为提升海洋勘探信号质量，本文研究了具有不确定性扰动的海洋可控震源系统的稳定控制问题。首先，针对海洋复杂工作环境引起的外部扰动和内部扰动，设计一种最佳的快速有限时间扩展状态观测器用于观测系统集总扰动，同时该观测器可以估计系统的状态变量；其次，为提高可控震源输出波形的稳定性，设计分数阶有限时间滑模面控制方案，减少位移误差和控制器输出抖振；再次，通过Lyapunov整数阶和分数阶定理证明所设计控制系统是快速有限时间稳定的；最后，仿真验证所设计的快速有限时间扩展状态观测器和分数阶有限时间滑模控制器结合方案的有效性和可行性。结果表明，观测器最大相对误差降低了29.5%，控制器抖振峰-峰值减小了25%。

微动HVSR（horizontal-to-vertical spectral ratio）法是一种高效、非侵入式的地球物理探测手段，广泛用于城市地质调查与工程勘探。然而，行人、车辆等瞬态干扰会导致HVSR曲线畸变。现有瞬态干扰剔除方法存在局限：STA/LTA（short-term-average over long-term-average）法易误判且调参复杂，手动剔除法效率低，频域窗剔除法仅关注峰值频率信息。为此，本文提出一种基于机器学习的微动HVSR数据干扰信号压制方法。首先通过提取曲线形态特征训练曲线剔除模型，用于剔除HVSR数据中显著偏离平均趋势的离群HVSR曲线；随后提取峰值特征训练峰值识别模型，用于识别曲线中的有效共振峰值；最后结合DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）聚类算法对识别出的有效峰值进行聚类与二次剔除，去除频率和振幅异常的峰值所在曲线。曲线剔除模型和峰值识别模在测试集上的F1分数分别为0.967和0.985，均表现出优异的分类性能。实际算例结果表明，本文方法在异常曲线剔除方面相较于STA/LTA法和频域窗剔除法具有更高的稳定性与准确性，处理后的曲线频谱分布更加集中，标准差曲线更加收敛，峰值更加清晰稳定。本文方法在实现高效自动处理的同时，剔除效果与手动剔除法高度一致。

 大多数地震数据处理方法的开发，旨在解决实际地球物理问题，缺少对数据本质属性的研究。地震数据是一种时-空-频变信息，传统的信号分类方法并不适用于这种数据，当前没有形成地震数据本质属性的定义，这对开发更高精度的地震数据处理技术构成了主要限制。本文基于地震勘探观测系统中地震数据的特殊排序关系和实际非确定性因素，给出地震数据非平稳性的新定义，并且在该定义下给出了地震数据六种代表性非平稳特征（包括随机噪声的统计性，有效信号的振幅压缩性、能量谱预测性、时频谱衰减性、波形相似性及振幅周期性）的性质以及相应七种表征处理技术的进展，如中值滤波、稀疏变换、预测滤波、时频分析、Q值估计与反Q滤波、相似性分析以及混沌系统，这些分析和处理方法有助于实现“三复杂”（复杂地表、复杂构造和复杂岩性）环境下“两宽一高”一体化采集模式对海量复杂地震数据提出的“三高一快”（高保真度和快速计算的条件下实现高信噪比和高分辨率）处理新目标，为高精度地震勘探提供理论和技术支撑。

当前，我国平原及低缓丘陵地区找矿潜力已较为有限，未来重点将转向西部高海拔深切割区。该类区域地形复杂、环境敏感、交通困难，传统地面物探方法受限。时间域航空电磁法作为一种高效探测技术，在此类复杂地区具有重要应用价值。本文基于有限体积法与八叉树网格技术，开展了时间域航空电磁三维正演模拟研究。研究首先通过均匀半空间模型验证了正演算法的正确性，并构建了典型山脊与山谷地形模型以对比分析不同飞行模式下的电磁响应差异。进一步地，通过在起伏地形中设置低阻异常体，研究了地形与矿体响应的耦合机制。最后，基于夏日哈木矿区真实地质剖面进行了正演建模。研究表明：在山脊与山谷的陡变地形区域，早期道响应普遍增强，在山脊顶部晚期道响应显著降低，山谷底部的响应则显著增大，揭示了地形引起的响应畸变特征。其次，地形会对含矿异常体的响应会产生多方面的复杂畸变，早期道和晚期道的响应会被淹没到地形引起的畸变中，但在响应中期阶段由异常体引起的响应变化仍可有效识别。最后，通过真实地质剖面的建模结果验证了该方法在深切割地形与复杂地质条件下的实用性，为时间域航空电磁三维反演提供了可靠的理论支撑。

