金屬礦勘探中的地震勘探成像方法技術的應用分析

白旭暉　呂穎霞

摘 要： 社會經濟發展帶來的巨大資源消耗造成淺層賣場的礦產資源已經越來越少。尋找盲礦和深部隱伏礦產成了探礦的主要方向。這給礦產勘探技術提出了更高的新的要求，以往金屬探礦采用的重力勘探、激發極化法、電磁法等傳統地球物理勘探法難以滿足技術要求越來越高的金屬款產勘探需求，這在與礦產深部構造相關的問題上更是明顯。因此，分辨率高、探測深度大的地震勘探技術成為了新的替代技術。受到了人們的廣泛重視。

關鍵詞： 地震勘探； 金屬礦勘探； 地震成像方法技術

資源消耗量的不斷增加造成了在礦產資源開發中尋找盲礦和深部隱伏礦產成了探礦的主要方向。這給礦產勘探技術提出了新的更高的要求。為了適應新的找礦方向，從石油地震勘探技術上發展來的金屬礦地震探測技術，在其發展過程中雖然在理論和實踐兩個方面都取得了一定成果。但是，金屬礦地震探測技術在復雜的勘探環境下要想實現完全成熟和實用化仍然面臨許多亟待解決的問題。為了有效解決這些問題，就必須要開發新的數據處理和數據解釋技術。近些年來，金屬礦地震技術有了一些重大的發展，形成了反射波法以及地震層析成像法等方法技術。在國外金屬探礦中，這些方法已經被廣泛使用，但在我國，這些方法的實際運用還不多，在目前我國金屬礦產資源勘探向深部礦產勘測方向轉變的趨勢下，這些方法的應用具有較為廣闊的發展空間。

1. 兩種成像方法技術

1.1 反射波成像方法及其處理技術

目前，在處理技術成熟度方面，反射波地震勘探及其數據處理方法相對而言已經形成了一套成熟的技術。多數地震勘探區的地表起伏都較大，地表層軟土、巖石以及基巖裸露，地質結構復雜多變，巖層的產狀變化很大，造成橫向連續性較差。而在中淺層，由于礦體形狀不規則、圍巖介質不均勻以及穩定和變化平緩的地層界面少有發育等的原因，采用地震探測時，所得地震波場復雜、品質較低。因此，需要對波場資料進行必要的修改、補充以及篩選。這種處理流程通常如下表所示：

1.2 速度層析成像及其反演

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。實驗結果顯示，地震波速和巖土性質二者之間的相關性具有較高的穩定性，與此同時，在旅行時的地震波比之于振幅和波形信息具有走時規律性強、信噪比以及分辨率高等特點，利用地震波走時的這些特點進行波速層析成像相對其它成像技術更為簡單和直觀。正是因為該方法具有其他方法不能比擬的獨特優勢，所以近些年來得到了較快的發展，是采用層析成像技術研究巖土介質結構時一種比較成熟的技術。其基本流程如下圖2所示：

2. 實際應用分析—某礦區實際勘探數據的分析

2.1 反射波成像處理

首先是靜校正。靜校正主要采取折射和剩余靜校正兩種方法。以某礦區的實際地質狀況為例，以200m標高為基準面，5000m/s為回填速度，采用折射校正進行處理前后，結果如圖四所示：

根據測量數據分析，地表起伏和低降速帶變化引起的初至波起伏變化已經被消除，反射波的形態恢復到正常狀態，有較好的連續性。

其次，剩余靜校正與疊加成像處理。為確保在處理過程中反射波的振幅相對關系的保持，在處理技術的選擇上，通常采用的是振幅補償、保持振幅疊加、以及激發與接收條件的歸一化處理等技術。下圖五是在實踐中某金屬礦區采取保幅疊加處理技術獲得的剖面結果。

2.2 解釋與分析

首先，淺層構造和巖體。根據礦區勘測的實際數速度層析和參數反演數據據分析，當整體變化速度在2000～5500m/s范圍，密度變化在2.534～2.578g每立方厘米范圍，電阻率在1.4～3.2Ω·km范圍內時，反演剖面的深度可以達到600m以上。在礦區勘探的1030～1090樁號段，速度表現為整體中低速，電阻率和密度呈現出中低值得異常特征變化，對比地面地質調查資料，這一數據被解釋為高山角巖體異常。

其次，深層構造和巖體。根據礦區勘測的數據得到的反射波反演速度以及參數剖面可知，在剖面范圍內，地層速度變化在44000～8000m/s范圍，密度變化在2.54～2.74g/cm3范圍，電阻變化在2.8～4.8Ω·km范圍時，反演剖面的深度可以達到19000m。而在950～1140樁號段，在縱向深度低于15000m時，地層整體速度表現為中低速，電阻率和密度表現為中低值的整體異常特征變化。對比淺層地質和反演結果，這一數據表現被解釋為高山角巖體異常。

3. 結語

在很長時期內，從實際效果來看，金屬礦區開展的地震勘探工作始終沒有理想的效果。這種效果不理想的原因主要源于兩個方面：一是地震地質條件的原因。具體表現為勘測所得地震波場受到金屬礦體不規則性和礦體與圍巖介質的不均勻性的雙重因素影響，趨于復雜而且可分別率和信噪比均較低。一是方法技術原因，傳統成像技術覆蓋次數低，很難滿足對成果進行解釋的需要。因此，筆者個人認為，在進行金屬礦區勘探技術選擇時，以地震成像方法技術為主要內容進行應用研究，在目前金屬探礦趨勢下顯得有重要的現實意義和價值。

參考文獻：

[1] 徐明才，高景華，柴銘濤，等.尋找隱伏金屬礦的地震方法技術研究[J].物探與化探，1997. 21 （6） ： 468-474.

[2] 徐明才，高景華，柴銘濤等.用于金屬礦勘查的地震方法技術[J].物探化探計算技術，29 增刊，2007.

[3] 高景華，徐明才，榮立新等.小熱泉子銅礦區地震方法技術實驗研究[J].地質與勘探，2001 40（6）.

[4] 潘艷梅，董良國等.近地表速度結構層析反演方法綜述[J].勘探地球物理進展，29（4），2006.

[5] 孔然， 唐喜， 謝夢謙. 地震勘探中的低信噪比處理分析[J]. 西部資源， 2016（5）：7-8.