中国深部矿产资源地球物理综合探测技术与应用研究现状

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据初步处理的结果表明， 采用散射法比反射法能够获得更加清晰的花 岗岩界面成像。在新疆小热泉子铜矿床、内蒙古拜仁达坝银铅锌多金 属矿、甘肃金昌镍铜多金属矿的勘探中，应用散射波地震勘探方法， 取得了较好的效果。 但在复杂条件下的金属矿地震探测技术要达到实用化和成熟仍 面临许多技术问题，诸如低信噪比、强干扰噪声、不连续反射、复杂 地震波场等技术难题和高成本投入等。 根据当前我国金属矿地震勘查方法技术研究工作进度情况认为， 整体上仍处在试验性很强和生产能力尚弱及实用化程度不断提升的 一种发展状态。它不同于油气地震勘查，也不同于重、磁、电、测井 等物探方法那样成熟。直接在地震剖面上进行构造解释是困难的，需 要采用地物化的数据资料进行综合性的联合反演等解释。同时，为解 决金属矿勘查问题，采用综合物探方法，如地震与电法或地震与重力 等等，以提高地质效果。 基于反射技术的 2D、3D、VSP 方法以及地震散射法和地震层析成 像法等具有大探测深度、高分辨率、轻便快速的特点，勘探深度大于 2000 米，是金属矿地震的发展方向。
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生明显的地震响应；对野外采集和处理参数进行调整后，高精度地震 方法能确定地下主要岩性界面及其构造形态， 并圈定隐伏于地下深部 的大型块状硫化物矿体。 在瑞典克里斯蒂娜贝里矿区谢莱夫特矿区开 展了地震反射成像、三维地震勘探研究；在芬兰欧托昆普进行了垂直 地震剖面（VSP）和铜-钴-锌矿床的地震成像研究。在南非，反射波 地震勘探技术已广泛应用于金、铂等有色金属矿的勘探与开发。在 Witwatersrand 盆地，利用地震方法查明了 Witwatersrand 盆地的地 质构造，通过确定主要标志层来推断金矿床的部位，有效地识别含金 矿的礁体，并寻找使矿床免受剥蚀和处于可开采深度内的构造。 总体来看， 高分辨率地震勘探， 适用于线状布设， 圈定控矿构造， 非常规观测系统，获取三维信息；三维地震勘探适用于面状布设，发 现圈定矿体，建立三维模型，以及对陡立岩体的成像；VSP 地震勘探 适用于矿体精细成像，尤其是陡立矿体或无反射情况；散射波成像适 用于确定矿体规模、方向、形状，探测不均匀体。 目前，我国的金属矿产地震勘探方法技术研究，经过数十年断断 续续的试验研究，至今终于有了长足的进步，尤其是在地质大调查开 展以来有了创新发展，取得了突出的研究成果。现已初步形成了一套 实用化的关于反射法和散射法金属矿地震勘查方法技术。 首次将地震散射波视为有效波应用于金属矿地震中， 以直接寻找 块状不均匀体（如块状硫化物矿体） ，填补了国内物探技术领域一项 空白。目前已具备利用广义绕射波（散射波）成像复杂地质构造的理 论基础，称谓“散射地震勘探” ，可以认为散射波法可以发挥直接找
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矿作用。 在金属矿地震勘查中， 对于层状的矿体或控矿构造的勘测采用高 分辨率反射法地震，以查明与金属矿有关的控矿构造等，发挥间接找 矿作用。近几年来，金属矿地震在数据采集、处理和解释等诸多方面 得到了很大的改进和完善，已逐步向实用性方法过渡与转变。 当前金属矿地震已形成以 2D、3D 和 VSP 为主的反射方法系列、 以及地震散射波法（国外将其划归为 3D 地震勘探范畴）和地震层析 成像法等。 国内学者在系统开展金属矿地震研究后， 认为可利用反射波法探 测沉积层控矿床和控矿构造（如断层）、蚀变晕、矿体接触带、重要 岩性标志层等大型深部构造单元； 用散射波法探测与矿体有关的地下 局部不均匀体，并在金属矿区应用取得了良好的应用效果。 地面层析成像法通常不直接用于找矿，而是与反射地震法联用。 地面层析成像不仅可获得地表至 1200m 深度范围内的地层和地质构 造的分布， 为反射地震剖面的解释提供从地表至较深范围内的有效信 息，也可为反射地震数据的地形改正和偏移处理提供必要的速度资 料。 近年来，随着层析理论和方法技术研究的不断深入，以及计算机 技术的发展，地震层析成像技术呈现出由二维层析向三维层析、由单 参数向多参数层析反演、 由各向同性介质向各向异性介质等发展的趋 势。 我国在探测块状硫化物矿床中，利用反射波研究控矿构造、划分 地层，寻找地下非均匀体；通过综合解释，寻找深部隐伏矿体，取得 了较好的地质效果。结合全国危机矿山接替资源找矿项目的实施， 2006 年至 2008 年，在云南个旧开展了金属矿地震试验工作。试验数
中国深部矿产资源地球物理综合探测技术与应用研究现状 雷振英
（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所）
一、深部金属矿抗干扰地震方法技术
20 世纪 70～80 年代，地震方法才开始真正用于金属矿产勘查， 但当时缺乏各类岩石和矿物较为系统的速度—密度等基础信息， 制约 了地震方法在找矿中的应用， 一直成效不大。 至 20 世纪 90 年代前后， 地球物理学家们开始重视并系统开展了一系列岩石和矿物的物理性 质研究，为地震找矿创造了必要的基础条件；同时，还试验性地开展 了很多二维（2D）、三维（3D）和垂直地震剖面（VSP）等地震找矿 方法的应用研究。 近十几年， 在加拿大、澳大利亚和南非等国家十分重视金属矿地 震方法技术研究，相继开展了金属矿岩石波阻抗及反射系数研究、金 属矿（块状硫化物）散射波场模拟研究、反射地震直接探测金属矿体 的试验研究、井中地震成像和 3D 金属矿地震成像研究等，较好地解 决了沉积矿产勘查中的地质问题及非沉积矿产勘查中的地质构造、 岩 性填图、侵入体和蚀变带的圈定以及块状硫化物矿体分布等地质问 题，取得了较好的地质效果。 在加拿大的新布伦瑞克省的矿区进行了二维、 三维与散射波地震 勘探成像研究，Milkereit 等，讨论了地震方法在金属矿勘探中探测 和描述矿体形状与规模的潜力，首次指出：大型块状硫化物矿体能产
二、张量 CSAMT 方法技术研究
CSAMT 是一种人工源电磁测深法，最早是由加拿大多伦多大学的 D.W.Strangway 教授和他的研究生 Myron Goldtein 于 1971 年提出， 其研究成果于 1975 年正式发表。Zonge K.L.等将其形成了测量方法， 于 1991 年公布了 CSAMT 理论及工作方法技术。该方法以其探测深度 大、信号强、施工效率高等优点而得到了全面推广使用。 我国自 1978 年以来，CSAMT 在矿产资源勘探，地热和地下水资