北方造山带东段位于欧亚大陆东缘，自西向东由额尔古纳、兴安、松辽和佳木斯-兴凯等微陆块组成，记录了古生代以来古亚洲洋、黑龙江洋及古太平洋等多个古大洋演化历史，但微陆块群的陆壳演化及其与全球超大陆旋回的构造联系研究相对空白，是地学领域研究的热点问题之一。首先系统收集北方造山带东段微陆块群太古宙至早古生代地质年代学数据，进而通过锆石年龄谱分析划分演化阶段，再结合相应岩浆作用的地球化学特征，探讨太古宙以来全球超大陆旋回地质过程中微陆块群与古老陆块的构造演化亲缘性，最终重建超大陆演化模型。研究表明：北方造山带东段微陆块群太古宙至早古生代记录了5期重要的地质事件，具有3个特征的构造演化旋回，表明深度参与哥伦比亚、罗迪尼亚及冈瓦纳超大陆阶段性演化的地质过程；同时，微陆块群构造演化具有大陆边缘演化属性，超大陆旋回中与塔里木克拉通保持构造演化亲缘性。早古生代，北方造山带东段微陆块群自冈瓦纳超大陆东北缘裂离，向北漂移至西伯利亚克拉通南缘，奠定欧亚大陆东缘后续多个古大洋叠加与转换的区域构造背景。

中国东北地区自古生代以来经历了包括泛大洋、蒙古—鄂霍茨克洋、古亚洲洋和古太平洋在内的多个古大洋构造体制叠加作用的影响。但是关于它们之间的叠加与转换过程仍存在诸多未解之谜。佳木斯-兴凯地块位于中国东北微陆块群的最东段，在大地构造位置上，不仅是中亚造山带（古亚洲洋构造域）东段完成闭合的最后一块拼图，其东北缘还与蒙古—鄂霍茨克构造域相接，东缘与古太平洋或泛大洋构造域相邻，因此成为链接这些古大洋构造体制叠加与转换过程的关键桥梁。本文通过对佳木斯-兴凯地块的变质基底、沉积盖层，以及周缘构造混杂岩的岩石组成、年代学和地球化学特征等方面的综合解析，恢复了佳木斯-兴凯地块古生代—中生代的构造演化历史，进而为欧亚大陆东缘构造体制叠加与转换过程提供关键制约。佳木斯-兴凯地块古生代—中生代的构造演化可分为4个阶段：早古生代之前，佳木斯地块与东北地区其他微陆块共同起源于西伯利亚克拉通内的萨彦—贝加尔造山带，并整体经历了泛非期的变质作用（约500 Ma）；随着中亚造山带构造演化进程的推进，这些东北地区的块体在约500 Ma开始向南漂移至中亚造山带东段；晚古生代期间，蒙古—鄂霍茨克洋或泛大洋的俯冲诱发佳木斯-兴凯地块西缘的弧后伸展，导致黑龙江洋的打开，使得佳木斯-兴凯地块从复合块体中裂离并向东漂移；晚三叠世—早侏罗世期间，随着黑龙江洋的闭合和东部古太平洋的俯冲，佳木斯-兴凯地块与相邻的中亚造山带重新拼合，标志着中亚造山带的最终形成，该区域转向以古太平洋构造体制为主导的新阶段。

