假设天然电磁场以平面波形式垂直入射地表面，在地表观测相互垂直的电场和磁场分量，计算波阻抗和Cagniard电阻率。电磁场频率不同，趋肤（穿透）深度也不同，从而可以研究地下不同深度的电性结构。

一般大地电磁法(MT)的频率范围在IOOHz以下，勘探深度在数百米至数百公里，适合研究上地壳、岩石圈，甚至下地幔的电性结构。音频大地电磁法(AMT)的频率范围约为0.l～lOkHz，甚至lookHz，勘探深度为几米至几公里，在矿产勘查和工程勘探中应用广泛。

应用范围

1)探测第四纪覆盖层厚度。

2)探测地层分层。

3)探测隐伏喀斯特及构造（断层、裂隙带、破碎带）。

4)探测塌滑体厚度。

5)探测地下水，确定含水层厚度。

应用条件

1)被探测目的体或目的层与围岩之间存在明显的电性差异，电性界面与地质界面对应。

2)被探测目的层或目的体位于探测盲区以下。

3)各地层及目的体电性稳定。

4)测区内没有较强的工业游散电流、大地电流或电磁干扰。

5)被追踪地层应具有一定的厚度，被追踪地质体具有一定规模。

6)由于天然电磁场信号强度微弱，极化不稳定，受各种噪声影响强烈，通常需要多周期的叠加才能获得有效的功率谱，因此野外记录时间应足够长。

优点和局限性

(1)主要优点。

1)使用电磁波频率丰富，探测深度范围较大，可从几十米至上千米。

2)不受高阻屏蔽，对低阻分辨率高，对勘测场地范围要求低。

3)受地形影响小。

(2)主要局限性。

1)抗电磁干扰能力差。

2)虽然探测深度较深，但深部信息是低频信号的反映，因此在加大探测深度的同时，也降低了异常分辨率，在使用该方法进行深部探测时，应充分考虑到深度与分辨率的关系。

3)对于硬质岩出露地区，裸露岩石致密坚硬，会大大限制电偶极子场源送入地下的电流强度，并导致测量电极接地电阻过高，干扰信号过强、有效信号太弱等不利影响，因此在硬质基岩裸露地区不宜使用此类方法。

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