随着浅部资源枯竭，深地金属矿精细勘查已成为地球物理勘探的重要方向。地下电磁法因贴近目标体观测、抗干扰能力强和成像分辨率高等优势，在深部金属矿勘查中展现出独特潜力。国际上已将其发展为深部（>500 m）块状硫化物和浸染型矿床勘探的核心技术。本文系统综述了国内外井中、井间及井-地电磁法的研究进展，分析了高功率发射源、高灵敏接收系统及多分量观测技术的发展现状，归纳了复杂井筒条件下的数值模拟、正反演算法和智能数据处理方法。针对深部金属矿勘查流程，总结了地下电磁技术在成矿背景约束、成矿模式引导、靶区预测、矿体定位等阶段的应用策略。研究表明，地下电磁法正向多源协同与多参数融合方向发展，形成“多参数级联、远近结合”和“强源近收、密集对射、广域覆盖”的深地探测体系，为深地找矿提供技术支撑。

磁性物体在磁场中产生的扰动信号为目标定位与跟踪提供了非接触式、无源的技术手段。传统基于物理建模的磁矢量定位方法在复杂环境中面临精度下降和鲁棒性不足的挑战。本文提出了一种磁异常跟踪卷积神经网络（MagTrack-CNN），旨在解决磁性物体的高精度空间动态定位。该方法采用双层磁矢量数据观测架构，通过垂直梯度信息增强深度方向的定位敏感性，设计了双分支独立预测网络结构，避免各维度间的梯度竞争；构建了多尺度特征提取框架，有效捕获不同空间尺度的磁异常模式。稳定磁场区域内、单个均匀磁化目标定位场景下的实验结果表明，MagTrack-CNN在测试集上实现了1.98 cm的整体定位精度以及良好的z轴定位效果。实验针对不同运动轨迹类型的测试均实现了有效的定位跟踪。同时，噪声敏感性实验表明，在0.5%~3.0%的测量噪声水平下，模型仍能保持较低误差（平均绝对误差由0.42 cm增至0.46 cm）。此外，该方法的单样本推理时间保持在2.3 ms以内，展示了良好的应用前景。

调整分数阶磁梯度的求导阶数可改变对不同深度磁性体的分辨能力，然而目前缺乏分数阶磁梯度的直接测量方法，因此本文针对分数阶磁梯度测量方法展开研究。本文以拉普拉斯方程在球坐标系中解的外部源项作为球内磁场模型，对模型计算相应方向上的分数阶导数，实现了对分数阶磁梯度的测量。通过仿真分析了测点位置误差和磁场测量误差的影响，结果表明：归一化均方根误差均随求导阶数升高而增大。设计实验对测量原理进行了验证，实验结果与理论值相对误差不超过6.00%，验证了测量方法的正确性。

随着我国勘探进程的推进，已经获悉现今大部分地区500 m以浅矿产资源的分布特征，然而我国2/3以上国土面积被沼泽、森林、沙漠及中高山区等复杂地形区覆盖，针对复杂地形区矿产资源的勘查到了亟需突破的关键阶段。空-地-井重磁多参量（原始场、分量场、梯度场）探测技术形成“快速圈定-精细查证-精细定位”的快速突破链条，是复杂地形区矿产资源快速、精准勘探的有效手段。本文以复杂地形区矿产资源勘探需求为导向，系统阐述了空-地-井重磁多参量探测原理、装备、数据校正处理、平台技术及反演等方面的研究进展，理清空-地-井立体探测技术体系航空、地面与井中阶梯互补的构建逻辑与实用化、小型化、智能化的未来发展趋势，为新一轮找矿突破战略行动提供技术参考。

在低水力梯度条件下，低渗透介质往往会出现低速渗流现象。探究低速渗流的机制对地下水环境保护研究至关重要。低渗多孔介质中流体流动受多种因素的共同影响。本文通过室内定水头渗透实验和核磁共振实验，系统研究了不同温度对不同类型黏性土低速渗流的影响规律与机理。结果表明：1）温度升高显著提升黏性土渗透系数，在5~30 ℃范围内，随温度升高，白浆土、黄土、淤泥质土稳定渗透系数分别提高了289.9%、210.4%、156.2%，同时临界水力梯度从10左右降至4左右；2）温度升高促进弱结合水向自由水转化，温度由5 ℃上升到30 ℃，白浆土、黄土、淤泥质土结合水质量分数分别降低23.1%、22.8%、25.6%，结合水质量分数减少可增大有效孔隙空间，降低流动阻力，进而提升渗透系数并降低临界水力梯度；3）温度对渗透系数的调控存在黏度-结合水耦合效应，但结合水对渗透性的影响占主导地位，在5~30 ℃区间，随温度升高，结合水对黏性土渗透系数的贡献率整体呈增加趋势，相同温度条件下，白浆土结合水对渗透系数的影响最大，黄土次之，淤泥质土最小。