为揭示东亚中生代多板块汇聚的时空过程与动力学机制，本文选取蒙古—鄂霍茨克构造域为关键研究区，通过厘清中亚造山带东段重要组成部分在中生代的构造演化历史，为重建区域板块相互作用提供约束。本研究聚焦中国东北黑河以北地区，通过系统整合已发表的岩浆岩、沉积岩锆石U-Pb年代学与全岩地球化学数据，并结合漠河盆地沉积序列的精细解析，重建了该区晚中生代构造演化历史。结果显示：锆石U-Pb年代学限定漠河盆地额木尔河群沉积时代为晚侏罗世—早白垩世（160~140 Ma），早白垩世火山活动峰期为125~110 Ma；地球化学特征揭示岩浆源区从活动陆缘弧向后碰撞伸展环境的渐进式转变；地壳厚度定量重建显示增厚—减薄—再增厚的“N”型演化轨迹，对应俯冲挤压（约40 km）、碰撞垮塌（约35 km）及后期叠加改造（约40 km）三阶段动力学过程。综合表明，蒙古—鄂霍茨克洋经历了穿时性“剪刀式”闭合模式，其中段于中侏罗世晚期（约165 Ma）闭合，东段持续至早白垩世早期（约145 Ma），随后区域进入造山后伸展阶段，并受到古太平洋板块俯冲体系远程效应的叠加影响。

中国东北地区作为衔接西太平洋俯冲体系与中亚造山带的关键区域，其中生代盆地演化与多板块相互作用密切相关。本研究综合分析东北地区及邻区 NNE 走向中生代沉积盆地的构造-地层特征、岩石圈结构，结合板块相互作用的浅部过程与深部动力学演化，系统探讨盆地形成的动力学机制。结果表明：东北地区中生代盆地呈盆岭式构造格局，分为西部、中部、东部三大盆地群，岩石圈结构呈现西厚东薄的差异特征；盆地演化经历早—中三叠世剥蚀夷平、晚三叠世—晚侏罗世早期双侧俯冲差异响应、晚侏罗世—早白垩世早期全域挤压、早白垩世中—晚期伸展主导和早白垩世末期—晚白垩世挤压-伸展交替五大阶段；古太平洋板块俯冲样式演变与蒙古—鄂霍茨克洋闭合的双构造域叠加，是控制盆地演化的核心动力学机制，其中古太平洋板块俯冲回撤引发的区域伸展是盆地形成的关键动力。

古亚洲洋东段最终闭合问题是地质学研究的热点问题之一，然而由于松辽盆地西缘被巨厚的中生代盖层覆盖，有关索伦克尔缝合带向东延伸的最终闭合位置存在较大争议。新近发现的突泉蛇绿岩是索伦克尔缝合带内蛇绿岩残片的重要组成部分，为揭示索伦克尔缝合带向东延伸位置提供了重要的制约。LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年研究结果显示，蛇纹石化橄榄岩和辉长岩的年龄分别为 (265.5±3.5)和 (276.5±4.6) Ma，代表其形成时代为早二叠世晚期—中二叠世。结合突泉蛇绿岩的地球化学特征，突泉蛇绿岩形成于早二叠世—中二叠世古亚洲洋双向俯冲消亡的弧前构造环境，揭示古亚洲洋最终的俯冲碰撞至少持续到晚二叠世。研究结果进一步表明，突泉蛇绿岩可视为索伦克尔缝合线向东延伸的直接地质证据，为中亚造山带东南部晚古生代的演化格局提供了新的约束条件。

古亚洲洋的构造演化对东亚大陆的形成与演化具有决定性意义，深刻影响了中亚造山带的岩浆活动、地层发育和构造格局。然而，古亚洲洋东段最终闭合的时间一直存在争议。本文利用机器学习估算了华北克拉通北缘东段及邻区三叠纪的地壳厚度，为古亚洲洋的最终闭合方式和时间提供了新的约束。研究表明：早—中三叠世，华北克拉通北缘东段及邻区平均地壳厚度在吉林四平地区达到约66 km的最大值，且产出同时代的埃达克质岩石，向东地壳厚度整体呈现降低的趋势，岩石组合以钙碱性中酸性侵入岩为主，表明该时期古亚洲洋在吉林四平地区发生了闭合，导致地壳增厚，同时造成早三叠世地层的缺失，而东端延边地区的古亚洲洋尚未闭合，地壳厚度接近正常大陆地壳厚；晚三叠世，华北克拉通北缘东段及邻区自西向东地壳逐渐增厚，在吉林延边地区达到66 km的最大厚度，伴生同期埃达克质岩石的产出，而辽西—吉林四平地区地壳厚度较早—中三叠世发生减薄，且发育晚三叠世双峰式火成岩组合，指示晚三叠世古亚洲洋在延边地区最终完成闭合，同时西侧已闭合位置由碰撞挤压环境逐渐转变为碰撞后伸展环境。华北克拉通北缘东段及邻区三叠纪地壳厚度的空间变化，结合区域火成岩的岩石组合特征，进一步印证了古亚洲洋自西向东的剪刀式闭合过程，最终闭合发生在晚三叠世。

