三山岛金矿新立矿区是我国唯一一座海底金属矿山,其对开采技术要求较高,大规模海底开采过程中潜存的安全问题是矿山需解决的首要问题。其中,海底第四系底部黏土隔水层和F1断层泥是阻水的关键部位,这2处隔水层破坏后有可能会造成海水溃入,因此需要探明矿区上覆岩层的地质结构,尤其是黏土隔水层分布情况。经过探索形成了高精度三维地震勘探技术,包括灵活的采集几何,低噪声接收器条件和定量控制等,并在开展新立矿区海底地震勘探中取得了很好的效果。研究表明:在矿区地质勘查中,三维地震勘探方法可在较大深度范围内精细探测浅层与深部的地质结构形态,是一种有效且实用的技术方法;第四系在探测区稳定分布,埋深在8~39 m之间,主要表现为西部和北部偏薄,南东方向地层逐渐变深,其中第四系底部的黏土隔水层厚度变化范围为1~11 m,分布趋势与第四系基本一致,但在F1断裂附近明显变薄,厚度为2.5~5.0 m,并向北西方向逐渐变薄,隔水稳定性变差,对矿床开采具有一定的风险;下覆基岩强、中、弱3层风化带总的厚度变化范围为3~35 m,在F1断裂附近风化带明显变厚,厚度为20~35 m,是矿区主要的透水结构。高精度三维地震技术首次应用于新立矿区的地质结构探测中,为三山岛金矿海底矿区的安全开采设计提供了数据支持。