我国正处于快速工业化和经济腾飞的前夜，对金属矿产资源的需求必将日益增大，而第一深度空间（0~500 m）找矿、勘探和开发的资源量远远不足，且十分紧缺。为此,在多元利用世界资源的同时,必须立足本土,迅速强化进行第二深度空间(500~2 000 m)高精度地球物理找矿、勘探与开发，并从速在我国东北地区建立起金属矿产资源安全、可靠、稳定供给的战略后备基地，以保证我国社会与经济的可持续发展。这是因为金属矿产资源的形成与聚集取决于深部物质与能量的交换和其深层物理-力学-化学作用过程与其动力学响应。 为此，本文将讨论以下6个问题： （1）当今世界上各国对金属矿产资源的需求势态。 （2）我国在快速工业化和腾飞前夜对金属矿产资源的需求与对外依存度。 （3）我国必需金属矿产资源的保障途径之一，世界资源的多元化利用。 （4）中国在共享世界资源的同时，必须立足于本土。 （5）我国东北多金属矿产资源的深入找矿、勘探、开发和利用与我国东北地域金属矿产资源战略后备基地的建设。 （6）必须迅速强化开展地壳内部第二深度空间金属矿产资源的地球物理找矿、勘探与开发。

底圩金矿是滇东南地区目前发现的少有的中大型金矿，矿石元素组合为砷金型，成因上属浅成（中）低温热液（超）微细浸染型金矿。从矿床地质特征出发,结合邻区资料探讨了矿床的控制因素：(1)底圩金矿与沿向北突出的文山-富宁弧形逆冲推覆构造带圈层状产出的多个金矿带应是统一的有机体，逆冲推覆构造是控制矿床成带产出的主要因素，较为完整的短轴破背斜是矿床定位的极好场所，破背斜轴部不同方向断裂交汇区、背斜转折端、倾伏端以及古喀斯特溶洞发育之处是极好的容矿空间； (2)节理、裂隙、孔隙发育的峨眉山玄武岩是最主要的赋矿岩石，主成矿期应为燕山晚期；(3)低温相对封闭、稳定的环境是形成（中）低温元素组合微细浸染金矿所必须的物理环境。矿区深边部及外围找矿预测应紧紧围绕底圩破背斜轴部不同方向断裂交汇区、背斜转折端、倾伏端以及古喀斯特溶洞发育地段开展工作，除考虑玄武岩赋金外，还应考虑P₂β与P₁m的下伏不整合面和上覆三叠系地层。并探讨了矿区深边部及外围找矿预测应注意的地质物化探标志问题。

位于大兴安岭中段的内蒙古赤峰市白音诺尔铅锌矿产于二叠系黄岗梁组地层中，矿体分布受褶皱构造控制。矿体主要由层纹状、浸染状、块状构造矿石构成。矿区内矿化类型以层纹状、层状矿化为主，晚期为脉状矿化。矿床矿石硫化物硫同位素分析表明，早期矿化与晚期矿化具有不同的硫同位素特征：早期矿化硫化物的δ³⁴Ｓ值(平均-4.31‰)明显小于晚期矿化硫化物的δ³⁴Ｓ值(平均值为-1.83‰)。综合研究表明,白音诺尔铅锌矿是沉积喷流型铅锌矿床，受到燕山期岩浆热液活动叠加,主成矿期发生于二叠纪。

招平断裂是胶东招掖金矿带的主要控矿断裂，其上盘金矿床受NE向断裂构造控制，赋矿围岩为胶东群变质岩，金矿化以含金硫化物石英脉为主。研究表明，该区域金矿床H-O同位素组成为：δD_H2O值为-100.15‰～-73.13‰，平均为-86.63‰；δ¹⁸O_H2O值为4.78‰～10.12‰，平均为6.22‰，与下盘金矿床H-O同位素组成相同。显示出该地区成矿热液均以幔源为主，具有与招掖金矿带其它金矿类似的成矿热液系统。