中国东北张广才岭地体发育大量的二叠纪—侏罗纪岩浆岩，为了解该区域构造演化提供了重要信息。本文系统总结了该地体266~163 Ma岩浆岩的地质年代学及全岩地球化学特征，识别出四期岩浆事件。266~240 Ma岩浆活动主要由埃达克质和I型岩浆岩组成，而229~210、209~185和184~163 Ma则以埃达克质、I型和A型岩浆岩为主。根据对这些岩石的源区性质和构造背景分析，结合以往的研究，认为张广才岭地体的构造-岩浆历史受黑龙江洋的演化所制约，其在266~210 Ma期间向西俯冲到张广才岭地体之下，并于210~180 Ma闭合。这一闭合过程导致了佳木斯-兴凯地块与松辽地块的最终碰撞。残余洋壳在180~163 Ma的折返-仰冲则导致了黑龙江增生杂岩的构造剥露和最终就位。岩浆间歇期（240~230 Ma）的出现与黑龙江洋洋壳的低角度俯冲有关。张广才岭地体是由晚古生代—早中生代增生杂岩和大陆弧构成的组合地体，而不是具有新元古代基底的古老地块。

为揭示古太平洋板块向佳木斯地块东缘之下的俯冲-增生过程，阐明中国东北地区构造域转换历史，以重塑古大洋板块俯冲-增生历史为切入点，综合分析了中国东北那丹哈达地体(那丹哈达增生杂岩带)的物质组成、增生过程、就位时代及构造背景。本文将那丹哈达增生杂岩带划分为跃进山和饶河增生杂岩两部分：跃进山增生杂岩的岩石组合以镁铁质—超镁铁质岩、硅质岩、大理岩和变碎屑岩等为特征，其中镁铁质—超镁铁质岩形成于晚石炭世—晚三叠世，变玄武岩的原岩具洋中脊和洋岛背景，变辉长岩的原岩形成于活动大陆边缘环境；跃进山增生杂岩记录了两期重要事件——晚石炭世—晚三叠世泛大洋板块俯冲增生及晚三叠世—早侏罗世古太平洋板块俯冲启动，其晚三叠世—早侏罗世就位时代与地块西缘吉林-黑龙江高压带基本一致，共同指示了中国东北地区由此进入古太平洋构造域的演化阶段。饶河增生杂岩是一套洋岛杂岩，含石炭纪—二叠纪灰岩、中三叠世—中侏罗世硅质岩和硅质页岩及晚三叠世—中侏罗世镁铁质—超镁铁质岩等外来岩块，其碎屑岩基质沉积下限时代为中侏罗世—早白垩世，限定了增生杂岩的主体增生时代，并于早白垩世就位于跃进山增生杂岩的东缘。综上，那丹哈达增生杂岩带的形成过程完整记录了晚石炭世—早白垩世期间泛大洋和古太平洋板块向佳木斯地块东缘之下的连续俯冲-增生历史。

