权利要求
1.一种主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10000：获取目标区域的地质勘探数据，分析并判断得出所述目标区域的成矿有利部位;
步骤S20000：获取所述目标区域的地震地质特征和天然场源的分布特征;
步骤S30000：根据所获取的所述地质勘探数据、所述地震地质特征和天然场源分布特征，在所述目标区域将被动源地震仪按照网格方式布置形成被动源探测网格;
步骤S40000：在所述成矿有利部位将主动源地震仪按照十字形布置形成两条主动源探测线;
步骤S50000：激发人工源地震波并采集所述主动源地震仪的主动源地震数据和被动源地震仪的被动源地震数据，激发人工源地震波完成后继续采集所述被动源地震仪的被动源地震数据。
2.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述地质勘探数据包括：目标区域的地质信息、钻孔信息、岩石物理参数数据。
3.根据权利要求2所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述步骤S10000还包括：
步骤S10100：根据所述地质信息和所述钻孔信息构建矿床模型，获取地层、矿体和断裂构造数据;
步骤S10200:根据所述目标区域样品分析测试或地球物理测井资料，获取岩矿石速度和密度数据。
4.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述被动源地震仪之间的距离小于或等于50米。
5.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述主动源地震仪之间的距离小于或等于10米。
6.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述步骤S20000中还包括：
步骤S20100：利用波动方程或声波方程正演模拟方法结合地震照明技术分析地震波场特征;
步骤S20200：在所述目标区域呈三角形布置三台所述被动源地震仪，记录不少于48小时所述被动源地震数据，并分析目标区被动源地震天然场源的分布特征;
步骤S20300：利用聚束技术，基于平面波的波前传播到不同台站所需要的时间不同这一特性分析估算目标区噪声源信号的方位角和水平慢度，分析目标区域被动源天然场源分布特征。
7.根据权利要求6所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述步骤S50000还包括：
步骤S50100:根据所述步骤S20100和所述步骤S20200中所获得的所述地震地质特征和所述天然场源的所述分布特征，在所述天然场源的弱分布区域激发地震波补充主动源地震信号。
8.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
连续采集至少20天的被动源地震数据。
9.根据权利要求1所述的主被动源金属矿地震勘探方法，其特征在于：
所述步骤S50000中，垂直和平行所述金属矿的矿体或控矿构造走向方向布置主动源地震仪。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种主被动源金属矿地震勘探方法。
背景技术
[0002]金属矿地震勘探技术作为深部
矿产资源勘查的重要手段，当前实践运用主要分为主动源和被动源两类方法。其中主动源反射地震勘探技术自上世纪90年代以来，已成功应用在沉积型矿床、硫化物矿床及控矿构造的探测研究，形成了成熟的2D/3D勘探方法体系。该方法通过人工震源激发地震波，利用反射波、折射波等特征解析地下结构，但存在显著缺陷：1、2D勘探难以消除旁侧反射波和绕射波干扰，导致复杂形态矿体和构造的成像失真;2、3D勘探虽能提升成像精度，但施工成本高昂，在勘查阶段难以规模化应用。
[0003]被动源地震勘探技术作为新兴方向，通过利用天然地震活动或环境噪声作为震源，具备低成本和环境友好的优势。欧盟于2018年启动的金属矿被动源探测项目验证了该技术的可行性，但其固有缺陷限制了应用范围：1、天然震源时空分布不可控，导致数据质量差异显著;2、信号频带较窄，勘探分辨率较主动源降低约30%-50%。尤其在矿体定位探测中，被动源地震数据难以满足精细探测的需求。