青龙村群岩石类型主要为片岩类、斜长角闪岩类、粗细粒片麻岩类和大理岩夹层。岩石地球化学特征表明，青龙村群的原岩属于钙碱性安山岩-流纹岩组合，这套组合是岛弧区玄武质岩浆分异的产物，推测它是一个较宽阔的大陆边缘拼贴缝合带中的一个岛弧地体。LA-ICP-MS颗粒锆石U-Pb法同位素年龄测定表明，青龙村群斜长角闪岩中锆石年龄为(274±6) Ma，梨树沟花岗岩体中的锆石年龄为(187±3) Ma，这一事实说明青龙村群的变质作用时代为二叠纪末期，代表华北板块北缘的碰撞造山事件。而周边大面积花岗岩的侵位时间为燕山早期，属青龙村群碰撞造山后伸展事件产物。

实施国际地球化学填图项目最关键的是分析问题。欧洲和中国在全球尺度地球化学填图做法上存在较大的差异。中国使用统一的采样介质，即泛滥平原沉积物,并使用几种大型设备作为骨干配合使用多方法分析系统，分析76种元素，这是人类历史上首次制作了元素周期表上除惰性气体元素和人工元素以外的几乎所有元素地球化学图。欧洲恰恰相反，欧洲在采样介质上趋向于多介质，而分析技术上只使用少数几种大型设备;分析方法的单一，使得很多关键元素没有分析出来，如贵金属元素Ag，Au，Ir，Os，Pd，Pt，Rh，Ru；卤族元素F，Cl，Br，I；分散元素Ge，In，Se，Te；与生命密切相关的元素K，N，S，B等。尽管欧洲强调以环境为目的，但很多与环境密切相关的元素都没有分析，所以欧洲的全球尺度地球化学填图的信息量大打折扣。这些不统一的做法，将会制约全球地球化学图的编制。

浦口期沉积范围遍及下扬子区。岩性组合南北分带:南部残留层薄且颗粒粗，北部残留层厚且颗粒细。沉积相类型包括：冲积扇相、扇三角洲相、滨湖相、浅湖相、深湖相。改造该区沉积盆地外貌的是南象运动和燕山运动的Ⅰ幕、Ⅳ幕和Ⅴ幕。古地理演化以库拉-太平洋板块向NNW向消减作用为地质背景。

不同温度（100℃，200℃和300℃）下CO_{2流体对含片钠铝石砂岩的改造作用研究显示:随着温度的升高，砂岩的溶蚀、溶解程度逐渐增强，样品中片钠铝石的稳定性逐渐减弱。同时，各温度下样品表面均有一水软铝石放射状集合体沉淀。200℃时，随着片钠铝石的溶解有自生菱铁矿生成，300℃时样品局部有绿泥石沉淀。100℃下片钠铝石的微弱溶解及200℃下菱铁矿的形成表明，在地层条件下以碳酸盐矿物形式捕获的CO2，不会由于CO2的二次注入而重新释放。}

松辽盆地深层储层砂岩中岩屑成分主要为火山岩岩屑，体积分数最高可达60%。填隙物主要为凝灰质杂基和成岩期后的钙质及硅质胶结物，体积分数在11%～19%。其形成环境主要为陆相断陷盆地的河流、三角洲和扇三角洲。岩石的成分成熟度和结构成熟度普遍低，而储层物性通常却很好。孔隙铸体、岩石薄片和电镜分析结果表明，富火山岩岩屑储层岩石的物性受碎屑成分、填隙物和成岩流体3个因素影响，其中火山岩碎屑在埋藏成岩作用中易于形成的次生孔隙是改善储层物性的主要原因。岩屑砂岩与储层物性相关的主要成岩后生变化有：（1）埋藏压实作用使碎屑岩原生孔隙大量减少；（2）溶蚀、脱玻化、次生矿物的生成和重结晶等成岩作用的总效应导致孔隙增加；（3）成岩流体改造和蚀变作用使火山碎屑物质形成大量次生孔隙，从而改善了砂岩储层的物性。

