火山岩相是火山物质喷发类型、搬运方式和就位环境与状态的总和，划分火山岩相是刻画盆地火山岩分布，寻找火山岩有利储层的基础，对盆地火山岩油气勘探具有重要作用。前人以火山岩的“岩性组构成因”为分类依据，建立了盆地火山岩“5相15亚相”分类方案，极大推动了我国盆地深层火山岩勘探进程。目前，我国大规模的盆地火山岩油气勘探已经走过了20余年的历程，随着勘探的深入对该岩相分类方案进行了不断地完善和丰富：针对基性火山熔岩，建立了基性溢流相，以及板状熔岩流、辫状熔岩流和玻质碎屑岩3种亚相及相模式；针对湖盆水下喷发，建立了水下爆发相，以及气携水下热碎屑流、水携火山高密度流和水下降落3种亚相及相模式，形成了“7相21亚相”的新的分类方案。基性溢流相中，辫状熔岩流亚相储层发育条件最好，玻质碎屑岩亚相次之，板状熔岩流亚相稍差；水下爆发相中，气携水下热碎屑流亚相控制有效储层的空间分布。基性溢流相的建立，克服了基性熔岩因单层厚度薄，钻井和地震亚相刻画困难等问题；水下爆发相的建立，实现了沉积盆地从陆上到水下不同喷发环境火山岩相的准确刻画。两种岩相的建立为进一步探索基性火山熔岩发育区和水下喷发火山碎屑岩发育区储层发育规律，寻找有利储层提供了基础。

痕量化合物是油气成因、来源、形成环境、次生地球化学改造等研究的重要指示物，随着当前油气研究不断地向非常规储层以及深层储层进发，此类化合物在油气地球化学研究中显得愈发重要。本文综述了近年来原油中痕量化合物的定义、分类，及其在母质来源与形成环境分析、高演化阶段油气成熟度与油源对比、油气运移路径示踪、油气次生地球化学改造等方面的研究进展，总结了基于痕量化合物所建立的原油热裂解、硫酸盐热化学还原反应、气侵改造作用等评价参数的应用现状；同时,指出痕量化合物的形成机理以及寻找具有指示物源意义的痕量分子化合物、加强单体同位素分析是未来的研究重点，并且随着测试技术与研究认识的不断提升或将发现新的过渡型分子化合物。

甲藻甾醇（dinosterol）是甲藻（dinoflagellate）细胞膜脂的重要组分，作为甲藻的生物标志物，它具有来源特异性、结构稳定、抗降解能力强等特点，广泛分布于海洋、湖泊等各类沉积载体中，有效记录不同地质历史时期古环境的信息。目前，利用甲藻甾醇质量分数及其单体氢同位素组成开展重建早期生态环境变化的研究，为理解早期气候和环境变化、生态系统响应提供新视角，因此甲藻甾醇是近年来海洋和湖泊古环境重建研究的热点生物标志物之一。基于此，本文首先介绍甲藻甾醇的结构、生物来源及其在海洋、湖泊等环境的分布特征，简要概述且对比甲藻甾醇的几种纯化方法，并在阐述其重建古环境、古气候原理的基础上，进一步总结甲藻甾醇的古环境指示意义，特别是其质量分数在古生产力重建以及甲藻甾醇单体氢同位素组成在盐度、降水重建上的研究进展。据此，我们提出甲藻甾醇在古环境重建研究中应注意的问题，如甲藻甾醇的具体生物来源、环境因子对甲藻甾醇的影响等。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区泊尔江海子断裂南北地区工业气流井分布与烃源岩演化程度不匹配，且该断裂南北地区天然气成藏期次存在差异。本文在烃源岩演化史和断裂发育史的基础上，结合天然气组分碳同位素、天然气干燥系数、流体包裹体特征以及断层在不同方向上的封闭性，对断裂南北地区天然气的来源、成藏期次、成藏时间以及运移通道进行对比。结果表明：天然气组分碳同位素符合“正碳同位素序列”特征，即δ13C1<δ13C2<δ13C3，表明研究区的天然气是单一来源；断裂南部天然气干燥系数分布在0.85~0.96，平均值为0.91，断裂北部天然气干燥系数分布在0.95~0.97；断裂南部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体主频温度主要分布区间为95~115  ℃与125~135  ℃，断裂北部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体均一温度主要分布在75~155  ℃之间；结合研究区埋藏史得出断裂南部地区天然气为两期成藏，成藏时间分别是晚侏罗世—早白垩世（155~142 Ma）和早白垩世末（116~110 Ma），北部地区天然气为一期成藏，成藏时间为早白垩世末（128~117 Ma）。泊尔江海子断裂自古生代以来发生了多期活动，其在燕山期的活动是造成断裂南北地区天然气分布、热演化程度、成藏期次差异的主要原因。