为构建矿区综合防污染体系、保障土壤与地下水安全并维护公众健康，系统研究矿区重金属的释放与迁移规律，发展相应的污染评价与数值模拟方法，具有重要科学意义与实践价值。本综述在梳理已有研究成果的基础上，系统归纳了尾砂与废石中重金属释放研究的常用实验方法及动力学模型，总结了内在矿物学特性与外部环境因子对重金属释放行为的影响机制，揭示了重金属赋存形态、理化特性及土壤理化性质在其迁移过程中的关键作用；同时，系统评述了当前地下水重金属污染领域常用的评价方法与数值模拟软件，对比分析了各类方法与工具的适用条件及局限性，并探讨了机器学习技术在该领域的新兴应用进展。研究表明，尽管现有成果在揭示矿区重金属在地下水环境中的释放迁移规律及污染评价预测方面已取得重要进展，但在全面阐释多因子耦合作用下的释放迁移机制与实现长期动态精准预测方面仍面临挑战。未来研究应加强实验室机理研究与现场监测的结合，推动多学科交叉与数据驱动技术的深度融合，从而为矿区重金属地下水污染防控与生态环境保护提供更加坚实的科学依据与技术支撑。

松辽盆地是我国重要的能源与工业基地，CO2排放量大，同时赋存良好的地下咸水层，具备开展CO2地质封存的潜力。为实现该区域咸水层CO2地质封存的科学选址，系统评价其封存适宜性，本文以松辽盆地南部中央坳陷区为研究对象，采用基于地理信息系统（GIS）的多准则决策分析（MCDA）方法，综合考量研究区域咸水层CO2地质封存工程地质条件、封存潜力及社会经济因素。首先，构建了由3个一级指标与31个二级指标组成的评价指标体系，其次利用GIS将各评价指标数据分别生成分辨率为1 km的栅格图层，然后以分级标准为准则对栅格数据进行重分类，接着结合层次分析法（AHP）所确定指标权重对各指标栅格图层进行加权叠加，最后生成研究区咸水层CO2地质封存适宜性分区图。结果表明：研究区内适宜区主要分布于红岗阶地北部小部分地区与长岭凹陷西南部，约占区域总面积的24.0%；不适宜区集中分布于扶新隆起带，仅占区域总面积的6.8%；适宜和较适宜区合计占比近56.0%。松辽盆地南部中央坳陷区超过半数区域具备咸水层CO2地质封存的基本条件，下一步可进行进一步优选与工程部署。

为应对农田土壤中重金属和有机污染复合胁迫，本文旨在系统综述生物炭与微生物诱导碳酸钙沉淀（microbially induced carbonate precipitation，MICP）联用技术的关键作用机制、影响因素及修复潜力。基于近年来相关文献，对生物炭与MICP在污染物稳定化中的材料特性、微生物矿化路径及协同过程进行对比分析，并总结联用体系在不同污染情景下的性能表现及环境风险。生物炭通过吸附、络合和调控pH实现污染物短期固定，但稳定性受老化及环境因子影响；MICP可通过碳酸钙沉淀、晶格置换等机制实现重金属长效固化，但反应速率和条件适应性有限。二者联用能发挥显著协同效应：生物炭提供微生物载体与富集位点，促进脲酶活性与碳酸盐生成，MICP形成的矿化层增强生物炭稳定性，从而降低污染物迁移性并改善土壤微生物结构与酶活性。但该技术仍面临氨氮积累、土壤孔隙堵塞及长期生态影响不明等问题。MICP-生物炭联用技术兼具快速吸附与长期稳定化优势，是农田污染土壤修复的潜在高效路径。未来研究应聚焦菌株工程化、低成本钙源开发、生物炭定向改性、多过程协同体系构建及长期环境效应评价。