鄂尔多斯盆地西缘前陆地区在晚三叠世-中侏罗世经历了印支运动和燕山运动早期的影响，西缘整体抬升，西南和西北两个造山带开始显现，古地理为继承性的南湖北河格局，此时秦岭造山带的形成使西南地区由滨海相向湖沼相过渡。晚侏罗世-早白垩世是西缘地区前陆盆地形成时期，燕山中期逆冲推覆作用强烈，该区地层角度不整合发育，沉积记录的响应表现为南北向隆坳相间的前陆盆地格局，有别于前陆盆地形成始于晚三叠世的认识。晚白垩世-新生代是喜山运动的后期改造时期，地层角度不整合发育，沉积响应为平原沼泽相沉积。

重新认识处于开发中后期油藏的沉积环境、沉积微相及其特征，建立准确的储集层模型，对于查明剩余油分布和挖掘剩余油潜力、提高采收率具有重要的现实意义。综合利用岩心、测井、录井及相关测试资料，对文留油田文72断块沙三中亚段五砂组沉积微相进行了系统研究。结果表明:该区沙三中亚段为一套曲流河三角洲沉积，主要发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、支流间湾及前三角洲泥5个微相，水下分流河道和河口坝砂体为储集层骨架砂体。对研究区各小层沉积微相的时空展布特征进行了分析，讨论了沉积微相与含油性的关系，认为油气的聚集受沉积微相的控制：水下分流河道的储集性能最好，河口坝次之，远砂坝较差，为油田开发方案的调整和动态分析提供了可靠的地质依据。

鸡西盆地早白垩世烃源岩的岩石类型是湖相泥岩、碳质泥岩和煤。根据其有机岩石学、沉积学和有机地球化学的特征，将该区沉积有机相划分为3种类型：高位沼泽有机相、滨浅湖-沼泽有机相和半深湖-深湖有机相。其中滨浅湖-沼泽有机相分布面积广泛，是最重要的生烃相带，有机质以Ⅲ型为主，生烃性能变化大，既可生油又可生气；半深湖-深湖有机相有机质为Ⅱ型，部分Ⅲ型，生烃性能良好并以生油为主，但分布面积局限；高位沼泽有机相由于处于盆地边缘，对生烃贡献不大。

松辽盆地营城组火山岩是庆深气田主要的储层。火山岩储集空间主要有4种组合类型，其中溶蚀孔+微孔隙型最为常见。孔隙是主要的储集空间，裂缝平均孔隙度为0.101%，主要起连通作用。通过火山岩样品的压汞分析，将毛细管压力曲线分为Ⅰ～Ⅴ类。最大孔喉半径为4.9 μm，分选系数为0.3～2.6，孔喉歪度为粗歪度。综合储层微观结构研究成果和试气结果分析认为：(1)火山通道相的火山角砾岩和角砾熔岩、喷溢相上部亚相的气孔流纹岩和侵出相内带亚相的球粒流纹岩和珍珠岩为好储层；(2)研究区储层孔隙结构以微孔喉为主、孔喉比大、孔喉的连通性及渗流能力较弱等特点，储层以Ⅱ、Ⅲ类孔喉为主，大部分气井需大型压裂改造，才能达到工业气流。

描述了松辽盆地营城组火山岩储层的储集空间类型及其在地球物理方法上的响应。钻井提示松辽盆地营城组火山岩储层的主要岩石类型有11种，主要储集空间为气孔、溶孔、砾间孔和裂缝。有效火山岩储层总孔隙度多为5%~10%，裂缝孔隙度通常仅0.2%~1%。裂缝的密度和开启程度是渗流性和产能主控因素，其密度和充填程度随岩性岩相变化而变化。在井区，微电阻率扫描成像测井成功识别出裂缝长度和密度，进而估算裂缝视孔隙度。在无井区，叠前裂缝检测方法可以半定量识别裂缝密度和方向。火山岩储层的测井-地震识别成果应用于庆深气田天然气开发井网部署和井下压裂方案，已经取得明显实效。