吉中地区范家屯组作为华北克拉通北缘的关键沉积单元，其形成时代与物源特征为揭示古亚洲洋东段闭合提供了重要约束。本文对吉中地区范家屯组变沉积岩进行了系统的岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩地球化学测试分析。结果表明：变沉积岩碎屑锆石中最年轻碎屑锆石年龄加权平均值为(233.6±5.0) Ma（N=11），限定其最大沉积年龄不早于晚三叠世。全岩地球化学特征显示其Al2O3/TiO2值为24.65~63.69（平均值为37.84），La/Sc、Th/Sc、Cr/Th、Eu/Eu*值与长英质上地壳基本一致，指示物源为上地壳的中—酸性火成岩。碎屑锆石U-Pb年龄谱系和Hf同位素特征εHf(t)以正值为主，联合示踪揭示物源主要来自东北地块及华北克拉通北缘。依据构造判别参数与锆石微量元素时序变化推测研究区经历从挤压造山向伸展稳定的构造转换，推测古生代—早中生代地壳演化呈现“三减两增”的幕式特征，与古亚洲洋东段俯冲-闭合末期的构造模式高度耦合。

辽西医巫闾山地区是华北克拉通东北部晚中生代关键变形构造单元，其多期变形事件记录着区域构造体制转换的重要信息。本研究通过系统分析辽西医巫闾山变质核杂岩强变形岩石的宏微观特征，结合石英EBSD组构分析揭示两期差异性伸展韧性剪切事件：晚侏罗世高温(550~650 ℃)低角闪岩相韧性剪切与早白垩世低温(400~500 ℃)绿片岩相韧性剪切。早期变形表现为右行剪切主导的LS构造岩，具明显的简单剪切特征；晚期变形则形成L = S构造岩，呈现左行剪切性质，简单剪切与纯剪切贡献相近。锆石U-Pb年代学约束显示，两期事件分别发生于156.9~146.7 Ma（晚侏罗世）和132.6~126.8 Ma（早白垩世）。石英重结晶粒径分析表明，高温韧性剪切带具有较低的差异应力(20.53~22.16 MPa)和较高的应变速率(8.41×10^-13~5.56×10^-11 s^-1)，低温韧性剪切带恰好相反(20.62~24.07 MPa, 1.34×10^-15~9.69×10^-13 s^-1)。早期高温伸展变形与华北克拉通东北部构造体制从蒙古—鄂霍茨克洋的南北向闭合向古太平洋板块俯冲的转换有关，晚期低温伸展变形与古太平洋板块俯冲后撤有关。

作为中国东北地区最重要的地质单元，吉黑高压带属性与演化过程始终存在争议。为揭示吉黑高压带壳幔尺度精细结构，阐明黑龙江洋的俯冲-增生过程，本文综合大地电磁测深和深地震反射数据构建了深部地球物理模型。模型表现出横向非均质性，不同地质单元电性结构存在差异：在地体汇聚位置存在由地壳延伸至岩石圈地幔的西倾高阻、强振幅反射结构，反映黑龙江洋化石俯冲带；在上地壳尺度，黑龙江杂岩和张广才岭杂岩具有一致的高阻、小尺度短弧反射堆栈，张广才岭中下地壳表现为高导反U型反射模式。结合现有认识，本文提出张广才岭并非传统认识中松辽地块的一部分，黑龙江洋以西向俯冲的方式闭合，过程伴随着张广才岭杂岩和黑龙江杂岩以增生楔的形式相继就位，张广才岭杂岩反映俯冲的早期阶段。

中亚造山带经历了古亚洲洋近8亿年的俯冲-增生历史，是地球上规模最大且构造样式最复杂的增生型造山系统之一，完整记录了大洋消减、地壳增生及大陆改造等一系列关键地质事件，为探究显生宙大陆生长机制与古亚洲洋构造域的动力学演化过程提供了重要研究窗口。中亚造山带中南段的索伦缝合带，记录了丰富的古亚洲洋演化与消亡信息，被认为是古亚洲洋消亡的最终缝合带。然而，关于该缝合带东向延伸与古亚洲洋在中亚造山带中南段的俯冲极性等关键问题仍存在较大争议。近年来，研究团队在中亚造山带中南段的索伦缝合带地区开展了两条深地震反射大炮剖面研究工作，将探测深度拓展到岩石圈地幔尺度，有效获得了缝合带下方古俯冲带的结构特征。本文总结与横向对比了两条剖面所揭示的深地震结构特征，并结合研究区新近的地球物理数据，综合分析岩石圈尺度的构造变形样式。地球物理证据与地质研究相结合，揭示古亚洲洋在中亚造山带中南段以背向双向俯冲的模式，最终消减于贺根山缝合带与西拉木伦缝合带之间的索伦—突泉一线，并向东延入松辽盆地中部。

