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金属矿地震勘探技术在国内外均处于起步阶段，由于金属矿大部分成矿带位于造山带，地表和地下地质条件十分复杂，常规的人工震源，如炸药震源、气枪震源、液压震源等，已无法满足金属矿地震勘探的需要。 根据中国地质特点，本文开展了电火花震源关键技术研究，主要研究内容包括脉冲放电震源和地面换能技术两个方面。 本文首先针对典型能量注入电路的时频分析与仿真，完整地解析了电参数变化对负载电流和功率的影响规律，提出了电晕放电适合采用类一阶放电方式，电弧放电适合采用欠阻尼换流放电方式的震源设计方案。 在能量注入特性分析的基础上，研制了一种具有自主知识产权的适合于陆表激发的脉冲电晕震源，与电弧放电震源相比，无预击穿时间，可以进行精确的微秒级时序控制;提出了密闭式多电极针-板结构电晕放电换能器，解决了陆地无水环境下电火花金属矿地震勘探难题。另外也研制了一种适合于井中激发的脉冲电弧震源系统及其同轴放电电极。 构建了脉冲电晕震源系统的换能试验平台，获得了分别改变或等储能组合改变电容及其充电电压大小等震源参数，不同换能器底部材料、液体介质、电极间距、电极束个数、腔体大小等负载参数对放电电压、放电电流和弹性冲击波或地震波大小的影响规律。同时对换能过程进行了诠释，对电效率、换能效率进行了计算。在震源系统的应用研究中，提出了采用延时组合实现毫秒多次放电从而控制地震波频率的技术，并通过试验初步证明了其有效性。 本文研究结果不仅对研制适合中国山区地质勘探的陆地震源具有一定的指导意义，对水中放电在其它领域的应用研究也具有一定的参考价值。