金屬礦地震勘探成像方法技術應用研究

■張塞 薛樂

（中國礦業大學 江蘇 徐州221116）

金屬礦地震勘探成像方法技術應用研究

■張塞 薛樂

（中國礦業大學 江蘇 徐州221116）

近地表礦產資源經過多年來的開采，已經日漸枯竭，因此，深部礦產資源勘查的開發已成為必然的趨勢，隨著礦產資源勘查開發的深入，在尋找盲礦和深部隱伏礦的發展方向，傳統的金屬礦勘查技術(如電磁法、激發極化法和重力勘探等地球物理方法)已不能完全滿足深部礦產資源勘查的要求。

金屬礦資源勘查技術

1 前言

近些年來金屬礦地震技術取得了一些重大進展，其方法技術主要有反射波法，折射波法、散射波法、地面地震層析成像及井中地震方法。這些方法在國外雖然已經廣泛應用，但我國應用于金屬礦方面總體來說，尚處于應用初期或者試驗階段。由于地表露頭礦產資源的枯竭，需要開展深部找礦，而地震方法相對于傳統的非地震方法具有超深的探測能力，因此，這種方法具有廣闊的發展前景和應用空間。

2 金屬礦勘探中的方法技術

2.1 反射波成像

反射波地震勘探方法已經發展的比較成熟，而數據處理也有一套相對成熟的技術。而在金屬礦地震勘探區域中，大多地表起伏相對高差較大，表層既有軟土，也有礫石，還有的基巖裸露，區域地質構造復雜多變，巖層產狀變化劇烈，橫向連續性差，中-淺層較連續穩定且平緩變化的地層界面基本不發育，而且礦體形狀又不規則，與圍巖介質極不均勻，因此所獲得的金屬礦地震資料波場復雜，品質較低。因此在處理金屬礦數據時，要根據實際資料對常規資料的處理流程進行了篩選、修改和補充。

2.2 地震速度層析成像

地震波旅行時層析成像是利用地震記錄中的走時信息重建巖體中波速分布情況的一種方法。分析可知，地震波速度與巖土性質之間有較穩定的相關性，而且地震波旅行時與振幅和波形信息相比，具有信噪比和分辨率高，走時規律性強等優點，因此利用地震走時進行波速層析成像具有簡單、直觀等特點。由于地震波走時層析成像方法的優點，近年來得到了較快的發展，是研究巖土介質結構的一種較為成熟，應用廣泛的層析成像方法。

圖2-1 初至波旅行時層析反演基本流程

2.3 密度與電阻率參數提取

不同類別和性質的巖心和巖塊的電阻率、密度以及速度存在大小不等的差異，為利用反演速度場提取電阻率和密度場信息，選擇示范區內上千塊樣品經篩選后進行物性參數綜合分析，以確定速度與電阻率以及速度與密度之間的關系。

3 金屬礦地震勘探存在的問題及未來發展方向

3.1 存在的問題

與油氣等能源勘探相比，金屬礦勘探所涉及的地震地質條件和要解決的地質問題更加復雜。很多具有經濟價值的礦體尺度與地震波波長相當，此時地震波的傳播不再滿足斯奈爾定律，而是遵循惠更斯一菲涅爾原理，即產生散射，而非反射信號。所以在金屬礦勘探中，不同尺度的非均勻地質體共生，往往形成極其復雜、多種波相互干涉的地震波場，從而在地震方法理論、地震資料采集、處理和解釋等方面對基于層狀介質假設、用于油氣勘探、已趨于成熟的反射波地震勘探技術提出挑戰。無論在理論還是方法技術上，反射波地震勘探技術都不能直接套用于金屬礦勘探，需要使用更廣義的散射波理論來解決問題。目前，國內主要是利用常規反射波方法進行資料處理，在反射剖面上利用散射波概念進行地質解釋，缺少從散射觀點出發進行地震資料采集、處理和解釋的理論與配套技術。

3.2 未來技術發展方向

近些年，地震波散射即地球三維非均勻性引起的地震波場變化的研究取得了很大進展。雖然地震波散射在某些領域的應用研究已卓有成效，但總體上,它還是一個較新的研究領域，在礦產勘探等許多方面的應用才剛剛開始。金屬礦勘探中所涉及的特殊地震地質條件使得金屬礦地震勘探問題落人地震波散射領域，若要從根本上解決問題，

要求采用基于地震波散射理論的地震方法技術，即散射波地震技術，這也是金屬礦地震勘探技術在理論和應用領域的發展方向。

4 總結

目前，金屬礦地震勘探技術研究仍處于研究試驗階段，金屬礦勘探所面臨的復雜地質問題對地震技術甚至理論提出了挑戰，但同時也為我們提供了廣闊的研究空間。隨著研究程度的不斷深人，地震方法有望成為金屬礦勘探開發中的有效方法，并發揮更重要的作用。

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P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-260-1

張塞（1995～），男，研究方向為地質工程。薛樂（1996～），男，研究方向為安全工程。