为揭示佳木斯地块—那丹哈达地体近地表结构特征，本研究基于深地震反射剖面数据，应用初至波走时层析成像方法，反演获得了研究区近地表P波速度结构模型，进一步刻画了断裂带空间展布特征。反演结果表明，沉积盖层厚度整体呈现西厚东薄的区域分布特征，并在主要断裂带附近表现出显著的横向差异性：佳木斯地块内部沉积盖层厚度较薄（0.5~0.7 km），在穿越敦化—密山断裂带和跃进山断裂带处迅速增厚，局部最大厚度超过2 km；而那丹哈达地体内部沉积盖层厚度普遍小于0.5 km。跃进山断裂带表现为岩石圈尺度的显著速度梯度陡变带，进一步揭示了其作为不同构造单元分界断裂的性质；而敦化—密山断裂带则呈现近直立的低速异常带特征，指示断裂带内部岩石因构造活动破碎导致物理性质弱化。

渤海湾盆地歧口凹陷是华北克拉通东部重要的新生代沉积凹陷，其古近纪构造演化过程对理解区域构造-沉积响应及油气成藏机制具有重要意义。本文基于歧口凹陷的南部三口取心井（X、Y、Z）的沙河街组一段（Es1）与二段（Es2）碎屑岩样品，开展系统的碎屑锆石U-Pb年代学与微量元素分析，结合物源贡献度反演与构造背景判别，探讨了古近纪构造背景对物源体系的控制作用。结果表明：Es1样品主要年龄峰为120、284、1 866和2 515 Ma，Es2样品则集中于252~246、320~291、1 882~1 877和2 542~2 532 Ma，两件样品碎屑锆石年龄谱系存在显著差异；物源解析显示，Es1物源主要来自华北板块北缘的板缘造山带北部、胶东半岛与辽东半岛，Es2物源则主要源自中亚造山带与苏鲁造山带；物源贡献度模拟进一步揭示，Es1以胶北（76.48%）、胶东（12.14%）和辽东（6.65%）为主要供给区，Es2则显著受中亚造山带（9.46%）与苏鲁造山带（5.65%）影响。结合碎屑锆石结晶年龄与沉积年龄差值（CA-DA）累积曲线及区域断裂系统演化，认为歧口凹陷在渐新世整体处于伸展构造背景，但Es2至Es1阶段发生了显著的物源体系转换，反映了断裂系统由NE向转为近EW向的构造转型。该转变导致源—汇路径由南北向转为东西向，进一步佐证了太平洋板块俯冲背景下区域应力场转换对盆地构造-沉积过程的深部控制。

对火星季节性斜坡纹线（recurring slope lineae, RSL）的时空特征分析高度依赖多源异构数据的有效整合与关联挖掘，进而为理解RSL的形成机制提供可靠的科学依据。基于此，依据HiRISE（高分辨率成像科学设备）高分辨率遥感影像，采用Neo4j图数据库构建了覆盖水手号峡谷群科普莱特斯与梅拉斯深谷的RSL知识图谱；其次通过图查询与时空关联分析，识别出控制RSL分布的关键地形与季节因子；再次建立了RSL活动性与坡向、太阳经度的量化关系模型，并依据101个RSL位点的364幅时序影像数据，系统解析了RSL的时空分布规律；最后结合前人观测结果与气候事件记录，验证了所构建知识图谱在揭示RSL时空特征方面的有效性。结果表明：RSL的坡向分布呈现出显著的西向偏好，季节性活动与坡向紧密耦合，形成年内交替活跃模式；在MY34全球沙尘暴后，Garni陨石坑中所有坡向均发现RSL活动，与往年仅在特定坡向出现形成鲜明对比，印证了气候事件对RSL规模的显著影响。