为明确川东地区中寒武统高台组蒸发岩特征与发育模式，综合野外观察、岩心描述、薄片鉴定、测井及地震资料，在对高台组蒸发岩的岩性及成因类型进行分析的基础上，讨论其沉积模式以及与油气的关系。研究结果表明：1）蒸发岩主要为含膏白云岩类、石膏岩和膏盐岩，存在清水和浑水两种蒸发岩岩性组合序列，蒸发岩厚度具有由西向东逐渐增厚的特点，沉积中心分别位于建深1井区—巫溪一线和太和1井区—石柱一线，蒸发岩盖层以“宽广圆环状”覆盖川东大部分地区；2）蒸发岩在干旱炎热的古环境、障壁滩形成的封闭环境、海水的周期性波动以及物源补给的共同作用下形成清水潟湖和浑水潟湖，即源控多潟湖成因环境；3）高台组蒸发岩厚度与龙王庙组储层的分布存在一定的负相关关系，即厚层蒸发岩控低含气储层，薄层蒸发岩控高含气储层；4）蒸发岩为盖层的储盖组合包括浑水潟湖成因的岩下储层和清水潟湖成因的岩间储层，薄层蒸发岩岩下储层含气规模较大，岩间储层的非均质性较强，厚度较薄，总体上呈中—低孔低渗的特征，研究区发育3个天然气有利勘探区带，分别位于北部、中部以及南部地区，是川东地区潜在的后备勘探领域。

沉积地层原生沉积介质的环境对砂岩型铀矿成矿作用及潜力分析具有重要意义。本文以准噶尔盆地北部铀矿地质探井N3006中上白垩统至新近系16件泥岩样品中的微量元素测试结果为基础，结合露头及钻孔岩心发育特征，选用对沉积介质环境反映比较敏感的锂（Li）、锶（Sr）、镓（Ga）、钡（Ba）、铜（Cu）、铀（U）、钒（V）、镍（Ni）等微量元素指标，探讨了研究区晚白垩世至新近纪沉积介质环境演化特征及其对铀成矿作用的制约。研究结果表明：晚白垩世至新近纪古沉积环境总体表现为干旱炎热且富氧的淡水微咸水沉积；据原生沉积环境判断，研究区内上白垩统至新近系各层组砂体总体上不利于传统的层间氧化和潜水氧化砂岩型铀矿化的发育；强氧化的古环境有利于铀元素的迁移，局部特殊环境形成的原生灰色层和后期遭受还原流体改造的灰色层是该区砂岩型铀矿找矿的重要突破方向。

黑龙江多宝山地区位于兴蒙造山带东段，为兴安地块与松嫩地块的拼合部位，是研究嫩江—黑河洋（古亚洲洋分支）构造演化的关键地段。对嫩江市多宝山地区西侧出露的花岗斑岩开展岩石学、年代学和元素地球化学等方面的研究，以期限定其形成时代，探讨岩石成因及构造背景，为嫩江—黑河洋构造岩浆演化提供依据。花岗斑岩呈肉红色，具多斑状结构，块状构造，斑晶由钾长石、石英和少量的斜长石组成，基质主要由微晶结构的长英质矿物和少量黑云母组成。LAICPMS锆石UPb加权平均年龄为（365.1±2.6）Ma，形成于晚泥盆世晚期。岩石地球化学具有高质量分数的SiO2、K2O，低质量分数的CaO、MgO和Al2O3，高TFeO/MgO和Rb/Sr值，富集Rb、Th、Zr和Hf元素，贫Sr、Ba、Eu、Ti和P元素，REE配分曲线呈燕式分布，负铕异常明显，表现出A型花岗岩的特征。以高的Zr/Hf值，Na2O、TFeO质量分数和相对低的P2O5、Rb质量分数区别于高分异I型、S型花岗岩。特征微量元素比值与大陆地壳相应值相近，且岩石具有较低的MgO、Cr质量分数和Mg#值，指示其源区主要来自地壳。综合分析表明，该期花岗斑岩为非典型A1亚类花岗岩，兼具火山弧和板内花岗岩的元素地球化学特征，形成于嫩江—黑河洋北向俯冲挤压体系下派生的局部拉张环境。