[0004]主动源勘探的高分辨率特性与被动源勘探的低成本优势存在互补，但二者融合运用目前存在技术障碍，即如何在传感器技术为混合采集提供的硬件设施基础上，通过系统性方法实现数据融合、优势互补，并进一步提高复杂环境下的成像精度。具体问题主要表现：1、缺乏针对金属矿特殊地质条件的混合布设方案;2、无法解决被动源地震天然场源方位分布不均匀问题;3、主被动源数据时空基准不统一导致的融合困难。为解决上述问题、实现主被动源金属矿地震混合采集，本发明将提供一种系统性主动源与被动源地震数据融合采集方案，通过构建十字+网格的观测系统，利用人工震源和天然场源混合激发方式，开展金属矿及控矿地质体探测，推动金属矿地震实用化进程。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种主被动源金属矿地震勘探方法，解决了主动源勘探和被动源勘探技术难以融合的技术问题。
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种主被动源金属矿地震勘探方法，包括如下步骤：
步骤S10000：获取目标区域的地质勘探数据，分析并判断得出所述目标区域的成矿有利部位;
步骤S20000：获取所述目标区域的地震地质特征和天然场源的分布特征;
步骤S30000：根据所获取的所述地质勘探数据，在所述目标区域将被动源地震仪按照网格方式布置形成被动源探测网格;
步骤S40000：在所述成矿有利部位将主动源地震仪按照十字形布置形成两条主动源探测线;
步骤S50000：激发人工源地震波并采集所述主动源地震仪的主动源地震数据和被动源地震仪的被动源地震数据，激发人工源地震波完成后继续采集所述被动源地震仪的被动源地震数据。
[0007]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述地质勘探数据包括：目标区域的地质信息、钻孔信息、岩石物理参数数据。
[0008]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述步骤S10000还包括：
步骤S10100：根据所述地质信息和所述钻孔信息构建矿床模型，获取地层、矿体和断裂构造数据;
进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述被动源地震仪之间的距离小于或等于50米。
[0009]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述主动源地震仪之间的距离小于或等于10米。
[0010]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述步骤S5000中还包括：
步骤S20100：在所述目标区域呈三角形布置三台所述被动源地震仪，记录不少于48小时所述被动源地震数据，并分析目标区被动源地震天然场源的分布特征。
[0011]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述步骤S5000之后还包括：
步骤S50100:根据所述步骤20100和所述步骤S20200中所获得的所述地震地质特征和所述天然场源的所述分布特征，在所述天然场源的弱分布区域激发地震波补充主动源地震信号。
[0012]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中连续采集至少20天的被动源地震数据。
[0013]进一步地，上述主被动源金属矿地震勘探方法中所述步骤S5000中，垂直和平行所述金属矿的矿体或控矿构造走向方向布置主动源地震仪。
[0014]本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过在目标区域布置主动源地震仪组成两条互相垂直的主动源探测线，同时在目标区域内呈网格状布置被动源地震仪，主动激发人工源地震波通过主动源地震仪采集主动源地震数据，并通过被动源地震仪采集被动源地震数据，如此便可以兼顾主动源和被动源两种方法，解决了主被动源地震数据融合采集问题，在降低勘探费用的同时还提高了被动源地震数据的利用率。
附图说明
[0015]图1是本发明所示实施例的步骤流程图;
图2是本发明所示实施例现场布置示意图。
具体实施方式
[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0017]下面结合附图，对本发明所示实施例进行说明。参考图1，示出了本实施例的步骤流程图，包括：
步骤S10000：获取目标区域的地质勘探数据，分析并判断得出所述目标区域的成矿有利部位;
其中勘探数据包括：目标区域的地质信息、钻孔信息、岩石物理参数数据。
[0018]步骤S10000还包括：
步骤S10100：根据所述地质信息和钻孔信息构建矿床模型，获取地层、矿体和断裂构造数据;
步骤S10200:根据所述目标区域样品分析测试或地球物理测井资料，获取岩矿石速度和密度数据。
[0019]步骤S20000：获取目标区域的地震地质特征和天然场源的分布特征;