西南地区广泛分布着结构松散、孔隙率大、强度较低的欠固结土石混合回填土。当隧道穿越此类地层时，常面临成洞条件差、开挖易坍塌和隧道结构失稳等问题，严重威胁隧道施工及运营安全。鉴于此，以重庆市轨道交通某区间隧道为工程背景，通过模型试验研究隧道开挖施工中的力学响应，揭示了围岩位移、应力变化和地表沉降的演化规律，并对比了全断面法、上下台阶法及预留核心土法三种开挖方法对隧道围岩变形、应力释放和地表沉降的差异性变化特征。结果表明：在开挖作用下，围岩位移演化可分为未扰动阶段、缓慢变形阶段、突变阶段和平衡稳定阶段四个阶段，相较于拱肩和拱腰，拱顶围岩变形更为显著，距离隧道拱顶0.2倍洞径处围岩竖向位移为距离拱腰0.2倍洞径处围岩水平位移的1.96倍；围岩各点径向应力变化均呈现出“之”字形趋势，围岩应力释放影响由强至弱依次为拱顶、拱肩、拱腰，而应力降低幅度排序则为拱肩、拱腰、拱顶；地表沉降按变化趋势可分为不敏感阶段、缓慢变形阶段、加速变形阶段和平稳阶段四个阶段，隧道轴线处的地表监测点曲率随着开挖面接近监测断面而逐渐增大；不同开挖方法对围岩扰动的影响强度减弱顺序依次为全断面法、上下台阶法、预留核心土法，采用预留核心土法能有效减小围岩变形、地表沉降及地表影响范围。

在寒区工程中，冻土-结构界面的剪切性能是影响设施长期服役稳定性的关键因素，而现有研究对多物理场作用下的界面损伤机制缺乏系统表征。为揭示热力学条件扰动下，各影响因素通过调整冰水相变过程，进而重塑冻土-结构界面的力学行为，本文从试验方法、影响因素及本构模型三个方面，对冻土-结构界面剪切性能的研究进展进行了系统梳理与评述。首先通过总结直剪试验、现场原位试验及模型桩试验等方法，明确了热-水-盐-力多场耦合条件下各因素对界面力学行为的影响路径；进而分析了温度、水分、冻融循环和盐分等因素通过调控冰水相变过程对界面剪切性能的作用机制；最后，评估了现有冻土-结构界面本构模型的适用性与局限性。结果表明：温度梯度与水分迁移通过调控冰水相变过程的冰胶结强度与未冻水膜厚度改变界面剪切性能；冻融循环引发的孔隙重构与冰晶分异，导致界面强度劣化；盐分则通过改变相变温度阈值和盐结晶膨胀效应，影响界面空间构成。现有模型在冰水相变、长期冻融及多场耦合表征上存在明显不足。建议未来从“试验-观测-模型”多角度出发，结合跨尺度观测技术构建界面热-水-盐-力耦合模型，为寒区工程抗冻胀设计和灾害防控提供设计依据与研究方向。

为突破复杂条件下钻采理论与技术瓶颈，增强我国在战略资源开发、新能源利用、极端环境探测等领域的竞争力，本文首先明确复杂条件的科学内涵，将其划分为复杂地质条件、复杂地表环境、复杂资源条件、复杂环保要求四个维度。其次系统梳理国内外该领域的核心文献、典型工程实践案例及关键技术突破成果，从深部钻探技术与装备、极地科学钻探技术、非常规能源与矿产钻采技术、仿生钻采理论与技术、多工艺冲击回转钻进技术五个方向，深入剖析该领域当前存在的技术瓶颈。在此基础上，结合深地、深海、深空、极地等国家重大战略需求，提出从深地极端地质、跨境极端环境、低质难采资源、严苛环保约束四个维度出发，实现从“被动应对复杂”到“主动驾驭极端”的跨越性技术突破路径。研究成果可为国家资源安全保障、能源结构转型升级与科技强国战略实施提供系统的技术发展框架与决策支撑。

准确揭示造山带所代表古洋盆的形成演化是大地构造学的重要研究内容。本文以藏北中特提斯（班公湖—怒江缝合带）为例，系统阐述了造山带洋岛（海山）的特征及其对重建古洋盆形成演化的地质意义。研究表明：造山带中的洋岛（海山）残片不仅分布广泛，而且类型复杂，除传统认为的热点型洋岛（海山）外，还包括慢速扩张中脊型洋岛（海山）、快速扩张中脊型洋岛（海山）和洋内弧型洋岛（海山）等多种类型，它们共同的特征是发育超基性—基性岩浆岩组合和远洋塌积砾岩。洋岛（海山）是造山带“洋壳残片”的主要组成部分，是古洋盆形成演化信息的重要载体，尤其在揭示古洋盆性质、重建古洋盆汇聚消亡过程和解析古洋壳存续时限等方面，它们可以提供关键信息。因此，准确恢复造山带所代表古洋盆的形成演化，造山带中洋岛（海山）的研究是重要突破口。

