一直以來(lái)，非震方法（如電磁法、位場(chǎng)技術(shù)等）在近地表礦產(chǎn)勘查中發(fā)揮著重要的作用，但隨著可開(kāi)發(fā)的探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)資源也越來(lái)越少，需要尋求更深的礦產(chǎn)勘查空間。當(dāng)前，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)深度已經(jīng)達(dá)到三千多米，可想重力和磁法等非震方法已難以鎖定埋深大于上千米的目標(biāo)體。這樣的情況下，勘探深度可達(dá)數(shù)公里的地震反射技術(shù)，成為了當(dāng)今深部找礦領(lǐng)域具有研究潛力和應(yīng)用前景的技術(shù)方法。

1 發(fā)展篇

現(xiàn)實(shí)中，盡管金屬礦地震方法具有深部勘探的優(yōu)勢(shì)，但是其應(yīng)用和推廣卻受到較大的制約，這主要是由于大部分礦區(qū)地表?xiàng)l件復(fù)雜，巖性、構(gòu)造多變，地震地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜；同時(shí)，金屬礦形態(tài)復(fù)雜，目標(biāo)波阻抗差小等，使得地震勘探難以獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)；再者，金屬礦地震勘探技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法尚未形成一套體系，資料處理難度大，好的標(biāo)準(zhǔn)層也不易發(fā)現(xiàn)，波組特征復(fù)雜，地震相特征不明顯，解釋具有復(fù)雜性。

在以上因素的制約下，地震勘探方法直到20世紀(jì)70～80年代，才開(kāi)始應(yīng)用到金屬礦產(chǎn)勘查中。近幾年，在加拿大、瑞典等國(guó)家十分重視金屬礦地震方法技術(shù)研究：瑞典克里斯蒂娜貝里礦區(qū)謝萊夫特礦區(qū)開(kāi)展了地震反射成像、三維地震勘探研究；加拿大的新布倫瑞克省的礦區(qū)進(jìn)行了二維、三維與散射波地震勘探成像研究；芬蘭歐托昆普進(jìn)行了垂直地震剖面（VSP）和銅－鈷－鋅礦床的地震成像研究。

總體來(lái)看，高分辨率地震勘探，適用于線(xiàn)狀布設(shè)，圈定控礦構(gòu)造，非常規(guī)觀測(cè)系統(tǒng)，獲取三維信息；三維地震勘探適用于面狀布設(shè)，發(fā)現(xiàn)圈定礦體，建立三維模型，以及對(duì)陡立巖體的成像；VSP地震勘探適用于礦體精細(xì)成像，尤其是陡立礦體或無(wú)反射情況；散射波成像適用于確定礦體規(guī)模、方向、形狀，探測(cè)不均勻體。

目前，我國(guó)地震找礦面臨諸多挑戰(zhàn)，成礦地質(zhì)條件復(fù)雜，信噪比低，干擾噪聲強(qiáng)，反射波不連續(xù)，波場(chǎng)復(fù)雜等。

2 技術(shù)篇

近十多年來(lái)，地震方法用于硬巖勘探的實(shí)踐，引起了各國(guó)學(xué)者對(duì)金屬礦地震勘探方法技術(shù)的研究熱情。多國(guó)的研究較好地解決了礦產(chǎn)勘查中的礦體、地質(zhì)構(gòu)造、巖性填圖、侵入體和蝕變帶的圈定等問(wèn)題，取得了較好的效果。

2.1 二維反射地震

首先從采集技術(shù)方面來(lái)看，二維地震勘探一般用于普查階段，解決深部構(gòu)造等問(wèn)題。金屬礦二維反射地震勘探采用高分辨率地震勘探技術(shù)，多分布式地震采集系統(tǒng)，高頻垂直地震振動(dòng)器，震源以炸藥及沖擊震源為主，為了提高野外采集數(shù)據(jù)的信噪比，常采用震源組合和檢波器組合。

在布置測(cè)線(xiàn)前，利用重磁、地質(zhì)等資料，使得測(cè)線(xiàn)布置方位垂直主要構(gòu)造。觀測(cè)系統(tǒng)常采用非常規(guī)方式：測(cè)線(xiàn)多為曲線(xiàn)布設(shè)，并且把每條剖面上的所有的激發(fā)點(diǎn)記錄在兩條線(xiàn)上，在兩條剖面中間產(chǎn)生橫剖面數(shù)據(jù)。當(dāng)經(jīng)費(fèi)不足以及設(shè)備無(wú)法采集到三維地震信息時(shí)，可以通過(guò)采集橫剖面數(shù)據(jù)來(lái)獲得一個(gè)區(qū)域大量的三維信息。

