Быстропеременные региональные поля или (в других источниках литературы) переменные низкочастотные поля.

Естественное нестационарное электромагнитное поле Земли называют магнитотеллурическим полем

В состав магнитотеллурического поля входят теллурическое (электрическое) поле с составляющими Е_х; Е_у; Е_z (по земной поверхности _я= 0) и переменное магнитное поле с составляющими_x ; Н_y,; H_z . Магнитотеллурическое поле имеет региональный характер и связано с явлениями в космосе и внутри Земли.

Измерения магнитотеллурического поля во времени называют вариациями. Вариации охватывают широкий спектр частот: от вековых вариаций до вариаций с периодом порядка долей секунды.

При геофизических работах изучают секундные и минутные вариации. Эти вариации относятся к классу короткопериодных колебаний или сокращенно КПК. Источником КПК являются колебания заряженных частиц, возбуждаемые в ионосфере солнечными корпускулами. Интенсивность КПК зависит от солнечной активности и состояния ионосферы.

Среди факторов, влияющих на КПК, важную роль играют электрические свойства верхних слоев Земли. Средняя амплитуда теллурических КПК в зависимости от геоэлектрического разреза района наблюдений варьирует от десятых долей милливольта на 1 км до нескольких милливольт на 1 км.

Высокочастотные поля

В начале прошедшего в геологических исследованиях были предложены методы по использованию радиоволн. Этими методами (индукции, радиокип - метод радиокомпарирования и пеленгации, радиоволнового просвечивания) исследуют электромагнитные поля, создаваемые либо собственными радиопередатчиками ( методы индукции и радиоволнового просвечивания), либо действующими удаленными радиостанциями, например, вещательными (метод радиокип).

Наиболее низкие частоты (18,75 - 75,0 кгц) используются в методе индукции и радиволнового просвечивания. При работах методом радиокип изучаются поля радиостанций длинноволнового диапазона (частоты 150 - 600 кгц).

Электромагнитные свойства горных пород

К электромагнитным свойствам горных пород относятся удельное электрическое сопротивление, электропроводимость  = ,электрохимическая активность , поляризуемость , диэлекрическая  и магнитная  проницаемости.

Величина удельного электрического сопротивления  характеризует способность горных пород в различной степени проводить электрический ток. Удельное электрическое сопротивление - сопротивление электрическому току куба горной породы со стороной, равной 1 м. Единица удельного сопротивления - ом-метр (Ом  м ).

Величина, обратная удельному сопротивлению, характеризует удельную электрическую проводимость. Она измеряется в сименсах на метр ( ).

Электромагнитные параметры горных пород, кроме , играют роль лишь в определенных методах электроразведки.

Так, электрохимической активностью () объясняется свойство пород создавать естественные постоянные электрические поля. Эти поля могут возникнуть в силу окислительно-восстановительных реакций, фильтрационных и диффузионно-адсорбционных явлений, связанных с наличием и движением в породах растворов разных концентраций и химического состава. За химическую активность  принимают коэффициент пропорциональности между измеренной напряженностью естественного электрического поля и основными факторами, которыми оно было обусловлено: отношением концентраций подземных вод, давлением и др. Коэффициент  измеряется в милливольтах и меняется от - (10-15) мВ у чистых песков до + (20-40) мВ у глин и до сотен милливольт у руд с электропроводящими минералами, близок к нулю у скальных пород. В целом  зависит от многих природных факторов (минерального состава, глинистости, пористости, проницаемости, влажности, минерализации подземных вод и др.).

Способность пород поляризоваться, т.е. накапливать заряд при пропускании тока, а затем разряжаться после отключения этого тока оценивается коэффициентом объемной поляризации  . Величина  вычисляется в процентах, как отношение напряжения , которое остается в измерительной линии по истечении определенного времени (обычно 0,5-1 с) после размыкания токовой цепи, к напряжению в той же линии при пропускании тока, т.е.

Поляризация - это сложный электрохимический процесс, протекающий при пропускании через породу постоянного или низкочастотного переменного (до 10 Гц тока. Наибольшей поляризуемостью ( = 6-40 %) отличаются руды с электронной проводимостью (сульфиды, сульфасоли). Некоторые самородные металлы и отдельные оксиды). Возникновение вызванных потенциалов в этой группе пород объясняется так называемой электродной поляризацией руд в присутствии подземных вод.

Коэффициенты поляризуемости до 2-6% наблюдаются над обводненными рыхлыми осадочными породами, в которых имеются глинистые частицы. В этих породах при пропускании тока происходит перераспределение и диффузия зарядов, абсорбированных на глинистых частицах. Возвращение среды в состояние равновесия после отключения тока сопровождается эффектом вызванной поляризации. Большинство изверженных и метаморфических пород слабо поляризуется:  =1-2%(редко 3%). Слабо поляризуются осадочные породы, насыщенные минерализованной водой.

Диэлектрическая проницаемость характеризует способность горных пород изменять напряженность первичного поля вследствие поляризации или упорядоченной ориентации связанных электрических зарядов в насыщающем поры электролите. В поверхностной воде, окружающей твердые частицы, и в твердых частицах скелета породы.

Различают абсолютную и относительную диэлектрические проницаемости, связанные формулой

(_абс. и ₀ – диэлектрические проницаемости пород и воздуха);

₀(воздуха) 8,85 10^-12 Ф/м

Относительная проницаемость показывает, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если вместо воздуха в него поместить данную породу. Величину  измеряют в фарадах на метр (Ф/м).

Магнитная проницаемость характеризует способность среды концентрировать силовые линии магнитного поля. Величину измеряют в генри на метр (Г/м).

Различают абсолютную  и относительную (_отн.) проницаемости, связанные формулой

, где ₀ – магнитная постоянная, равная 4  10^-7