大型复式岩体的成岩时代与岩浆演化对于揭示其岩石成因与深部动力学过程具有重要意义。新疆东准地区黄羊山岩体是卡拉麦里富碱侵入岩带内典型的碱性与铝质A型花岗岩共生的复式岩体，岩体内超大型晶质石墨矿床与铝质单元密切共生。该岩体各岩相演化序列和岩浆演化与石墨成矿关系仍存在争议。在详细的野外地质调查和前人资料基础之上，本文对黄羊山岩体不同岩相代表性岩石开展SIMS 锆石U-Pb年代学研究，并探讨了其演化序列和岩浆演化与石墨矿床形成的关系。结果显示：岩体形成于晚石炭世，由南至北发育的细粒黑云母碱长花岗岩、中粗粒黑云母碱长花岗岩、中细粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石花岗岩和中细粒钠铁闪石花岗岩的成岩年龄分别为(312.7±1.4)、(313.5±1.5)、(302.4±1.9)、(297.7±1.5)和 (297.1±1.5) Ma，呈现从早到晚的岩浆演化序列；铝质A型花岗岩浆活动持续长达15 Ma之久，是岩体内超大型晶质石墨矿床形成的关键因素之一。黄羊山岩体的形成首先经历了岩浆源区钙碱性岩石中黑云母和角闪石脱水熔融形成铝质A型单元，随着幔源高温岩浆或富碱流体的交代，先存钙碱性岩石发生角闪石（和少量黑云母）的部分熔融，最终形成岩体北部的碱性A型单元。

稀散金属作为关键战略性矿产资源，对国民经济、国家安全与科技革新具有不可替代的重要作用。其在高新技术、精密制造、清洁能源，以及新一代信息技术等前沿领域，均发挥着核心支撑功能。受地球化学性质的制约，这类元素在自然界中通常呈高度分散状态，难以形成独立矿物，主要作为伴生组分赋存于其他主金属矿物中。在铅锌矿床系统内，闪锌矿被广泛识别为镓（Ga）、锗（Ge）、镉（Cd）和铟（In）等关键稀散元素的重要载体矿物。本文系统梳理了近年来关于铅锌矿床中稀散元素富集规律的研究进展，重点阐释了其赋存状态与富集机制。结果表明：Ga、Ge、Cd和In等元素主要以类质同象形式存在于闪锌矿等硫化物晶格中，独立矿物极为少见且含量甚微。具体而言，Ga、Ge和In倾向于与Cu+、Ag+、Fe2+等离子耦合，共同置换闪锌矿中的Zn2+；而Cd则因地球化学行为与Zn高度相似，可直接替代Zn2+进入晶格，从而使闪锌矿成为这些稀散元素最主要的赋存场所。值得注意的是，闪锌矿中铁含量的升高会显著抑制Cd的类质同象置换能力，反映其富集行为受晶体化学环境的明显制约。此外，Ge还可广泛以类质同象形式进入石英等硅酸盐矿物的晶体结构中。从区域成矿背景看，不同成因类型铅锌矿床中稀散元素的含量差异显著，即便在成矿地质条件相似的同一类矿床内，其空间分布亦常呈现较强的非均质性。就富集环境而言，Ga、Ge和Cd更易在低温热液型铅锌矿床中富集；而In则主要富集于与中—高温岩浆热液活动相关或含锡背景的铅锌多金属矿床中。在研究方法上，以电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）为代表的现代微区分析技术发挥了关键作用。这些技术凭借其高空间分辨率与原位分析能力，能够精确揭示稀散元素在矿物中的纳米级赋存状态与空间分布，为理解其地球化学行为与富集机制提供了不可替代的技术支撑。未来应进一步聚焦于稀散元素的物质来源识别、在成矿流体中的迁移形式、沉淀机制及其与主金属成矿过程的耦合关系等关键科学问题，以深化对稀散元素超常富集规律的理解，并指导综合勘查与高效利用。