要十分重視地震勘探前的實(shí)驗(yàn)工作，投入足夠的工作量，加強(qiáng)激發(fā)與接收實(shí)驗(yàn)，選取最佳的激發(fā)、接收參數(shù)與組合模式，拓寬子波頻帶。

從處理技術(shù)方面分析，國(guó)外近年金屬礦高分辨率地震勘探處理步驟，多在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，對(duì)一些關(guān)鍵步驟特別重視，如：疊前的信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)、折射靜校正、橫傾角分析、動(dòng)校正（DMO）等。

對(duì)處理后疊加有重要影響的主要關(guān)鍵處理技術(shù)有以下幾方面：

疊前信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)：設(shè)計(jì)各種疊前濾波處理方法，保護(hù)高頻信號(hào)，拓寬頻帶，增加資料的信噪比和分辨率，如：時(shí)變帶通濾波、中值濾波、反褶積，能量補(bǔ)償?shù)取?/p>

折射靜校正技術(shù)：在交互折射波靜校正中，處理好靜校正的關(guān)鍵在于初至波的準(zhǔn)確提取，因此，提取初至波要自動(dòng)檢查和調(diào)整，并人工提取。

動(dòng)校正技術(shù)：傾角反射在動(dòng)校正速度大的時(shí)候相干性好，亞平行反射在動(dòng)校正速度低的時(shí)候相干性較好。通常，應(yīng)用傾角時(shí)差校正能讓不同傾角的橫向反射層同時(shí)疊加。

橫傾角分析技術(shù)：橫向傾角是垂直于產(chǎn)生反射點(diǎn)散射和時(shí)間延遲的地震剖面的垂直剖面上的反射傾角的一部分，垂直于共深度點(diǎn)反射的中心點(diǎn)的強(qiáng)烈反射能得到橫向傾角反射成分的地震數(shù)據(jù)。橫向傾角校正對(duì)于疊加速度很敏感，首先要進(jìn)行常速疊加以獲得平緩傾角反射的最佳速度。橫向傾角是根據(jù)經(jīng)過(guò)橫向傾角校正和用已知的常疊加速度用肉眼觀察進(jìn)行振幅疊加后推測(cè)出來(lái)的。

在解釋技術(shù)方面，重視綜合資料的解釋技術(shù)，如綜合重磁、地表地質(zhì)、垂直地震剖面等資料對(duì)提高地下構(gòu)造與巖性認(rèn)識(shí)，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)十分有益。此外，石油地震勘探中一些成熟的方法技術(shù)，可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后適度調(diào)整直接應(yīng)用到金屬礦的地震勘探中來(lái)，如多金屬硫化物礦床反射地震波與油氣產(chǎn)生的振幅隨能量變化比較相似，可用已經(jīng)發(fā)展成熟的局部"亮點(diǎn)"勘探技術(shù)和疊前反演分析技術(shù)去分析。

2.2 三維反射地震

復(fù)雜構(gòu)造要用三維反射技術(shù)成像才能查明，實(shí)際工作中，沿平行線(xiàn)布置上千檢波器，然后對(duì)垂直排列的炮點(diǎn)經(jīng)行逐一放炮。國(guó)外三維金屬礦地震采集主要強(qiáng)調(diào)以下3點(diǎn)：加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)激發(fā)、接收等參數(shù)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定最佳組合；在礦體附近區(qū)域加密采集；采用寬頻接收。

三維地震勘探數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵處理步驟主要有：疊前濾波、折射靜校正、DMO、疊后濾波和偏移。

疊前濾波：頻率域地表一致性反褶積可保留與有用信號(hào)相關(guān)的最高頻率；地表一致性反褶積有助于提高分辨率；補(bǔ)償炮點(diǎn)和接收點(diǎn)在基巖裸露區(qū)和表層覆蓋區(qū)不同地表?xiàng)l件下對(duì)耦合的影響；帶通濾波、中值濾波和地表一致性反褶積后，橫波的能量可得到衰減。