冀北西部陆块东北缘局部地区发现古元古代花岗岩体，由于缺少系统研究，其地球化学特征及地质意义尚不清晰。本文对冀北大囫囵古元古代花岗岩的锆石UPb年代学、元素地球化学和SrNdPb同位素进行了系统研究。结果显示：两个花岗岩样品的锆石UPb年龄为（1 855±7）Ma和（1 844±8）Ma。岩石高硅（w（SiO2）为71.58%~74.01%）、高钾（w（K2O）为6.44%~7.07%，K2O/Na2O为3.68~4.20），高铝饱和指数（A/CNK为1.12~1.27），为钾质强过铝质岩石;花岗岩富集轻稀土和大离子亲石元素，亏损重稀土和高场强元素，结合高TFeO/(TFeO+MgO)值（0.74~0.80）和高10000 Ga/Al值（3.36~3.55）及较高的锆石饱和温度(840~873 ℃)，确定其具有A2型花岗岩特征，暗示其形成于碰撞造山后伸展构造体制。花岗岩样品具有较高的Sr初始值（(87Sr/86Sr)i为0.713 0~0.716 2）、负的εNd(t)值（-8.0~-7.6），Nd二阶段模式年龄TDM2为2.96~2.94 Ga，（206Pb/204Pb）t、（207Pb/204Pb）t、（208Pb/204Pb）t值分别为14.976~15.178、15.192~15.228和35.413~36.626。综合研究表明，大囫囵钾质强过铝质花岗岩岩浆源自约2.95 Ga的中太古代下地壳物质部分熔融，形成于华北克拉通东部陆块和西部陆块碰撞造山后的伸展构造环境。

东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰，但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少，限制了对该区域中生代构造岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石UPb年代学、锆石LuHf同位素、地球化学和SmNd同位素研究。结果显示：邵武地区玄武安山岩喷发年龄为（161.0±2.0）Ma；同位素地球化学结果显示，这些样品中—晚侏罗世锆石的εHf(t)值介于-14.33~-10.41之间，εNd(t)值较低（-9.2~-8.4），反映富集Nd同位素的特征；岩石地球化学结果表明，该套火山岩具有高w(Al2O3)、w(Na2O)、低w(MgO)、w(TFe2O3)等特征，稀土总量较低，稀土配分曲线为右倾型，且具弱的Eu负异常，大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集，高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。综合岩石学和地球化学研究结果，本文认为邵武玄武安山岩起源于交代岩石圈地幔的部分熔融，并经历一定结晶的分异作用，其大地构造背景总体为板内环境。结合前人对区域构造岩浆活动的认识，本文认为在中侏罗世晚期，太平洋俯冲板片发生回撤、撕裂，导致幔源岩浆底侵并置换了古老壳源岩石，从而东南沿海地区虽整体处于挤压背景，但仍存在局部拉张环境。

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LAICPMS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石UPb年代学、LuHf同位素研究。结果显示：斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间，碎屑锆石最小年龄为1 829 Ma，变质锆石的上交点年龄为（1 905±300）Ma，误差较大，但暗示金水口群沉积时间漫长，沉积时代不晚于中元古代早期，故本文认为金水口群沉积时代在1 800 Ma左右；年龄集中于2 100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450~420 Ma之间，12个点的加权平均年龄为（444.3±5.3）Ma，为早古生代，该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致；锆石176Lu/177Hf值较低，变质锆石εHf (t)值为-35.41~-3.75，TDM2介于3 641~1 666 Ma之间，源岩物质为古老地壳再循环的产物；古元古代碎屑锆石εHf (t)值为-2.98~25.58，TDM2介于2 833~920 Ma之间，源区为来源于亏损地幔的陆壳，与太古宙TTG岩系相似，暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地，上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚，沉积过程具有连续性。