我国东北地区处于东亚季风北缘与西风带交汇区，对全球气候变化响应敏感，区内的湖泊沉积连续性强且信息载体丰富，是重建古环境和古生态演变的理想载体。本文系统综述了末次冰盛期以来东北地区湖泊记录的气候演变、生态系统响应及人类活动影响历史。研究表明：东北地区气候呈现末次冰盛期干冷而全新世暖湿的整体趋势，但在千年尺度上，末次冰消期以来水文气候可能存在时空异质性，温度定量重建的结果亦存在较大的不确定性和区域差异；东北地区粉尘主要源自中国北方沙地及蒙古干旱区，其通量和强度变化与气候变化及人类活动密切相关，沉积记录中远源粉尘与当地流域物质在地球化学、矿物学及粒度组成上的差异，表明东北地区粉尘主要源自中国北方沙地及蒙古干旱区,其通量和强度变化与气候变化及人类活动密切相关；植被由末次冰盛期的寒带草原逐步演替为全新世的针阔混交林，湖泊生态系统则随水文与营养状态发生阶段性转型。近现代以来，人类活动已成为环境变化的重要驱动力，导致湖泊污染物累积、粉尘输入增加及区域生态系统退化。未来研究应加强高分辨率多指标集成、人类-自然耦合过程的识别，以及模型与数据的融合，以深化对区域环境演变机制的理解，并提升未来预测能力。

为了解溶质在非均质岩石中的反应迁移机理，需要对岩石的非均质空间结构进行刻画。以中国甘肃北山地区的花岗岩为研究对象，分别通过灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法对花岗岩矿物组分进行分割，并结合地质统计学方法，利用变异函数建立非均质花岗岩吸附系数的空间相关结构。结果表明：灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法获取的矿物分割结果和花岗岩样品各组分矿物的实际质量分数误差均小于5%，且智能识别方法可更好地还原矿物连续性；花岗岩的主要组分矿物中，黑云母吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为3.75、4.92、4.14 mm，长石吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为7.88、6.15、5.94 mm，石英吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为5.25、5.45、5.28 mm，表明花岗岩具有明显各向异性。

深部大陆科学钻探是直接获取地球内部物质、揭示大陆形成与演化机制的关键技术途径，其装备水平是国家深地探测能力与科技实力的重要体现。本文系统梳理了深部大陆科学钻探装备的关键技术发展现状、核心挑战和未来趋势，聚焦于超万米极端环境下钻探装备所面临的高温、高压和高负荷等复杂工况带来的技术难题。通过文献调研与案例比较，结合国内外典型科学钻探工程（如科拉超深井、德国KTB、中国松科二井和深地塔科1井等）的装备参数与技术表现，对钻压精准控制、绳索取心、钻柱高效起下钻、钻井液冷却与循环控制，以及智能化运维等关键技术难点进行了深入剖析。我国自主研发的“地壳一号”万米钻机及深地塔科1井等在取心质量、自动化作业水平等方面已达到国际先进水准，并在顶驱系统、绳索取心绞车、井口自动化装备和泥浆智能调控等环节取得重要突破；然而，在高温高压传感、超深孔动态密封和智能决策模型等方向仍存在明显短板。面向未来，深部科学钻探装备应进一步朝着自动化、智能化、绿色化、模块化及无钻机井内自驱动等方向拓展，推动钻探装备从传统机械化工具向具备地质感知能力的“智能探针”演进，为我国深地资源勘探与能源安全保障提供关键技术与装备支撑。