应用生物标记化合物m/z191萜烷、藿烷系列和m/z217甾烷系列进行了油源对比，证实下白垩统姚家组葡萄花油层油气来源于上覆地层嫩江组一段，嫩一段烃源岩生成的油气通过断裂运移到该油层。属于上生下储的组合型式，断裂是油气藏形成的主控因素，形成构造-岩性油气藏类型是其主要的成藏模式，该层是黑帝庙地区今后勘探的主要目的层。精细研究姚家组的断裂、低幅度构造与砂体间的配置关系，是今后突破该油层油气勘探的关键。

松辽盆地北部庆深气田储层火山岩的流体包裹体均一温度为97.1～156.7℃。根据成分的不同可将本区的次生包裹体分为盐水包裹体和含烃盐水包裹体，其中含烃盐水包裹体所占的比例要远小于盐水包裹体。在徐家围子断陷区营城组火山岩储层中检测到6期活动热流体和4期天然气充注，其中含烃盐水包裹体记录了4期天然气向储层的充注过程，其对应的均一温度分别为97.1～114.1℃、121.4～128.3℃、130.5～138.2℃和140.6～156.7℃。结合本区的埋藏史分析,认为4期天然气充注成藏中第三期是形成大规模天然气藏的主期，即泉头组沉积末期至青山口组沉积中晚期。

泌阳凹陷层序地层研究表明，油气藏与层序地层体系域关系密切:南部陡坡带上倾尖灭油气藏主要位于低位和高位体系域中;中央凹陷带岩性透镜体油气藏主要是低位特殊地质体和高位白云岩缝洞储层构成的油气藏;北部缓坡带与层序地层密切相关的是地层不整合油气藏及断层-不整合油气藏，断层-岩性、断鼻等油气藏在高位体系域较发育。此外，北部斜坡区存在低位三角洲以及湖扩体系域地层超覆油气藏和高位滑塌岩性体油气藏。结合泌阳凹陷层序地层特点和各种类型油气藏分布规律，总结了泌阳凹陷基于层序地层格架的油气藏成藏模式。油气成藏模式表明,深凹区环盐湖带是当前岩性-地层类隐蔽油气藏勘探的重点领域。这类隐蔽油气藏主要有低位特殊地质体、低位三角洲、湖扩体系域地层超覆、高位白云岩缝洞油气藏、高位浊积体、高位断层-岩性等潜在的岩性-地层油气藏。

在RS/GIS技术的支持下，以1956年航片绘制的1∶10万地形图、1990年前后TM遥感图像及2000年前后ETM遥感图像为主要数据源，结合柴达木盆地8个气象测站温度、降水资料，研究了柴达木盆地湿地的分布特点、近50年来的面积变化和相关气候背景。研究结果表明: 柴达木盆地年均温度和降水总体呈上升趋势，而增温更为强烈，年均降水量微弱增加，1990～2000年为明显的暖干时期；柴达木盆地湿地在1956～2000年特别是1990～2000年间总体萎缩趋势严重，盆地边缘区和较大河流附近湿地呈现波动变化，区域气候变化和人类活动应为研究区内湿地变化的主要因素，盆地中西部湿地萎缩主要受到温度升高、人类活动加剧等因素影响，盆地边缘湿地面积少量增加主要受到降水量增加的影响。

针对现有地下水流模拟软件在数据预处理、三维可视化效果等方面的不足，以Visual C⁺⁺ 6.0为主要开发环境、OpenGL为三维图形显示与渲染工具，以地下水及其赋存地质体观测记录为主要数据源，实现了数据处理、建模、存储、调度、查询以及真三维可视化，在此基础上完成了地下水动态模拟分析功能，实现了虚拟地理信息技术在地下水工作中的系统应用，具有功能开放、丰富、灵活的特点。