在火山岩和碎屑岩储层中普遍发育大量绿泥石，影响着物性。为查明火山岩中蚀变绿泥石的成因及其对储层物性的影响，本次工作选取川西南峨眉山典型剖面、ZG1井、ZG2井以及YT1井等系列玄武岩样品进行岩相学研究和电子探针微区成分分析。结果显示：玄武岩中绿泥石大致可分为显晶质、隐晶质和微晶3种结晶类型，总体上属于富铁种属的铁斜绿泥石（辉绿泥石）和铁镁绿泥石，形成于富铁的还原环境；隐晶质与微晶和显晶质绿泥石分别受到岩浆期后热液和来自深部的多期次构造热液叠加蚀变的控制，形成主要表现为Fe2+对Mg2+的成分置换，反映流体具有从碱性向弱酸性中酸性过渡的变化规律。绿泥石的形成过程对火山岩储集空间的影响具有双重作用：岩浆期后热液的充填结晶充填减少了火山岩原生孔隙并降低储层物性，对火山岩储层起到破坏性作用；多期次构造热液的溶蚀迁移沉淀则产生了新的微孔，对火山岩储层起到建设性作用。

辽西兴城地区出露的大面积花岗质岩石遭受了强烈的韧性变形改造，其独特的变形样式为研究华北克拉通东北缘中生代以来的构造演化提供了独特的视角。兴城娘娘顶地区出露的花岗质片麻岩塑性变形特征显著，矿物拉伸线理均以低角度向NNE倾伏，整体表现出上盘向SSW的逆冲型韧性剪切变形。最新的花岗质片麻岩中锆石UPb年代学结果显示，其原岩形成时代为（169.5 ± 1.6）Ma，为中侏罗世。典型变形岩石的石英EBSD（电子背散射衍射）分析、流变学参数估算，指示变形岩石古差异应力值为13.8~17.7 MPa，应变速率为1.16×10-16~2.20×10-14 s-1，变形温度介于350~450 ℃之间。综合研究认为该期变形为发育于中浅部地壳层次绿片岩相的缓慢变形，与晚侏罗世末期—早白垩世早期蒙古—鄂霍茨克洋俯冲闭合的远程效应和古太平洋板块俯冲作用的叠加影响有关。

泥石流危险区研究涉及触发条件、物源与地形等多种因素，需要开发快速、有效的方法进行危险范围分析。本文基于Laharz基本原理，以泥石流样本为数据基础拟合得到修正模型，并以重庆市巫溪县杨家湾沟为例，采用修正的Laharz ArcGIS工具包，在不同降雨重现期条件下对泥石流堆积范围进行模拟计算。结果表明：1）采用修正参数使Laharz模型统计量参数的和方差(SSE)和均方根误差(RMSE )减小，确定系数（R2）增大，拟合优度得到明显提高；2）基于数字高程模型，结合现场调查推算的物源体积，在ArcGIS平台采用Laharz工具包可快速模拟不同降雨重现期（10、20、50、100 a）条件下的泥石流堆积范围，并且模拟泥石流堆积宽度与现场调查堆积范围接近，大部分重合；3）采用Laharz修正模型与传统的FLO2D软件模拟进行对比，其中最远冲出距离、最大堆积宽度和堆积面积在两种方法下模拟结果的差值比率分别在10.00%、15.00%和20.00%量级，采用两种方法模拟结果与实地勘查结果也相近，表明Laharz修正模型具可靠性。

位于浙江省西部衢北地区的杨家泥石流是典型的水体冲蚀形成的低频性沟谷型泥石流。结合杨家泥石流所处的地质环境背景，首先在分析其分区特征、类型和成因机制，评价泥石流易发性及危害程度的基础上，利用统计分析方法确立暴雨强度指标；然后采用力学计算和极限平衡分析理论，构建强降雨作用下冲沟水动力学冲蚀启动模型，确定临界径流深度；再构建降雨—泥水位—流量相结合的递进式分层次综合预警体系；最后于2012年10月在杨家泥石流冲沟开展单沟泥石流远程自动化监测网络体系建设，实施远程监测控制和预警。研究表明：杨家泥石流冲沟呈小流域封闭状，汇水区、形成—流通区和堆积区分区特征明显，杨家泥石流是由特大暴雨激发的、低频的、一次性爆发规模为小型的稀性水石流，为中易发泥石流；冲沟形成区松散物源地表径流深度超过1.0 m时，处于临失稳状态，松散物质易被冲刷侵蚀，可将此临界径流深度作为是否冲蚀启动泥石流的有效判据，并结合暴雨强度指标（R＜2.8）和泥石流洪峰流量（Qd=31.83 m3/s）确定泥石流综合预警指标；监测期间（20121026—20221010）研究区最大降雨发生于20190619，经计算R=2.4＜2.8，冲沟区处于安全雨情，沟道泥水位未达到地表径流的警戒限值，不具备泥石流形成启动的水动力条件，沟内流量（最大值为1.70 m3/s）正常，未达到洪峰流量，未有泥石流发生或沟道堵塞等不良现象，此期间冲沟区较为稳定，再次发生泥石流的可能性小。建立以水动力学冲蚀启动特征参数为主的综合监测网络体系，可作为低频性沟谷型泥石流系统防灾控制的技术方法。

