瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)也叫做时间域电磁法(Time Domain Electromagnetic Method,简称TDEM),是一种建立在电磁感应原理基础上的人工源电磁探测方法。常用的工作装置有中心回线、重叠回线、大定源回线、同点偶极以及偶极-偶极等。其中大定源回线装置以其高效的工作方式,备受野外工作者喜爱。本文从基本的麦克斯韦方程组出发,推导了均匀半空间及层状介质条件下矩形线圈框内、外不同位置的大定源回线瞬变电磁频率域响应的正演计算公式。对于正演公式中的双重贝塞尔积分,本文采用了外插求积法(Quadrature With Extrapolation)求解,并与传统的数值滤波法计算结果进行了对比。通过正演模拟,分析了不同模型参数及观测参数对于瞬变响应的影响。计算结果表明,由于计算过程中忽略了位移电流的影响,高频部分会出现振荡；瞬变电磁法对于高阻层的反应不够灵敏。以回线中心处响应为例,分析了磁场强度和磁场变化率响应的归一化曲线的特征,利用磁场变化率响应推导了全区视电阻率的计算公式。本文针对大定源回线瞬变电磁数据反演算法进行了研究。烟圈反演是一种近似反演方法,计算简单,不需要设定初始模型,不过反演结果不提供层厚等相关信息,只能用于定性分析。因此,本文采用阻尼最小二乘法对几种典型的地电模型进行了反演,通过引入迭代控制上界、下界以及阻尼因子调节的衡量因子,实现了阻尼因子的自动调节,提升了迭代的速度和稳定性。图35幅,表6个,参考文献40篇。