张士灌区细河流域地下水中有机和无机污染均较为严重，其污染原因和污染特征受多种污染源的控制。简要地概述了污染质的空间分布特征,并应用富集因子和因子分析法研究分析了污染质的来源，判别污染源的贡献度。研究结果表明，地下水污染源有面源污染、线源污染、点源污染；其中属于面源污染的污染物主要有氨氮、硝氮、硫酸根、菲、六氯环已烷、铁和锰；属于线源污染的污染物主要有氨氮、汞、镉、COD、菲、六氯环已烷等；属于点源污染的污染物有硫酸根、乐果、氰化物。由此看出,张士灌区细河流域不仅存在大范围的农药、肥料对地下水造成污染，也存在化工企业的外排废水对地下水造成的污染。

为了研究不同上游来流速度型变化对立方体顶部表面是否会在前角附近产生分离、分离程度和附着情况,在对有关的实验数据进行分析比较的基础上，使用标准k-ε模型，说明立方体顶部在什么情况下会出现回流和附着，并提出附着长度Z_R和上游来流速度型u=y^1/m直接相关。同时计算结果表明：Z_R随着m的减小而增大；当m大于7时，在立方体块上部产生较严重的分离而不会有附着，这时出现Z_R>1.0。

土洞的形成与扩展是产生覆盖型岩溶地面塌陷的前提条件之一。为研究人工抽水引起的岩溶地面塌陷的机理，用解析法分析了土洞扩展的条件，提出了剥落力的概念，认为土洞的扩展条件是剥落力大于土体抗拉强度。土洞周边不同的点，受抽水引起的剥落力是不同的。随着土洞的不断扩大，剥落力增大。当土洞一旦开始向外围扩展，由于剥落力越来越大，土洞呈现发展趋势。

根据牛场古地下洞室群1号洞顶板的拉裂现象，利用Ansys 建立与牛场古地下洞室群初始及边界条件相符的模型，通过FLAC-3D计算获得拉裂缝所在单元垂直裂缝方向的拉应力范围，即0.037~0.469 MPa。由于顶板拉裂缝是经过长期变形而产生的，结合材料力学第一强度理论，该范围可以作为牛场古地下洞室群1号洞顶板围岩的长期抗拉强度。

提出了异波折板多段两相厌氧城市污水处理工艺。通过反应器内异波折板的结构设计、液相流速设计和系统内生物相的分段调控，在提高传质效率的同时，使不同种群微生物的生化活性得到明显改善，有机污染物去除效率显著提高。实验结果表明，当水力停留时间大于10 h时，COD的去除率可达90%以上，而且受温度影响很小。

实验采用Fenton试剂氧化-微电解-接触氧化组合工艺处理丙烯腈废水。研究了各单元工艺的最佳控制参数和操作条件。结果表明，在废水pH值为3左右、反应时间2 h的前提下，双氧水投加量40 mL/L，二价铁离子质量浓度为0.4 g/L，再经过微电解处理后的出水进入接触氧化阶段。在溶解氧为4.5 mg/L左右，水力停留时间为10 h、容积负荷1.0 kg COD_Cr/（m³·d）左右的条件下，出水COD_Cr小于100 mg/L，可达到国家对丙烯腈废水处理要求的一级标准。

为了考察悬浮颗粒物中主要组分对重金属的富集作用，采用选择性萃取法分离长春市伊通河和南湖悬浮颗粒物中的铁、锰氧化物，优化了萃取条件，测定了悬浮颗粒物中的铁、锰氧化物和有机质等组分中富集Cu，Pb和Zn的含量，分析了上述3种重金属在悬浮颗粒物主要组分中的分布特征。结果表明，0.006 mol/L NH₂OH·HCl+0.01 mol/L HNO₃萃取30 min可以单独萃取悬浮颗粒物中大部分的锰氧化物，0.8 mol/L Na₂S₂O₄（pH=6.0）萃取40 min可以同时萃取铁、锰氧化物，而对非目的组分的影响较小；悬浮颗粒物对Cu、Pb、Zn重金属有明显的富集作用，其中Cu主要结合在悬浮颗粒物的有机质组分中，Pb主要富集在铁、锰氧化物中，锰氧化物和有机质对Zn的分布起主要的富集作用。