为了寻求一种合适的修复材料对砂岩质文物进行有效修复及保护，本文选取环氧树脂、水硬性石灰5%、水硬性石灰12%等3种修复材料分别对砂岩试样进行修复，并设定在不同恒温温度、冻融循环次数和饱和条件下测定砂岩试样的抗拉强度和抗剪强度，研究修复后的砂岩试样在不同温度和湿度条件下的强度和耐久性。试验结果表明：短时期（10余d）内，黏结岩样受温度影响并不显著；在饱和条件下，岩样的力学强度随着饱和度的增大呈现降低的趋势；使用环氧树脂黏结的试样抗拉与抗剪强度均高于2种水硬性石灰，水硬性石灰12%的黏结强度高于水硬性石灰5%；多次冻融后，环氧树脂黏结岩样的抗拉强度一直处于较高的水平。相对于其他两种材料，环氧树脂黏结具有更好的耐久性。

为研究适用于水平层状围岩隧道的围岩荷载计算方法，指导实际隧道工程施工，采用理论推导的方式，结合数值模拟荷载结构法计算模型，对水平层状围岩隧道的开挖工法和初期支护参数进行了优化。结果表明：1）水平层状围岩隧道塌落拱顶形成岩梁结构，基于此提出了针对水平层状岩隧道的围岩竖向荷载计算公式修正方法。2）基于掌子面力学平衡稳定分析模型，考虑塌落拱顶岩梁作用效应，通过计算得到了铜川隧道一号斜井工区水平层状砂岩、泥岩的岩梁极限厚度分别为1.7和2.3 m，当岩层厚度大于极限厚度时，岩梁可代替超前支护起到拱顶加固作用；同时计算表明Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面法代替原来的台阶法施工，掌子面稳定系数满足规范要求。3）铜川隧道一号斜井工区Ⅲb型、Ⅳa型和Ⅳb型初期支护参数优化后，钢支撑最大间距分别为1.8、1.6、1.6 m，相应的截面最小安全系数分别为1.65、1.63、1.57，均满足规范中的安全系数控制基准要求。

变化环境下（气候变化和人类活动）潜水位动态演化过程识别是当前我国乃至全球水资源领域面临的主要科学问题。为了分析多影响因素下的潜水位时空动态变化，以降水和地下水开采为例，基于通辽市科尔沁区2016年1月—2019年12月实测地下水位动态数据，采用MannKendall（MK）趋势检验和栅格代数法分析了区域潜水位的时空变化规律，并利用交叉小波分析、斯皮尔曼相关系数和多元线性回归法进一步量化分析了不同区域降水和地下水开采对潜水位的影响。结果表明：研究时段内科尔沁区潜水位总体呈下降趋势，年均降幅为0.36 m，中部和西部地区潜水位下降较为严重；根据潜水位差值空间分布特征，将研究区划分为潜水位基本平衡区、下降区和严重下降区，其分别占研究区总面积的9.88%、49.65%和40.47%；基本平衡区的潜水位受降水因素影响显著，受地下水开采变化影响极小，下降区和严重下降区潜水位受地下水开采的影响相较于降水影响更大。