氦气是一种重要的战略性稀缺资源，目前对中低丰度氦气藏中氦气的贫化机理及资源潜力的认识十分薄弱。本文以四川盆地新场气田为例，通过氦气丰度及成因分析，揭示其贫化机理及主控因素，进而探讨其资源规模。研究表明：新场气田不同层位天然气中φ(He)为0.007 7%~0.040 0%，以低氦为主，少量为中氦和贫氦特征；R/Ra值为0.010~0.050，为典型壳源成因。φ(He)与φ(N2)和地层水矿化度分别呈正相关和负相关关系。氦气贫化主要受控于深大断裂不发育使得氦气主要来自自身而非基底岩石、烃源岩生气强度和天然气充注强度较高、白垩纪末以来地层抬升幅度和脱溶程度较低。新场气田氦气探明储量为25.45×106 m3，达到了中型氦气田规模。新场气田天然气中φ(He)明显低于威远和金秋气田天然气，除了与天然气充注强度较高有关外，喜马拉雅期地层抬升幅度较低、脱溶作用较弱也是重要原因之一。四川盆地寻找高—富氦天然气资源建议重点关注基底断裂发育、烃源岩生气强度适中和成藏后抬升幅度较高的地区。

全球17个国家的25个盆地揭示了花岗岩潜山油气藏，共发现超30亿t油当量探明储量，在中国的盆地中发现了超15亿t油当量探明储量。花岗岩已成为中国油气勘探的重要目标，在储集空间类型、岩石物性、储层分布规律和储层成因等方面取得了丰富的成果。储集空间有7类12型，多为次生孔隙和次生裂缝，少量为原生气孔；各油气藏储集空间类型特征存在差异。花岗岩潜山储层以低孔—特低孔型和中—低渗型储层为主。风化壳厚度多数在40~280 m之间。花岗岩潜山储层物性随着距风化壳顶面距离的增大而减小，少数情况在深部也有高孔隙带。多数油层/可疑油层/气层/含油水层/含气水层均分布在风化壳顶部约200 m范围内，且多集中在150 m范围内。花岗岩潜山储层具有分带性，残积带、风化溶蚀带以孔隙型储层为主，风化裂缝带以裂缝-孔隙型储层为主，基岩带以裂缝型储层为主；构造裂缝具有甜点式分布特征。利用单轴抗压强度、渗透率和化学蚀变指数等参数可建立风化壳垂向分带的量化关系。储层形成机理主要是构造作用、风化作用、侵蚀作用和埋藏溶蚀作用等。构造作用分为两个方面，通过岩石力学测试结果构造作用分为两个方面：有利的成缝内因条件是粗粒晶体、石英和钾长石含量高；有利的成缝外因条件是岩石具有快速降温过程、出露地表阶段经受强应力改造等。风化作用可以在残积带和风化溶蚀带形成丰富的风化粒间孔、风化缝、铸模孔、筛状孔、晶内微孔和溶蚀缝等。侵蚀作用影响着残积带和风化溶蚀带的保存，潜山顶面坡度小有利于残积带和风化溶蚀带的保存。埋藏溶蚀溶解作用可进一步扩大先存溶蚀孔和裂缝，促进基岩带的内幕储层区的发育；指出内幕储层在盆地沉降中心区域更为发育。残积带和风化溶蚀层顶部储层在压实条件孔隙演化服从改进型的Athy公式；斜长石含量与孔隙度降幅和平均粒径均呈负相关，化学蚀变指数与孔隙度减孔量呈正相关。岩石组构的不同、潜山隆升过程与构造应力作用的耦合关系不同，造成了潜山的差异成缝效应。综上，指出花岗岩潜山储层有利区为粒度粗、石英含量高、钾长石含量高、快速隆升、顶面坡度小、邻近盆地沉降中心和后期构造改造强的区域。

热液作用作为深部流体与浅表沉积系统的物质-能量交换过程，对沉积环境、成岩与有机质富集具有关键控制作用，在我国典型含油气盆地中时空分布特征显著。本次研究基于矿物学、岩性及元素-同位素证据，系统归纳并识别了热液成因矿物组合（如白云石、黄铁矿、自生石英）及地球化学指纹（如Fe、Mn与轻稀土元素富集、Eu异常与低δ18O），总结了典型岩性组合（如硅质岩-黑色页岩、碳酸盐岩-有机质互层）。在区域对比与多方法框架下，总结了热液作用对沉积盆地的地质记录及古环境改变的影响。热液流体通过改变水体氧化还原梯度、补给营养盐（N、P、Fe和Si等）、调节温盐结构和水体分层改变了盐度与局部碳循环，间接或直接影响初级生产力与有机质保存。总体上，热液作用对有机质呈现出“促进-抑制”的双向效应，其最终结果受热液温度、流体组成与构造背景等多因子共同制约。因此，深入探讨热液作用的时空分布及其对沉积环境的影响，有助于完善对烃源岩形成与演化过程的认识，并为含油气潜力评估提供科学依据。

