瞬变电磁法(transient electromagnetic method，简称TEM)是目前地球物理勘探领域里一种应用前景非常广阔的探测方法，目前，瞬变电磁法的异常解释主要依靠剖面的响应电位等时曲线判断异常形态及异常的平面位置，再通过近似计算或者反演的方法确定异常体的物理性质及空间位置。从目前国内外研究现状看，瞬变电磁信号数据处理中还没有运用过分形理论来进行解释处理。实际上，分形理论并不仅仅是分维数计算，而是包含丰富的信息内容。运用分形理论来解释瞬变电磁信号是本论文的目标。 本文从重叠回线装置下局部导体瞬变电磁响应的基本公式出发，在前人的研究基础上编制了瞬变电磁信号的关联维数、计盒维数和功率谱维数的计算程序。利用关联维数、盒维数、功率谱分析计算和分析了不同角度的导电薄板和导电球体瞬变电磁信号的分形异常特征。研究中发现，在无干扰的情况下，瞬变电磁信号具有这三种维数的异常特征，其异常特征与响应电位的异常特征基本一致。通过加入一定干扰信号的理论模型的分形维计算，得出关联维数分析比功率谱维数的抗干扰能力强，而盒维数的抗干扰能力比较差。另外，通过对物理试验模型响应电位的分维处理，证实了局部导体响应电位的分形异常特征，进一步肯定了关联维的抗干扰能力比功率谱分析强，得出了关联维可用于瞬变电磁实测信号的处理解释。 由于尺度的选择对于计算关联维数非常重要，文中对尺度的选择进行了讨论并且认为，要得到好的瞬变电磁异常响应电位分形曲线，尺度ε值选择应根据瞬变电磁异常响应电位的分形体特点进行细致的分析，得出合理的取值范围。 本文最后通过对两种背景下(即较低阻和高阻围岩的背景)已知矿的瞬变电磁响应信号进行关联维分析，得到分形异常曲线，解释结果与采用分道圆滑后响应的电位曲线解释一致。在对实例的计算中，本文根据瞬变电磁信号的特点，采用窗口技术，从而得到不同时间段的分形特征。 通过本文的研究可以得出，对瞬变电磁信号进行分形处理和解释，可以为减少资料解释的多解性提供有意义的帮助。