出响应,可结合地质、地貌、水文、植被等信息,利用多年冻土的特点和电阻率的变化情况来判断多年冻土的分布范围;当基岩埋深特别浅时可以与探地雷达、钻孔等其他手段联合反演,从而准确地识别多年冻土与下伏基岩。

天然气水合物是一种绝缘固体,与围岩电阻率差异大,具有电磁法勘探的物性基础。在青海木里天然气水合物赋存区,开展了瞬变电磁法的勘探试验研究,发现电阻率断面图上部为连续较厚高阻层,下部低阻背景之间存在不连续高阻层。根据木里天然气水合物钻井的测井资料,上部连续高阻层可以确定为冻土层,而下部不连续高阻层位于非冻土层之间,深度上与科学钻井的天然气水合物赋存层位基本对应,处于天然气水合物稳定带,因此认为瞬变电磁法探测的下部非冻土层内不连续高阻层指示了木里天然气水合物的赋存层。研究结果表明:瞬变电磁法具有探测常年冻土带深部高阻的能力,可用于天然气水合物的勘探。

多年冻土厚度对于多年冻土的区域分布和环境效应具有重要控制和指示意义.应用瞬变电磁法(TEM)对青藏高原西昆仑地区的多年冻土下限进行了探测,并结合钻孔资料分析了该研究区域多年冻土厚度的分布特征.结果表明:研究区域多年冻土厚度随地形、地质条件的差异表现出显著的空间差异性.沿着219国道从509道班到奇台达坂的高山峡谷区,随着海拔的升高,多年冻土从无到有,而且,TEM探测到的多年冻土厚度从不到10 m到接近100 m,平均厚度约为55 m;自界山达坂向东到拉竹龙的低山丘陵区,除部分区域发育融区外,多年冻土厚度一般在50 m左右,TEM探测显示多年冻土平均厚度约为58 m;进入甜水海盆地,多年冻土厚度普遍超过60 m,TEM探测到靠近湖泊的盆地中心地带多年冻土平均厚度可达110 m.多年冻土厚度随地温的降低呈显著的线性增加趋势,10 m深度地温平均每降低1℃,多年冻土厚度增加29 m.多年冻土的厚度随海拔的升高显著增加,同时局地因素对多年冻土的发育有显著影响,其内在机制需要进一步研究.

在青藏高原东部温泉地区对多年冻土厚度探测进行了试验研究,总结出一套可行的用于探测0～100 m范围内多年冻土分布及厚度的探测方法:选用探地雷达及瞬变电磁测深法分别对冻土上限及冻土下限进行探测,探地雷达分辨率高,能够有效解决地下0～5 m范围内多年冻土是否存在及上限埋深情况,而瞬变电磁测深法能有效解决地下5～100 m范围内的多年冻土下限埋深情况。

多年冻土的上下限是在多年冻土区从事冻土研究、工程设计施工、气候水文生态模式等方面非常重要的参数,它可以通过破坏环境的有损方法(坑探和钻孔)或无损的物探方法来获取.结合少量的坑探和钻孔资料,应用瞬变电磁法(TEM)对青海省兴海县温泉地区多年冻土进行探测.基本查清了本地区多年冻土分布特征、上下限深度和多年冻土层的厚度,获取了冻土与环境因子的本底数据资料.此次探测结果表明,在多年冻土区应用TEM无论在理论上还是实践上都是可行的,具有适应范围广、施工方便、工作效率高的特点,证明了该方法和技术在多年冻土区有着广泛的应用和发展前景.

利用瞬变电磁法(TEM)研究永久冻土层的分布规律,为中国东北天然气水合物远景调查的进一步研究提供依据。采用拟地震成像法反演瞬变电磁法野外数据,有效地划分出反射界面和电性层位,成功地推断出漠河地区永久冻土层的分布。反演结果表明,漠河SN(2)测线永久冻土发育良好,厚度较大,且具有一定的连续性,与直流电测深法揭示的结果相一致。