深部金属矿地震探测混合震源波场模拟与联合成像

采用随机介质模型来描述深部金属矿产资源地质构造，建立三种形式的金属矿随机介质模型，分别是随机围岩介质背景下金属矿体确定性分布模型、确定性围岩背景下金属矿体随机分布模型和随机围岩介质背景下随机矿体的分布模型。在上述金属矿地质模型基础上，研究深部金属矿产资源地震探测混合源（主动与被动）波场模拟方法，采用单程波波动方程分别对主动源与被动源地震波场进行正演模拟，在时间和频率域内分析两种震源作用下的地震波形及数字特征，找出它们的耦合匹配关系，在此基础上，研究深部金属矿产资源主动源与被动源地震勘探波场的统一表达关系，利用该表达关系做进一步的正演模拟，建立主动源与被动源地震信号混合采集的金属矿地震勘探新模式，模拟出整体波场特征和观测方式。研究主动源与被动源的独立波场逆时成像算法，在统一表达式下研究主动源与被动源混合采集地震数据的联合成像算法，并对理论模型和相近实际数据做联合成像处理。

地震勘探在深部固体矿产资源探测领域将成为首选的地球物理方法，但将地震反射法用于金属矿探测需要解决两个问题，其一是如何描述金属矿体及其与围岩的关系，其二是在建立科学的金属矿地球物理模型后弄清楚地震波的传播特性，在此基础上实施地震数据采集和资料解释。.采用随机介质模型来描述深部金属矿产资源地质构造，建立三种形式的金属矿随机介质模型，分别是随机围岩介质背景下金属矿体确定性分布模型、确定性围岩背景下金属矿体随机分布模型和随机围岩介质背景下随机矿体的分布模型，通过波动方程正演模拟研究地震波的传播特征，采用单程波波动方程对主动源与被动源地震波场进行模拟，分析两种震源作用下的地震波传播特征并找出它们的匹配关系。.主动源与被动源地震信号混合采集、耦合匹配和联合成像是重点研究内容，为了更好地实施两者之间的波形、能量与形态的匹配，应用了地震干涉法的基本理论，通过理论模型和实际采集的被动源地震数据的干涉成像，形成了低频信息丰富的拟地震波场记录，使之与主动源地震记录能构成信息的匹配和互补。主动源多源地震混合激发采集是深部金属矿地震勘探的有效措施之一，而混合地震记录的高保真分离方法就成为了这项措施的关键。首先基于互易定理提出了一种简单实用的稀疏反演分离算法，可较好地应用于规则化后的二维观测系统中，对于非规则的观测系统可将其通过互易定理和缺失道插值将数据完备后完成波场重建。.作为混合采集波场的核心要素，混合度越高越好，其代价是混合噪声随之倍增，加大去噪分离难度。针对高混合度的混合采集数据，我们提出了多时域联合迭代去噪的方法可高保真地预测有效地震信号。对于高度混合的混合炮记录，混合噪声的预测要比有效信号的提取更加困难，因此通过后者实现炮分离可能是更好的选择。将多源混采原理应用于虚拟震源法，由于虚源构建质量与震源间距密切相关，因此震源密度的不足严重影响所构建道集的质量，而多震源同时激发采集技术能够很好的改善这一点，从而得到高质量的虚震源道集，被动源地震干涉成像技术也是主要研究成果之一，它为多源地震联合成像奠定了基础。.针对混合震源地震数据的波场高精度成像，首先提出了高分辨率高精度的初至时移动校正及速度分析方法，较好地消除了拉伸畸变效应；其次，提出了时频域随机噪声压制方法；第三，研究了随机介质模型下主动源与被动源的全波形反演方法；最后研究了混采数据直接偏移成像方法。