步骤S20000还包括：
步骤S20100:利用波动方程或声波方程正演模拟方法结合地震照明技术分析地震波场特征。优化数据采集参数和观测系统，以便获得最佳的成像效果。
[0020]步骤S20200:在目标区域呈三角形布置三台被动源地震仪，记录不少于48小时被动源地震数据。
[0021]步骤S20300：利用聚束技术，基于平面波的波前传播到不同台站所需要的时间不同这一特性分析估算目标区噪声源信号的方位角和水平慢度，分析目标区域被动源天然场源分布特征。
[0022]步骤S30000：根据所获取的所述地质勘探数据、地震地质特征和天然场源的分布特征，在所述目标区域将被动源地震仪按照网格方式布置形成被动源探测网格;
根据所述目标区域的地质背景和矿床特征，让所述被动源地震仪之间的距离小于或等于50米，使得在接收所述目标区域与成矿相关的地层、岩体以及构造等数据时更精准。
[0023]步骤S40000：在所述成矿有利部位将主动源地震仪按照十字形布置形成两条主动源探测线;
为了获取更好的测量精度，在布置所述主动源地震仪时，垂直和平行与金属矿矿体或控矿构造走向方向布置主动源地震仪。同时所述主动源地震仪之间的距离小于或等于10米。
[0024]两条十字形分布的主动源探测线同时接收主动源地震数据，从而得到穿过金属矿的十字剖面，不同于传统的2D地震数据处理方法，改进的十字形分布的两条主动源探测线将采用3D地震数据处理技术。根据实际采集的数据质量和探测需求，可以增加叠前/后偏移、时深转换等处理。上述数据采集和处理方法可以有效消除常规2D勘探时因侧面反射波和绕射波产生的假象，能够对复杂形态的矿体和地质构造进行精确成像。同时，相比3D勘探具有较低的施工成本，而又比2D勘探具有更高的勘探精度。
[0025]步骤S50000：激发人工源地震波并采集所述主动源地震仪的主动源地震数据和被动源地震数据，激发人工源地震波完成后继续采集所述被动源地震仪的被动源地震数据。
[0026]为了克服传统的被动源地震数据无法满足噪声场源随机分布的影响，导致探测精度降低，还需要补充主动源地震信号，使得环境噪声场源分布均匀，从而提高被动源地震数据的勘探精度，于是步骤S50000还包括：
步骤S50100：根据所述步骤20100和步骤20200中所获得的所述地震地质特征和所述天然场源的所述分布特征，在所述天然场源的弱分布区域激发地震波补充主动源地震信号。
[0027]步骤S50200：解编主动源地震数据，加载两条十字剖面的炮点和检波点信息，创建三维地震观测系统;
步骤S50300：编辑主动源地震数据地震道，去除坏道和强噪声干扰道信号;
步骤S50400：静校正处理，拾取地震波初至，应用层析静校正的方法计算主动源地震数据炮点和检波点的静校正量。
[0028]步骤S50500：数据去噪与振幅补偿，消除由于激发、接收以及地层各向异性等因素引起的炮点、检波点间的能量差异。
[0029]具体可以采用带通滤波、倾角滤波等技术对数据进行去噪处理，并应用地表一致性技术对振幅进行补偿。
[0030]步骤S50600：地表一致性反褶积处理，压缩地震子波。通过消除多次反射、虚反射等，从而提高地震信号分辨率。
[0031]步骤S50700：速度分析与剩余静校正处理，通过精细拾取速度场能量谱建立高精度叠加速度模型，计算剩余静校正量。
[0032]步骤S50800：正常时差校正(NMO)与叠加，应用叠加速度模型开展动校正和叠加处理，建立三维数据体。
[0033]步骤S50900：应用倾角时校正(DMO),使得陡倾角的反射归位。
[0034]步骤S51000：叠后噪声压制，对叠加数据体开展随机噪声、线性干扰、面波等滤波处理，增强反射信号。
[0035]叠后噪声压制，对叠加数据体开展随机噪声、线性干扰、面波等滤波处理，增强反射信号。
[0036]步骤S51100：解编被动源地震数据，按照地震噪声干涉技术方法开展被动源数据处理获得被动源地震勘探结果;
为了让测量结果更加准确，需要连续采集至少20天的被动源地震数据。激发人工源地震波的方式多种多样，可以根据金属矿深度合理选择炸药进行激发地震波，也可以采用可控地震车或落锤等震源激发地震波，激发地震波时需要确保两条所述主动源探测线上的主动源地震仪都可以接收到地震数据。
[0037]应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
说明书附图(2)
声明：
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编辑：北方有色网
来源：中国地质科学院
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