折射靜校正：在結(jié)晶巖地區(qū)，準(zhǔn)確求取風(fēng)化層折射靜校正值對(duì)地震成像至關(guān)重要。為了計(jì)算折射靜校正值，可使用自動(dòng)拾取初至方法，然后對(duì)需要修正的地方進(jìn)行手動(dòng)檢查和修改。

動(dòng)校正（DMO）：在結(jié)晶巖地區(qū)，不同巖性的巖石之間結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，比如陡傾地層、斷裂、變形、蝕變、褶皺等。在這樣的地質(zhì)條件下，反射體常受控于傾斜構(gòu)造，三維克?；舴駾MO校正允許有不同傾向的反射體采用不同的背景速度同時(shí)進(jìn)行疊加，留礦體小構(gòu)造散射，加強(qiáng)陡傾反射信號(hào)的連續(xù)性。

疊后濾波和偏移：使用相關(guān)濾波器在頻率域?qū)ΟB后資料進(jìn)行反褶積運(yùn)算可以抑制隨機(jī)噪聲。為了使散射波歸位，要采用不同的算法進(jìn)行疊后偏移，進(jìn)行比較，選擇散射收斂最好的算法。疊前偏移適合大礦體強(qiáng)反射，利于保留散射，疊后偏移對(duì)小構(gòu)造常規(guī)成像效果更好。因此，疊前偏移和疊后偏移要根據(jù)需求具體選擇使用方式。

近幾年，國(guó)外三維地震勘探解釋技術(shù)比較重視綜合地質(zhì)、其他地球物理方法信息，建立三維地質(zhì)地球物理模型，強(qiáng)調(diào)綜合解釋?zhuān)貏e是鉆孔與巖性資料對(duì)容礦構(gòu)造解釋尤為重要；偏移剖面與未偏移剖面相結(jié)合進(jìn)行解釋?zhuān)贿M(jìn)行多波綜合解釋。

2.3 垂直地震剖面地震勘探

二維和三維地震技術(shù)能有效地使深部構(gòu)造成圖，但卻對(duì)于角度大的陡峭傾斜構(gòu)造效果不佳，也不能確定層速度，垂直地震剖面（VSP）地震勘探技術(shù)則可以解決這些問(wèn)題。

國(guó)外多采用變偏移距 VSP（Walk－Away）、3DVSP等VSP觀測(cè)系統(tǒng)，儀器向更深、耐壓、耐溫、適合各種井型的方向發(fā)展。在設(shè)定采集參數(shù)前，多采用照明技術(shù)對(duì)最佳觀測(cè)位置進(jìn)行評(píng)價(jià)選擇。

其關(guān)鍵技術(shù)主要有：PS－SS波分離成像技術(shù)及3D－VSP偏移技術(shù)。

一般和地表三維地震勘探數(shù)據(jù)聯(lián)合解釋?zhuān)岣呓忉尵?，同時(shí)開(kāi)展絕對(duì)振幅疊加成像，成像結(jié)果與透鏡體位置對(duì)應(yīng)很好。

3 應(yīng)用篇

在實(shí)際應(yīng)用中，由于多數(shù)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床都存在于硬巖環(huán)境中，波阻抗差小，為了提高到最大信噪比，在采集和資料處理過(guò)程中需要特別注意細(xì)節(jié)：確保震源、檢波器在基巖上耦合較好；在勘探前進(jìn)行各種測(cè)試，選擇最好的參數(shù)；硬巖環(huán)境中構(gòu)造比較復(fù)雜，陡峭體多，需較高的分辨率和多次疊加提高信噪比解決問(wèn)題；常常需要提前進(jìn)行模擬仿真，用來(lái)確定適宜的檢波器位置；富集礦床規(guī)模并不大，地震反射剖面長(zhǎng)作為散射出現(xiàn)而不是反射，需加強(qiáng)追蹤散射；疊加偏移是一個(gè)復(fù)雜的處理技術(shù)，既難又花費(fèi)精力，必須謹(jǐn)慎使用；通常是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行礦石波速和密度測(cè)定，查明遠(yuǎn)景勘探區(qū)圍巖密度是否可能產(chǎn)生反射，以此判斷勘探是否可行。

總體來(lái)看，高分辨率地震勘探，適用于線(xiàn)狀布設(shè)，圈定控礦構(gòu)造，非常規(guī)觀測(cè)系統(tǒng)，獲取三維信息；三維地震勘探，適用于面狀布設(shè)，發(fā)現(xiàn)圈定礦體，建立三維模型，對(duì)陡立巖體成像，尤其是陡立礦體或無(wú)反射情況；散射波成像，適用于確定礦體規(guī)模、方向、形狀，尤其是探測(cè)不均勻礦體，在尋找不同礦床類(lèi)型時(shí)，要根據(jù)礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行具體分析。