自然条件下沿海地区地下水与海水呈现动态平衡，但地下水超采会破坏二者间平衡关系，进而引发一系列地质环境问题。地下水动态变化受多种因素影响呈现非平稳信号变化特征，传统时间序列分析方法无法从多角度准确描述时间序列动态变化特征，基于时间域和频率域分解的小波分析方法为探究地下水动态变化特征及影响因素提供了便利条件。利用山东日照地区不同类型含水层3口监测井1996—2015年间地下水位和降雨量监测数据，应用连续小波变换法和小波相干分析法开展研究，结果表明：不同类型含水层地下水位动态变化周期特征存在差异，荻水监测井（第四系松散岩类孔隙水含水层）地下水位呈现年际、4~5 a和11 a周期变化，莒县地震办监测井（基岩裂隙含水层）和东莞中学监测井（碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水层）地下水位均呈现11 a周期和14 a强趋势项变化，总体而言，该地区降雨量呈现年际周期、4~5 a周期、11 a周期变化以及14 a强趋势项变化；降雨量周期变化是导致不同类型含水层地下水位呈现年际周期变化和多年周期变化的主要因素；不同含水层地下水位对降雨量响应时间存在差异是造成其呈现不同周期变化特征的主要原因。

为了厘清石棉对土壤环境的污染风险,为进一步治理及减缓石棉污染危害提供技术支撑，本文针对青海省祁连县小八宝石棉尾矿库矿区场地土壤环境中石棉组分和相关重金属元素的分布、空间迁移转化规律及其对土壤微生物群落结构和多样性的影响开展研究。结果表明：场地土壤中的主要矿物组成包括石英、斜绿泥石、蛇纹石、铁韭闪石、钠长石等，其中蛇纹石被确定为石棉的特征矿物；在典型垂向和横向剖面土壤中，不同来源的重金属元素质量分数呈现不同的空间分布特点，其中CaO分布趋势与蛇纹石矿物相关，土壤中重金属Cr表现出与石棉矿物相似的分布特征;在垂向和横向剖面的样品中Cr质量分数均超过建设用地风险管制值（二类用地78 mg/kg），特别是在石棉尾矿渣堆处Cr质量分数远超出建设用地风险管制值。石棉的环境胁迫降低了土壤微生物多样性，对土壤微生物群落结构造成较大影响。

时域电磁法中的超顺磁效应一般由磁异常体或磁化层引起，并在响应中后期出现呈近似1次幂律衰减的慢扩散现象，同时也是地下磁性介质信息的重要表征。传统参数提取方法在对磁性环境的实测数据进行处理时，会由于忽略这种效应导致数据的错误解释。为了实现对含有超顺磁效应数据的准确解释，本文基于改进粒子群优化算法进行了超顺磁效应的多参数提取研究，通过引入ColeCole磁化率模型实现了层状超顺磁效应的数值模拟，证明了磁化率、电导率可以影响超顺磁响应的幅值与衰减斜率，并结合改进粒子速度和位置更新策略的粒子群优化算法实现了对磁化率、电导率等参数的提取。结果表明，本文的方法在对超顺磁效应多参数进行提取时最大相对误差不超过2%，验证了方法的有效性。

瞬变电磁反演是高维非凸的复杂非线性反演问题。利用传统的BP（back propagation）神经网络可以有效缓解瞬变电磁反演的过拟合现象，但是BP算法收敛速度慢、易陷入局部最优。为了解决这些问题，提出了一种基于小波包分解（wavelet packet denoising, WPD）和遗传算法（genetic algorithm, GA）优化BP神经网络的方法（WPDGABP），并应用于瞬变电磁反演中。首先，采用基于硬阈值和Daubechies系列中Db13的WPD方法降低观测磁场数据中的噪声成分，同时提出一种剔除冗余特征的样本采集策略。然后，引入具有全局性的GA优化BP神经网络初始权重，提升BP算法的学习能力和求解精度。最后，基于中心回线源一维瞬变电磁正演理论，构建层状地电模型，经WPD预处理后进行反演，并比较GABP与传统Occam、单一BP、PSOBP（particle swarm optimizationBP）、DEBP（differential evolutionBP）等算法的反演结果。理论模型与实测数据反演结果表明：在瞬变电磁层状地电模型反演中，WPDGABP比其他算法具有更高的精度以及更强的稳定性和正演数据拟合能力，可有效应用于电磁探测反演解释中。

