1.甚低频VLF法工作原理


甚低频电磁法VLF依赖于在全世界分布的11个甚低频电磁波发射台发射的甚低频电磁波信号。这些甚低频电磁信号投射到地下埋藏的导体物质上，并产生电磁感应。用VLF电磁法仪观测这种感应信号并将其记录下来，以寻找地下目标导体。

这些地下导体主要是指垂直或陡倾角的矿体、矿化带，断层、岩墙、破碎带或节理带等等。

在矿产勘探中，VLF法是低成本、快速的勘探方法，主要用于探测浅埋藏的，陡倾角的矿体和矿化带等。在地下水勘探中主要用来探测与地下水有关的垂直断裂和破碎带等。

为了获得更强的感应信号，勘探线应垂直于地下导体走向，通常用于大面积的普查阶段。

VLF方法是被动场源电磁法，也可应用于自备的甚低频发射机。这种情况下发射机与接收机的距离一般为15-30km，以保证发射的电磁波变为平面波，此时VLF法可用两种观测模式：倾角模式和电阻率模式。

场源（初始场）在地下导体中产生二次磁场，它与初始场是异相位的，可沿任意方向定位。初始场和二次场的总场（合矢量）轨迹随时间呈椭圆形变化，在倾角模式中是测量和矢量的倾角（图1）
                                            

图1   VLF磁场的倾角和椭圆

倾角值近似等于磁场椭圆垂直分量的同相位部分。

在倾角测量模式中，与目标体耦合的磁场部分是重要的参数。因此VLF发射源应该沿目标体的走向方向布置。VLF法的探测深度与所应用的电磁波频率和围岩的电阻率值有关。如果围岩电阻率值为400欧姆.米，VLF法的探测深度大于65m.

VLF法的电阻率模式是测量两个电极之间的电阻率值。电阻率模式类似于超高频大地电磁法，它可以测量出与电场和磁场有关的视电阻率值和和相位值。在电阻率模式中，与目标体耦合的电场部分是重要的参数，因此发射源应该垂直于目标体的走向布置。

导电目标体感应的倾角异常看起来很像受畸变的正弦波。导电目标体的顶部位于同相位和导相位异常的拐点处（图2）。在VLF的电阻率模式中，低阻带便是导电目标体。

 
图2    薄的，近垂直导电体的VLF响应

2.甚低频VLF 电磁法仪

1）加拿大GEM公司生产的与磁力仪一体化的电磁法仪：

GSM-19TV，标准质子磁力仪GSM-19T或GSM-19W高磁力仪+VLF功耗模块，其中VLF的无定向3—线圈传感器，用于接收三个甚低频发射台的VLF信号，频率范围15KHz-30KHz，测量同相位和异相位垂直分量所占总场值的百分比（%），部件包括：

 ●  置于磁力仪操作台内的VLF电子器件l
 ● l VLF传感器
 ●  操作手册l

此VLF主要用于倾角模式.

2）加拿大Geonics公司生产的甚低频VLF电磁法（独立型），包括：

 ●  EM16  VLF接收机（用于倾角模式）l
 ●  EM16R l VLF电阻率仪与EM16配合（用于电阻率模型）
 ●  EM16/16R  EM16和EM16R的一体化l
 ●  TX27 l VLF便携式发射机
 ●  EX700  TX27的电源（350w发电机，可国内购买）l