3.1 金礦

由于貴金屬的含量比較低，所以這些礦體無(wú)法通過(guò)地震方法直接確定。但他們周?chē)０橛形g變暈，或常出現(xiàn)在逆沖斷層巖脈或者剪切破碎帶，這些構(gòu)造可以通過(guò)VSP和高分辨率的廣角二維和三維地震發(fā)射技術(shù)來(lái)確定。

3.2 鎳－銅－鉑巖漿礦床

地震發(fā)射技術(shù)非常適合內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)或分層火成雜巖的探測(cè)，而且他們的圍巖由于超鎂鐵巖和鎂鐵巖后期的分異而導(dǎo)致很大的阻抗差異，這表明在底部的超鎂鐵巖和鎂鐵巖可以反映出大多數(shù)圍巖特征，鎂綠巖也一樣。大型硫化物礦體的圍巖可通過(guò)二維和三維研究所得的繞射圖直接檢測(cè)到。由此推論，應(yīng)用三維地震勘探技術(shù)可以勘探鎳－銅－鉑礦床及其圍巖或大型的超鎂鐵質(zhì)/鎂鐵質(zhì)雜巖。

3.3 火山塊狀硫化物礦床

火山塊狀硫化物礦床通常向下趨于扁平，是由于海底熱流在海洋島弧和弧后環(huán)境下活動(dòng)而形成的。此類(lèi)礦床是典型的電 基巖和酸性火山巖沉積作用而成的，并且特別強(qiáng)調(diào)高度變化的支脈或細(xì)脈，其常常被拉長(zhǎng)和小于中間體（小于2km）。雖然是開(kāi)采銅鉛鋅，但通常還是顯示為以黃鐵礦為主。他們的反射波通常顯示為縱波、橫波以及混合波。二維、三維和VSP研究可以對(duì)這樣的礦床進(jìn)行成像。

3.4 斑巖銅礦床

斑巖型銅礦進(jìn)行調(diào)查研究，可以確定該類(lèi)礦床的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。如果黃鐵礦含有足夠豐富的黃鐵礦暈，可以作為勘探潛在的銅礦床的標(biāo)志。

3.5 不整合型鈾礦床

不整合型鈾礦床是由于各種鈾氧化礦物組成的扁透鏡礦體，或者在前寒武紀(jì)盆地不整合沉積而成?？梢杂酶叻直媛实牡卣鸱瓷浞椒▉?lái)圈定這些小的板塊狀礦區(qū)，而且可以根據(jù)談們的低阻抗和體積大等特性來(lái)確定他們的暈。吃外，與這些礦床相關(guān)的斷層可以使用二維和三維地震反射技術(shù)進(jìn)行小偏移距的成像。

4 建議篇

近年來(lái)，我國(guó)金屬礦地震技術(shù)取得了一些新進(jìn)展，但是總體來(lái)說(shuō)，尚處于應(yīng)用初期。

隨著我國(guó)深部找礦的不斷推進(jìn)，地震方法具有超深的探測(cè)能力，將具有廣闊的發(fā)展前景。

對(duì)我國(guó)地震找礦的發(fā)展，建議加強(qiáng)復(fù)雜地表?xiàng)l件下地震勘探技術(shù)的研發(fā)，包括地震信息接收技術(shù)，采用靈活的觀測(cè)系統(tǒng)，弱信號(hào)的提取及信噪比提高處理技術(shù)等。

建議開(kāi)發(fā)更好的地震數(shù)據(jù)成像方法，綜合利用各種地震波信息；擴(kuò)大地震找礦方法的應(yīng)用范圍，總結(jié)其應(yīng)用條件：變質(zhì)暈、磁鐵礦－赤鐵礦系統(tǒng)、斷層帶特性與流體通道的地震波特性研究；加強(qiáng)地震勘探與其它地球物理、地質(zhì)信息的綜合解釋技術(shù)；加強(qiáng)三維與vsP金屬礦地震勘探技術(shù)的研究；重視散射波信息的成像技術(shù)。

建議以典型礦集區(qū)為例，開(kāi)展地震找礦試點(diǎn)工作，建立金屬礦地震找礦方法的示范基地。