与频域电磁法相比，瞬变电磁法可有效区分空气波和海底电磁响应，在浅海油气藏探测中具有良好的应用前景。近海海域地质条件一般较为复杂,普遍具有强切割地形及复杂构造，使电磁场响应特征变得异常复杂，给数据解释工作带来极大困难。本文基于时域有限元法，采用非结构化网格对复杂地质模型进行剖分，通过构建时域有限元方程并结合偶极子离散的长导线源近似技术以及后退欧拉离散技术，实现了复杂地质条件下浅海区电性源瞬变电磁三维正演模拟。在验证算法精度后，通过复杂地质模型的三维正演，分析了不同海水深度对空气波与海底油气藏目标体的影响，在此基础上，进一步分析了不同围岩电阻率以及海底地形对油气藏目标体分辨率的影响，结果表明：在浅海条件下，脉冲响应受空气波影响较大，阶跃响应受空气波影响较小，随着深度增大空气波影响变小，对油气藏的分辨率也降低；围岩电阻率及海底复杂地形对电性源瞬变电磁影响严重。

滑坡是一种分布广泛、数量众多、危害巨大的地质灾害，准确确定滑坡滑动面对滑坡防治具有重大意义。传统的勘探手段,如钻探和地球物理方法在起伏较大的滑坡地形中具有诸多限制。本文以四川省屏山县东池庄滑坡为参考，建立了起伏地形软弱性土质滑坡模型，进行了瑞雷波波场模拟并经过模式分离后计算求得水平/垂直（H/V）谱比曲线。对比分析了波场传播及H/V谱比曲线的特征，发现在110道检波器排列中，中心部位检波器的峰值频率可作为计算土石分界面的卓越频率。设计了土层厚度分别为25、31、35 m的滑坡模型，发现土层厚度与峰值频率呈负相关关系。给出了地层为黏性土与泥岩时的频率深度经验公式，得到了连续滑动面信息，经验公式计算结果与实际模型吻合较好。

为了进一步提高探地雷达（ground penetrating radar, GPR）数据的信噪比，压制由随机扰动引起的随机绕射能量，将二维变分模态分解（twodimensional variational mode decomposition, 2DVMD）引入二维GPR数据的噪声压制处理中。首先，对GPR数据进行2DVMD处理，并分析各阶本征模态函数（intrinsic mode function, IMF）分量及其对应的频率波数域谱来确定雷达剖面中的各回波类型。然后，计算IMF分量与原始数据的互相关系数来确定信号模态和噪声模态，并对信号模态进行重构得到降噪后的数据。理论数据和实测数据测试表明，相比于传统的1DVMD法，2DVMD滤波后的含噪正演记录峰值信噪比由6.44 dB增加到7.72 dB；经2DVMD降噪处理后的雷达剖面在保留有效信号的基础上，可以有效压制随机扰动带来的噪声，并且得到的雷达剖面同相轴连续性更好。

南海西部北部湾盆地的稠油油藏分布在涠西南凹陷和乌石凹陷，主要以普通稠油和特稠油为主。此类稠油埋深范围较广，从浅层到中深层均有发现，物性较好，呈中—高孔渗和高阻特征，但常规气测往往仅有总烃和甲烷，气测值很低且无异常显示，录井岩屑在大部分区域未见任何荧光和含油显示，给地层流体识别带来很大困难。为此，针对本区不同类型的稠油进行分类并开展测、录井特征分析；在此基础上，以随钻测井曲线结合壁心含油性为主要手段，以气测图版和壁心三维定量荧光识别为辅助，提出了一套稠油快速识别方法。利用取样过程中对井下地层流体性质的监测和岩石热解分析结果，指出稠油本身典型的烃组分构成造就了其独特的气测特征；同时，认为强亲水的岩石润湿性以及沥青质稠油与砂岩骨架颗粒之间特殊的粘附性是造成部分稠油储层岩屑无荧光和含油显示的主要原因，壁心和取样流体的三维定量荧光能够真实反映地层流体的性质。

随着光学遥感影像空间分辨率的提升和获取渠道的丰富，利用光学遥感影像实现地物智能解译已成为高效的技术路径。由于卷积神经网络（convolutional neural networks, CNN）强大的特征提取能力以及道路信息在多个领域的应用需求，基于CNN的道路提取方法成为了当前的研究热点。鉴于此，本文根据近年来的相关研究文献，对基于CNN的道路提取方法从基于形状特征的改进、基于连通性的改进、基于多尺度特征的改进和基于提取策略的改进四个方面进行归纳总结，然后描述典型道路遮挡案例，并利用经典CNN从样本标签的局限性层面对当前的技术难点进行分析与验证，最后从多源数据协同、样本库建设、弱监督模型和域适应学习四个方面对遥感影像道路提取的发展趋势进行评估和展望。