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置，通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造，传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式，进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大，谐波数会逐渐减小，G_H场奇点极大值向下移动，且呈现线性衰减的特征；储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志；用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性，而且能够增加向下延拓的计算深度。

不同的模型约束对基于正则化反演技术的地面核磁共振测深数据反演影响很大。利用理论数据讨论了平坦模型和光滑模型约束及与之相关的正则化参数对反演结果的影响规律。模拟表明，无论是高信噪比数据，还是低信噪比数据，反演的含水量在小正则化参数时，对模型约束的依赖性不大，主要受正则化参数影响。大正则化参数时反演分辨率低，而小正则化参数在保证数据拟合精度提高的同时，增加了模型的分辨率，能获得更可靠的含水量分布。

针对波前构建法射线追踪在实现过程中存在的困难和问题，提出了一种基于Java语言的实现方案。与常规的Fortran实现方案相比，Java实现避免了由射线插值和网格变换所带来的额外数据重排及数据点反复标记问题。因此，在计算过程中可以随时对数据点进行插入操作而不用考虑再定位问题。鉴于在关于波前构建法的文献中很少涉及算法和计算流程的设计问题，首先对波前构建法的基本方程、数值计算方案、计算流程及具体算法进行了简要的回顾和讨论，然后讨论了Java类和Java函数设计。我们的经验和数值计算结果表明，用Java语言实现的波前构建过程能够降低编程工作的难度、提高射线追踪的计算效率并且为今后的跨平台开发提供良好的基础。

针对地震勘探中强随机噪声的去噪问题，引进支持向量回归方法，提出并证明一种新的Ricker子波核函数。支持向量回归采用核映射的基本思想，基于结构风险最小化原则，将回归问题转化为一个二次规划问题。对单道记录或多道记录中任选道的仿真实验表明，与传统的基于径向基核函数的支持向量回归及褶积滤波方法相比，使用本方法去噪后的同相轴更为清晰，波形恢复得更好，信噪比也较高，因此有可能将其应用于地震勘探记录的去噪处理中。

建立视等厚层状吸收介质模型，计算地层吸收衰减特性，以此为依据给出了频谱均衡滤波器的数学模型和设计框图。选择主频为200 Hz的雷克子波，理论计算原始地震反射波的特征参数（主振幅、主频率、频带宽度）。利用所设计的频谱均衡滤波器对原始地震反射进行滤波，能够有效补偿地层的吸收衰减，地震反射波的特征参数得到明显改善。时间从0.5～3.0 s，主振幅增强了20.55～30.40 dB，主频率提高了104～74 Hz，频带被拓宽了205～186 Hz，分辨率提高到2.9～13.9 m(分辨率提高了56%～67%)。

层序地层分析的关键在于不同级别层序界面的识别，准层序是测井层序地层分析的最小基本单元。准层序地层单元的分界面上物理性质变化明显，测井曲线表现为突变，测井数据小波变换能够表征这种突变。以胜利油田某井沙三上亚段第Ⅲ层序为例，选用二次样条小波，对该井段SP测井数据进行二进小波变换，将一维测井数据拓展为二维深度-尺度空间，得到不同尺度上的小波系数曲线。选定最佳分解尺度后，依据小波系数模极值的位置准确识别出准层序的界面，划分的准层序比人工划分的结果更细。

中国许多地区严重缺水的现状及国家地质大调查战略的实施，使得如何快速、高效钻进干旱缺水地区大量遇到的软-中硬岩层成为当务之急。从分析干旱缺水地区节水型冲击器的设计思路出发，对两种新型节水冲击器-风动钢球冲击器和液动冲击器的结构设计、工作原理进行了研究。结果表明，这两种新型节水冲击器的应用不仅能够大量节约钻探过程中的用水量，而且能够大幅度提高钻探效率，在干旱缺水地区具有广泛推广应用前景。