面孔率是评估致密储层质量和资源潜力的关键指标。目前基于单一图像分析技术的储层孔隙智能提取及面孔率计算方法存在前期配置繁琐、稀疏样本学习能力弱、复杂孔隙形态识别准确率不高等问题。为此，本文基于混合智能思想，提出一种融合SOLO（segmenting objects by locations）v2算法和OpenCV（open source computer vision library）的致密砂岩薄片面孔率智能计算方法。使用实例分割算法SOLOv2分割和标记图像中的孔隙区域，结合OpenCV提取孔隙分布和占比，进而计算面孔率。对比实验结果表明，该方法在Dice系数（0.88）、像素准确率（0.91）和面孔率计算误差（<0.1）方面优于对比算法YOLACT（you only look at coefficients）、Mask R-CNN（mask region-based convolutional neural network）和SOLO，且执行速度更快。

矿区建筑物分割大多采用U-Net编码器-解码器网络结构，而编码器-解码器结构并未充分利用语义特征和空间特征从而导致分割精度低。针对现有建筑物提取方法存在的缺陷，提出了语义空间一致性语义分割网络（semantic spatial consistency semantic segmentation network，SSC-SeNet）。该网络首先利用多通道结构，实现了语义特征、空间特征和一致性特征的提取融合；其次在主通道的前三层坐标卷积处引入空间提取通道，并针对空间特征的进一步提取设计了Gabor傅里叶滤波器；然后在主通道的每一层常规卷积块处引入语义提取通道，提高了语义特征提取能力；最后采用特征融合模块将空间提取通道、语义提取通道和主通道的特征进行融合，并生成最后的分割图像。在分辨率为0.03 m的湘潭锰矿建筑物数据集上进行的试验结果表明，SSC-SeNet的交并比高达88.47%，整体准确度达97.09%，均显著优于U-Net等传统网络。此外，得益于其轻量化特点，该模型成功克服了过拟合问题。

森林生态系统在陆地生态系统中发挥着不可替代的重要作用。中朝俄跨境森林拥有丰富的森林资源，为众多野生动植物提供了广阔的栖息地。科学评价森林健康，不仅有助于保护和管理自然资源，还能有效维护生物多样性，促进区域的可持续发展。本文以中朝俄边境地区为对象，采用主客观赋权法确定各评价指标的初始权重，利用博弈论思想对权重进行组合优化；确定权重后，基于可拓学原理，构建物元可拓模型对多年森林健康状态进行评价。研究表明：①博弈论优化后的权重分配显示，林分活力指标在四大类评价指标中占据主导地位，权重达到51.85%，凸显了林分活力指标在森林健康评价中的重要性；其次是系统恢复力指标（18.16%）、场地条件指标（16.43%）、土壤质量指标（13.56%）。②2000、2010和2020年三期结果显示，研究区森林中度健康状态占比最高，良好健康状态占比第二，不健康状态占比最少，分别为16.50%、15.53%、15.42%，呈下降趋势，反映出虽然部分区域处在不健康状态，但森林健康状态正在向更好的方向发展。③多年研究区内森林健康多时空特征状态以中等健康稳态为主，体现了森林健康的稳定性，但区域间差异显著，其中，中国区域波动与优质稳态并存，朝鲜以低位稳态为主但有改善迹象，俄罗斯西部与东部健康状态多样。

岩石热物性是地热学、工程地质及油气地质等研究领域的关键基础参数。为了揭示孔隙流体介质和饱和度等因素对碎屑岩热导率的影响，本研究选取柴达木盆地新生界不同类型的碎屑岩样品，运用非稳态法测量其热导率。结果显示：碎屑岩热导率随孔隙度的增加而降低，在孔隙度低于5.0%的致密储层样品中，热导率降幅最大可达37.6%；碎屑岩热导率与饱和度呈显著的正相关关系，且含水饱和度对横、纵向热导率的影响均较含油饱和度更显著；碎屑岩烘干状态下和饱和水状态下的热导率各向异性系数范围分别为0.648~1.546和0.840~1.200，说明饱和度对热导率各向异性有减弱作用；石英含量对岩石热导率的影响较大，且富石英碎屑岩脆性大，导致岩石样品中的微裂缝更为发育，而原状地层中的微裂缝通常饱和孔隙流体，推测裂缝的发育在干燥状态下对实际地层热导率及其各向异性有消极影响，但在含水条件下，流体沿微裂缝对流，会显著提高热导率。

