天然气水合物是一种固态的，水和甲烷气体的混合物，在世界各地的洋底沉积层中广泛存在，估计世界范围内的天然气水合物总量超过1016千克，而每一立方体的水合物可以释放出164体积的甲烷气体，故天然气水合物被认为是一种重要的能源。含有水合物的海底区域可以通过地震底部反射界面(BRS面)来确定水合物的区域，而地震无法确定水合物的上界面。又因为水合物是一种绝缘固体，电阻率很大，因此可以考虑使用海洋瞬变电磁法对其进行勘探研究，并联合地震等资料对其进行评价。 海洋瞬变电磁法作为可控源电磁法的一种，它在洋底的地质普查、石油和天然气的勘探中获得广泛的应用。它以阶跃波或其它形式的脉冲电流作为场源向海底发射一次场，在一次场的间歇期测量由海水和海底介质产生的感应电磁场变化。在瞬变早期反映的是洋底的地质信息，晚期主要反映海水的信息，从这些信息中推测海底下的不均匀体的位置、导电性及规模。根据其发－收形式分类，可分为水平共面磁偶－偶极系统(HZHZ)；同轴磁偶－极偶极系统(HRHR)；水平电偶极－偶极系统(ERER)；和垂直磁偶极子发射，水平磁偶极子接收系统(HZHR)；水平电偶极子发射，垂直磁偶极子接收(EPHIHZ)五种装置。本文详细介绍了ERER和HRHR装置在均匀双半空间条件下的瞬变阶跃响应和ERER装置的瞬变脉冲响应，经比较脉冲响应对地层反应出的差异较小，而HRHR装置的峰值范围较ERER的峰值范围宽，初始波峰出现的时间的差异也没有ERER的大，因此我们选择ERER装置的瞬变阶跃响应。 在采用ERER装置的海洋瞬变电磁的一维层状地层的时间域正演模拟计算中，分别采用了先汉克尔变换(Hankel)后逆拉普拉斯变换法(G-S)和先逆拉普拉斯变换(G-S)后汉克尔变换法(Hankel)两种方法，并检验了这两种方法的一致性。应用该程序计算的数值解与均匀半空间的解析解进行对比，证明了程序及算法的正确性。在程序所涉及的汉克尔变换中，本文比较了Anderson、Chave、Guptasarma三种算法，用简单的解析解对这三种方法进行对比，计算出各自的绝对误差和相对误差，从比较的结果来看，Chave算法因其精度高而被采用。 实际地海洋地质环境中，海洋地层的孔隙度随着深度的增加而逐渐降低，BSR面以上水合物层的水合物含量随着深度的增加按正弦规律递增，依此规律，根据阿尔奇公式计算出水合物层的地电模型。根据已知的地电模型计算天然气水合物的瞬变阶跃响应，为了能更直观地反映水合物电性差异的信息，对瞬变响应结果用时间进行一阶求导。从求导结果来看，水合物瞬变响应梯度的最小值最能反映出与水合物含量的关系。最后考虑了收发距、海水层的电导率、海水层的厚度、盖层的电导率和厚度等因素对瞬变响应梯度的最小值的影响，对天然气水合物做出了综合的资源评价及解释工作。