早期海上地震勘探所用震源基本为炸药震源,但是炸药震源在使用过程中会出现明显的弊端,一是炸药所产生的废气在水中会形成震荡,对高分辨率地震勘探是一种干扰,另外,由于炸药极具危险性,因此不能把所有的炸药都安装上雷管,雷管只能即用即安,故放炮时间间隔过大,共中心点方法不能有效实现；再者,炸药的使用对水的污染不可避免,因此,海上地震勘探中的非炸药震源应运而生,气枪震源作为生力军便很快占居了主要地位。气枪震源最早是在1964年由美国Bolt公司的卡尔米斯克发明的。20世纪60年代末至70年代初,奇奥科夫斯基、舒尔茨-盖特曼)等根据气泡震荡的衰减方式,建立了气枪阵列的理论模型,为气枪震源的使用打下了理论基础。在深海区复杂地质结构条件下,海上高分辨率地震勘探对震源激发技术要求极为苛刻,好的地震波激发技术可以产生较好的子波,给地震资料处理工作带来极大便利,因此震源研究有着极其重要的意义。空气枪具有子波一致性好,性能稳定可靠,频带宽,高频和低频成分丰富等特点。目前气枪震源已经成为海上地震勘探中应用最广泛的震源,而远场子波是气枪震源极为重要的一个参数,它的实际测量需要耗费的物力、人力费用极高,但气枪阵列子波的理论模拟可以有效解决不同激发以及不同接收条件下实际气枪阵列设计过程中的一系列难题,具有实际测量方法无法相比的优势。目前,这方面的研究只是停留在应用所引进的气枪及相关软件的阶段,如何针对深水区复杂地质结构条件下气枪阵列的改造、优化等方面进行系统研究在国内几乎还是空白。根据气泡自由震荡理论,震源在工作过程中会产生震荡,由于震荡的存在,使得所采集的地震数据质量较差,信噪比不高。本文基于nucleus软件,对海上地震勘探中所采用的气枪震源进行了系统的研究,主要包括：1、单枪、相干枪、调谐枪的子波模拟与子阵的研究2、多子阵的子波模拟与气枪的优化组合3、不同容量、不同深度的震源子波模拟与研究4、不同子阵深度、不同气枪延迟时间的子波模拟与研究5、子波能量、峰-峰值、初泡比、能量空间分布与方向研究6、立体子阵及其延时研究通过本文的工作,获得了相干枪最佳间距、子阵沉放深度与子波的主脉冲和初泡比的关系、子阵间距与主脉冲和初泡比的关系、实现了立体子阵及其延时的震源设计方案,为子波库的建立做了最好的铺垫,为深海环境下的地震勘探提供了理论基础和依据,并为海上地震勘探提供了一套优化的震源设计方案。