天然电场选频法（简称选频法）是以大地电磁场为工作场源,以地下岩矿石之间导电性差异为基础,通过在地面测量“天然”交变电磁场产生的几个不同频率的电场水平分量的变化规律,来研究地下地电断面的电性变化,达到解决地质问题的一种交流电勘探方法。该方法能在低阻体上方测得非常可靠的低电位异常,并且其方法操作简便、成本低、探测速度快,适用范围广,逐渐被大家所认可,特别在寻找地下水资源和矿山水害调查上具有良好的应用效果。本文主要对天然电场选频法一次场的来源和影响因素展开试验研究,然后在考虑交变电场分量与交变磁场分量相互关系条件下对选频法异常成因进行理论探讨,以及通过试验和实践应用分析来验证选频法在硬化路面进行观测的可行性。首先在不同环境下进行天然电场选频法的日变规律试验,并用小波分析去噪的方法对日变数据进行分析处理,对比研究工业园区、城镇区域以及远离城市的山区的大地电磁场的日常变化规律。根据所测数据可以得出,工业园区和城镇的大地电磁场日变规律与居民作息时间息息相关,山区主要受雷电活动影响;实际工作中可以通过数字滤波方法压制日常环境噪声所带来的干扰;山区和城镇地区的大地电磁场在白天上午8:00至下午17:30较为平稳,可以在此时间段进行作业,而在工业园区进行作业时,白天机械运转等严重干扰观测结果,可以考虑在夜晚进行施工。根据前人在三维电磁场激励下球体的选频法异常公式推导基础上,针对以往的不足之处,考虑实际工作中交变电场分量与交变磁场分量的耦合关系,对在交变电磁场中的异常球体进行正演模拟,分析不同参数对选频法异常的影响程度。结果表明,交变磁场所产生的电场分量值较小,对异常体在地面电场分量的影响较小,与之前不考虑电场分量和磁场分量关系的正演结果相似。在硬化水泥路面进行选频法剖面观测与常规土壤中观测采集进行对比试验,结果表明在硬化水泥路面的剖面曲线与土壤中的基本一致,并通过实践应用实例验证了在硬化水泥路面观测采集的可行性。通过天然电场选频法的场源构成和异常成因进行理论研究分析,以及选频法实践应用的探索,对天然电场选频法的理论和应用有很大的实际意义,能进一步指导野外工作,为异常反应的解释提供理论基础,提升准确率。