为对比张拉裂隙与剪切裂隙在渗流与传热性能方面的差异，本研究利用定制的渗流传热试验装置，分别对张拉裂隙与剪切裂隙花岗岩进行了渗流传热试验。试验分别在50、100、150和200 ℃的恒温条件下进行，每个试验中的围压逐步从5 MPa增加到20 MPa。结果显示：在渗流特性方面，随着围压的升高，张拉与剪切裂隙的水力开度和渗透率均呈下降趋势，但剪切裂隙的水力开度和渗透率要大于张拉裂隙，其中水力开度高20%~24%，渗透率高44%~56%；在传热特性方面，随着围压的升高，张拉与剪切裂隙的热提取率和总传热系数也有所下降，但剪切裂隙在各温度下的热提取率和总传热系数都要比张拉裂隙更高，其中在50 ℃下高约140%，在100~200 ℃下高80%~84%。研究表明剪切裂隙具有比张拉裂隙更好的渗透性能及传热性能。

为应对增强型地热系统在压裂刺激、诱发地震及地层渗流不确定性等方面的技术挑战，本研究探索了一种更具环境友好性和运行稳定性的替代开发路径——闭环地热系统（CLGS）。通过对比分析，明确了CLGS的技术优势。首先系统梳理了CLGS在长周期运行条件下的力学稳定性与高效采热模式研究进展，重点分析了不同注采参数对采热性能的影响，并对多种采热模式的热能提取效率进行了综合评估；进而探讨了井壁在热-流-固耦合作用下的稳定性影响机制。结果表明，对于CLGS：螺旋形井筒结构可显著提升长期换热能力，在50 a周期内平均每延米换热量提高23.73%；间歇采热模式能够显著提升热交换效率，平均产热率提高3.95 kW，累计发热量增加34.6%；此外，注入速率被证实对采热周期演化及井壁应力扰动过程具有关键调控作用。

硫化和羧甲基纤维素稳定化双重改性纳米零价铁（S-CMC-nZVI）具有反应活性高和迁移能力强等特点，在修复有机污染地下水领域具有较强的应用潜力，然而地下水中常见阴离子对其表面改性层及降解性能的影响尚不清楚。本文以硝基苯为目标污染物，探究地下水中常见阴离子（SO₂^-4、HCO^-3、NO^-3、Cl^-）对S-CMC-nZVI降解硝基苯的影响机制及效果。结果表明：NO^-3、Cl^-的存在不会影响S-CMC-nZVI表面改性层的硫化程度和硝基苯降解效率；当体系中加入SO₂^-4、HCO^-3时，表面改性层的硫化程度降低，硫化层被剥蚀，溶液中Fe₂⁺和S₂^-增加，材料实际硫铁摩尔比分别下降至0.013 2、0.019 1；硫化层脱落产生的FeS、Fe₂⁺可促进硝基苯的降解，但SO₂^-4会导致S-nZVI表面产生铁氧化物，抑制硝基苯持续降解；HCO^-3具有加速氧化层分解的作用，有利于硝基苯持续降解，降解率最高可达99.6%。

超导磁测技术，特别是基于超导量子干涉器件（superconducting quantum interference device, SQUID）的矢量磁测系统，具有极高的磁灵敏度、宽频带响应与优异的矢量探测能力，超导磁力仪白噪声可达10 fT/Hz，张量梯度仪噪声可达0.01 nT/(m·Hz)，该技术已成为地球物理探测领域的前沿研究方向。本文系统梳理了SQUID磁测技术的基本原理、器件类型（高温与低温SQUID）及其对应的磁力仪、磁梯度仪与张量梯度仪等系统构型，重点分析了近年来国内外在SQUID矢量磁测系统研制方面的关键进展，涵盖系统集成、噪声抑制等核心技术。在此基础上，详细阐述了该技术在矿产资源勘查、军事目标探测、考古调查等领域的典型应用案例与成效。文章还探讨了SQUID的制备工艺现状，并针对超导材料、系统集成、数据处理等方面面临的挑战，对未来技术发展趋势与应用前景进行了展望，以期为我国超导地球物理矢量磁测技术的进一步发展提供参考。

