金属矿地震勘探成像方法技术应用研究

■张塞 薛乐

（中国矿业大学 江苏 徐州221116）

金属矿地震勘探成像方法技术应用研究

■张塞 薛乐

（中国矿业大学 江苏 徐州221116）

近地表矿产资源经过多年来的开采，已经日渐枯竭，因此，深部矿产资源勘查的开发已成为必然的趋势，随着矿产资源勘查开发的深入，在寻找盲矿和深部隐伏矿的发展方向，传统的金属矿勘查技术(如电磁法、激发极化法和重力勘探等地球物理方法)已不能完全满足深部矿产资源勘查的要求。

金属矿资源勘查技术

1 前言

近些年来金属矿地震技术取得了一些重大进展，其方法技术主要有反射波法，折射波法、散射波法、地面地震层析成像及井中地震方法。这些方法在国外虽然已经广泛应用，但我国应用于金属矿方面总体来说，尚处于应用初期或者试验阶段。由于地表露头矿产资源的枯竭，需要开展深部找矿，而地震方法相对于传统的非地震方法具有超深的探测能力，因此，这种方法具有广阔的发展前景和应用空间。

2 金属矿勘探中的方法技术

2.1 反射波成像

反射波地震勘探方法已经发展的比较成熟，而数据处理也有一套相对成熟的技术。而在金属矿地震勘探区域中，大多地表起伏相对高差较大，表层既有软土，也有砾石，还有的基岩裸露，区域地质构造复杂多变，岩层产状变化剧烈，横向连续性差，中-浅层较连续稳定且平缓变化的地层界面基本不发育，而且矿体形状又不规则，与围岩介质极不均匀，因此所获得的金属矿地震资料波场复杂，品质较低。因此在处理金属矿数据时，要根据实际资料对常规资料的处理流程进行了筛选、修改和补充。

2.2 地震速度层析成像

地震波旅行时层析成像是利用地震记录中的走时信息重建岩体中波速分布情况的一种方法。分析可知，地震波速度与岩土性质之间有较稳定的相关性，而且地震波旅行时与振幅和波形信息相比，具有信噪比和分辨率高，走时规律性强等优点，因此利用地震走时进行波速层析成像具有简单、直观等特点。由于地震波走时层析成像方法的优点，近年来得到了较快的发展，是研究岩土介质结构的一种较为成熟，应用广泛的层析成像方法。

图2-1 初至波旅行时层析反演基本流程

2.3 密度与电阻率参数提取

不同类别和性质的岩心和岩块的电阻率、密度以及速度存在大小不等的差异，为利用反演速度场提取电阻率和密度场信息，选择示范区内上千块样品经筛选后进行物性参数综合分析，以确定速度与电阻率以及速度与密度之间的关系。

3 金属矿地震勘探存在的问题及未来发展方向

3.1 存在的问题

与油气等能源勘探相比，金属矿勘探所涉及的地震地质条件和要解决的地质问题更加复杂。很多具有经济价值的矿体尺度与地震波波长相当，此时地震波的传播不再满足斯奈尔定律，而是遵循惠更斯一菲涅尔原理，即产生散射，而非反射信号。所以在金属矿勘探中，不同尺度的非均匀地质体共生，往往形成极其复杂、多种波相互干涉的地震波场，从而在地震方法理论、地震资料采集、处理和解释等方面对基于层状介质假设、用于油气勘探、已趋于成熟的反射波地震勘探技术提出挑战。无论在理论还是方法技术上，反射波地震勘探技术都不能直接套用于金属矿勘探，需要使用更广义的散射波理论来解决问题。目前，国内主要是利用常规反射波方法进行资料处理，在反射剖面上利用散射波概念进行地质解释，缺少从散射观点出发进行地震资料采集、处理和解释的理论与配套技术。

3.2 未来技术发展方向

近些年，地震波散射即地球三维非均匀性引起的地震波场变化的研究取得了很大进展。虽然地震波散射在某些领域的应用研究已卓有成效，但总体上,它还是一个较新的研究领域，在矿产勘探等许多方面的应用才刚刚开始。金属矿勘探中所涉及的特殊地震地质条件使得金属矿地震勘探问题落人地震波散射领域，若要从根本上解决问题，

要求采用基于地震波散射理论的地震方法技术，即散射波地震技术，这也是金属矿地震勘探技术在理论和应用领域的发展方向。

4 总结

目前，金属矿地震勘探技术研究仍处于研究试验阶段，金属矿勘探所面临的复杂地质问题对地震技术甚至理论提出了挑战，但同时也为我们提供了广阔的研究空间。随着研究程度的不断深人，地震方法有望成为金属矿勘探开发中的有效方法，并发挥更重要的作用。

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P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-260-1

张塞（1995～），男，研究方向为地质工程。薛乐（1996～），男，研究方向为安全工程。