中牟凹陷主力含气层段太原组中—小尺度裂缝较为发育。该区构造复杂，煤层屏蔽作用明显，地震资料分辨率和信噪比较低，利用常规手段计算的裂缝数据体难以表征其中—小尺度裂缝发育规律，需要寻找一种适合于该区的裂缝识别方法。为此，本文对三维地震数据依次进行了最大似然体的细化及增强处理，获取初始的裂缝方位及裂缝密度；利用裂缝方位及裂缝密度建立方位指导场，通过方位指导场和裂缝密度计算随机离散缝网模型，将随机离散缝网进行连接处理，建立适合中牟地区的连续随机离散缝网模型，反映中—小尺度裂缝的发育规律及分布特征，并对连续随机离散缝网模型与随机离散缝网模型进行对比分析。结果表明：裂缝距离连接阈值对连续随机离散缝网建模具有重要影响；中牟地区中—小尺度连续裂缝缝网以北东东向为主；该层段随机离散缝网与裂缝密度基本重合，且井周围裂缝方位玫瑰图的方位信息与裂缝建模方向信息一致。该模型在南华北盆地某实验区下古生界地层裂缝发育区的预测中也取得了较好的效果。

深度学习（deep learning, DL）多次波压制方法一直是地震数据处理领域的重要研究方向。传统的监督型神经网络方法属于数据驱动，依赖端到端的直接映射，网络模型输出结果的物理可解释性较差，且多次波压制效果受限于标签地震数据的质量。本文提出一种改进的DL方法，将三维地震数据体的时-空物理信息作为先验知识，与神经网络输出相结合，构造关于多次波与原始地震数据的隐式关系多项式。在本文方法中，神经网络的输出不再是标签地震数据，而是多项式函数空间的系数组。通过将三维地震数据体的物理信息作为先验知识引入损失函数，并通过最小化损失函数，得到准确的自由表面多次波与原始地震数据的关系多项式，避免了传统表面相关多次波压制方法中的匹配相减过程。合成数据和实际数据的多次波压制结果表明，与传统端到端DL方法相比，本文提出的方法对自由表面多次波压制效果更好，精度更高。

管事平顶海山地理位置处于南海17°N残留扩张脊附近，且东临马尼拉海沟。作为南海中央海盆最大的平顶海山，海山范围内的拖网岩石样品辉石40Ar/39Ar测年和全岩测年结果分别为(32.3±0.5) Ma和(28.9±1.9) Ma，指示其可能为南海中央海盆年龄最老的海山，这与当前主流研究的南海海盆扩张时间框架（约23.6 Ma）并不一致；且岩石样品全岩分析结果为MORB（mid-ocean ridge basalt）型大洋斜长花岗岩，使得管事平顶海山可能成为进一步认识南海海盆演化历史的重要研究区域。经初步测量得到岩石样品的密度在2.757 3~2.941 6 g/cm3之间，中位数为2.846 5 g/cm3。构建了跨管事平顶海山的多道地震地层速度场，对时间域地震剖面解释资料进行时深转换得到深度域沉积基底结构，结合同测线重力资料开展重震联合建模试验，通过对多种建模方案的分析比较，认为管事平顶海山及地壳平均密度在2.70~2.75 g/cm3之间，不排除海山南部局部区域可能存在密度大于2.80 g/cm3的岩体，海山及地壳平均密度高于南海中央海盆停止扩张后的海山（2.60~2.70 g/cm3），低于洋壳下地壳辉长岩（2.80~2.90 g/cm3）。综合考虑海山及地壳平均密度、多道地震成像、平顶海山形成原理，认为管事平顶海山可能是南海中央海盆海底扩张期间板内海山演化的产物。要解决板内海山演化过程中大洋斜长花岗岩如何形成的问题，需要探索更为合理的构造模式。

为实现湖库清淤底泥氟固化/稳定化，采用氢氧化钙、磷酸二氢钾、硫酸铁、氯化镁复配药剂体系，以含氟底泥的固化/稳定化效率为因变量，以氢氧化钙添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸铁添加量和氯化镁添加量为自变量进行了响应曲面法优化实验。结果表明，最佳固化/稳定化药剂配比为氢氧化钙3.572%、磷酸二氢钾4.342%、硫酸铁3.391%、氯化镁3.391%。在该条件下利用响应曲面法进行实验验证，清淤底泥中的氟固化/稳定化效率可达73.91%，与预测值（75.62%）吻合度高，表明模型可靠有效。