地空频率域电磁法在复杂地貌环境深部地质构造研究中具有广阔应用前景，但当前研究和应用主要聚焦于大地电阻率成像，对介质激发极化效应的测量缺乏深入研究。本文旨在系统研究地空频率域电磁法中极化效应对测量结果的影响，并提出一种视电阻率和视极化率同步成像的方法技术。为此，基于麦克斯韦方程组和Cole-Cole模型，建立了包含极化效应的电性源地空频率域电磁响应正演模型，分析了电阻率和极化率等参数对空中磁场的影响，并结合Sobol敏感性分析和粒子群优化算法，提出了同时计算视电阻率和视极化率的成像方法。最后采用模拟实验测试，验证了该方法对低阻高极化目标的有效识别能力。结果显示：所有模型的视电阻率曲线在低阻目标层位置呈现凹陷特征，直观反映了目标层的低阻特性；含极化效应的模型在目标层位置呈现高值特征，且异常幅度随着极化率的增大而增强，零极化模型则显示出较平坦的视极化率曲线；大地电阻率和极化率对空中磁场幅值有显著影响，尤其是低阻高极化的异常体，能引起明显的磁场响应异常。

随着油气勘探对储层精度要求的提高，传统基于完全弹性假设的地震波传播理论已无法有效描述复杂介质中岩石黏弹性和孔隙结构导致地震波在传播过程中表现出的频散和衰减特性。孔隙黏弹介质地震正演模拟成为准确描述此类耦合效应的重要研究工具，其中广义标准线性固体模型及其记忆变量法，通过引入辅助微分方程替代卷积积分降低计算复杂度，实现了对频率相关衰减的有效模拟。然而，在强非线性、强衰减的复杂储层条件下，传统算法仍面临计算精度与效率难以兼顾的问题。本文引入广义递归卷积法将本构方程中的时间卷积项转化为高阶递推公式，在时域内直接递归更新波场状态，避免了对历史数据的全局存储与重复积分运算，显著降低了计算复杂度与内存占用。数值实验表明：在均质模型中，本文方法相比传统记忆变量法计算效率提升约9%，且波场振幅保真度更高；在双层各向异性模型中，与记忆变量法相比，本文方法能更清晰地刻画层间反射与波型转换，显著改善了波场模拟的精度；在复杂非均匀Marmousi模型中，本文方法能有效模拟强起伏界面下的波场干涉与慢波衰减特征。

共反射面元（common reflection surface, CRS）叠加成像技术通过使用相邻共中心点道集信息提高地震数据信噪比，是处理低信噪比、低覆盖次数地震数据的关键技术。其三参数优化的搜索方法无论是经典的分步搜索还是同步的全局搜索，最终都需要局部优化算法提升精度，而传统的Nelder-Mead单纯形算法搜索方式简单，计算效率较低。本文采用一种无导数优化算法——新型无约束优化算法（new unconstrained optimization algorithm, NEWUOA）作为CRS叠加的精度提升算法。该算法通过动态构建二次插值模型，采用信赖域迭代策略，利用目标函数曲率信息提升计算效率。文中采用层状起伏模型和Marmousi2模型对该算法进行测试。结果显示，针对简单的层状起伏模型和复杂的Marmousi2模型，基于NEWUOA得到的相干值优化结果均普遍优于或等于基于Nelder-Mead单纯形算法得到的相干值优化结果，与Nelder-Mead单纯形算法相比，计算效率分别提升约48%和45%。这表明NEWUOA在保证CRS叠加优化精度的同时，能够显著提升计算效率，适合作为精度提升的计算工具。