地球深部壳-幔边界的介质结构和属性在地球内部圈层结构，特别是岩石圈结构与深层动力过程的研究中占有重要地位。这不仅由于它是地壳与上地幔的分界，而且它与深部物质的分异、调整及其深、浅物质的运移和耦合密切相关。研究结果表明：①通过地震宽角反射和近垂直反射波场效应可分辨其精细结构；②壳-幔边界具有高低速相间的薄层、层束状多态结构；③来自壳-幔边界复杂结构的地震反射波和宽角反射波具有明显的和各异的波场特征，并具有明显的动力学响应；④壳-幔边界是一个主体由榴辉岩组构的化学界面；⑤给出了壳-幔边界的广义模式。

“白砬子组”为“清河镇群”（四合顺组、北大沟组、吴家堡子组、白砬子组）最顶部的一个组,主要分布于清河断裂带的南、北两侧,并因其含深水相“微体化石”而引起过讨论。新的地质调查成果证明：清河断裂带北“白砬子组”为钙质大理岩和碱性玄武岩（细碧岩）-二长安山岩-石英角斑岩岩石系列的变质火山岩，产震旦纪微古植物化石;清河断裂带南“白砬子组”为镁质大理岩、单陆屑石英（砂）岩和英安岩-流纹岩岩石系列的变质火山岩，变质变形作用均较西邻汎河地区中元古代地层强，而且未发现后者所产之叠层石及微古植物，地质时代可暂推定为古元古代。这表明清河断裂带南、北白砬子组为不同大地构造单元、不同性质、不同时期沉积盆地中由不同物质组成的岩石地层，暂可分别以芦家堡子岩组和西保安岩组取而代之。

研究样品采自马尔库斯（MARCUS）海脊YJA海山。利用等离子光谱、等离子质谱、X-射线衍射、红外光谱、场发射电镜等分析测试方法，对富钴结壳中不同构造层的矿物组成和元素地球化学进行了研究。该结壳为一大型板状新结壳，矿石矿物是水羟锰矿，脉石矿物是石英、斜长石、磷灰石等，微量矿物有蒙脱石、高岭石、钠沸石、水黑云母、片沸石等。从结壳的底部构造层到顶部构造层，TMn,Ni,Cu, Ba,Zn等元素的质量分数逐渐减少，TFe逐渐增加，Co变化不大；在相对疏松的构造层中，Si,Al,K,Na,Ca,Mg,Ti,P,Li,Rb等元素相对富集；结壳的稀土元素总量是1 982.27×10^-6，Ce具明显的正异常。不同构造层稀土元素的演化趋势是：Ce与Mn等元素相同，其他稀土元素（Y除外）与Fe等相似。

新疆东昆仑存在一条长达700 km的锑异常带,在新疆该带锑元素富集程度最高、富集规模最大。西段的黄羊岭地区，已发现大面积锑矿化，其中的黄羊岭锑矿由4个长1 000~1 500 m、宽200~400 m的矿化带组成，含矿岩系为二叠系黄羊岭群碎屑岩，带内各类矿化脉体发育，锑矿化与石英脉关系密切，品位较富，呈现脉状矿化的特点，其资源远景在大型矿床规模以上。通过锑元素富集特征、控制因素、锑矿化特征及其与异常关系的研究，认为东昆仑地区具有寻找大型锑矿的地质-地球化学条件，该区资源潜力巨大，是新疆最有希望找大型锑矿的地区。

以金矿床密集区为模型单元、金异常密集区为预测单元，建立综合信息找矿模型进行成矿预测。结果表明，该区的金矿大都分布在不同大地构造单元结合部位；处于前震旦纪变质岩系出露及隐伏基底边缘；位于出露和隐伏中酸性岩体及其接触带；位于重磁环线、线线构造交汇处等。首次在青海省开展大型、超大型金矿预测，提出在已知大型、超大型矿床密集区内寻找姊妹矿床的思路。

分析宁夏灵武水洞沟遗址剖面19个样品，将孢粉图式分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个带，分别对应早、中、晚3个时期的孢粉带。Ⅰ带为藜、蒿和毛茛-豆科优势带；Ⅱ带为榆、榛、桦、鹅耳枥、栎优势带；Ⅲ带为藜科优势带。结果表明：早全新世植被为疏林草原、干草原-草甸草原，气候偏干冷-温和半湿润；中全新世早期植被为阔叶乔灌丛草原-针叶乔灌丛草原-阔叶疏林草原，气候温暖较干-寒冷较干-较暖较干；晚期植被为疏林草原，气候相对温暖、稍凉-较温暖；晚全新世植被为干草原，气候寒冷。

气候和构造是裂谷盆地地层形成的两个重要控制因素。Zscape数字陆地景观演化模型通过对裂谷盆地汇水-扇体系的模拟揭示出一些与裂谷盆地地层形成相关的气候及构造过程。Zscape模型的相关实验结果与层序地层结构的分析认为:(1)扇面积与断层滑动速率成反比；(2)高水位期大量沉积物进积是断层滑动速率减小所引发的；(3)层序界面的形成与低水位和水进沉积是降水速率变化所致。这些认识用于分析北安断陷沙河子期大量扇体沉积的发育和层序结构的形成。沙河子组下部层序发育时期构造活动剧烈，上部层序发育时期构造活动相对趋于稳定，断裂活动和降水速率的变化控制了层序发育。Zscape模型及其实验结果的地质分析，以及在北安断陷的应用显示,构造和气候的单因素分析对一些地质认识，特别是沉积作用对于断裂活动的滞后性的理论解释起到了推动作用。

为了研究泥质岩盖层对水溶相天然气封闭能力，在泥质岩盖层对水溶相天然气封闭机理分析的基础上，利用达西定律建立了一套单位压差下水溶相天然气通过泥质岩盖层相对渗滤速度的研究方法，根据水溶相天然气通过泥质岩盖层渗滤速度的相对大小，建立了泥质岩盖层对水溶相天然气封闭能力的综合评价指标——CSWI。CSWI既可以反映泥质岩盖层本身特征对水溶相天然气封闭能力的影响，又可以反映地层水特征对水溶相天然气封闭能力的影响。将CSWI应用于大庆长垣以东地区泉一、二段泥质岩盖层对水溶相天然气封闭能力的综合评价中，结果得到该区泉一、二段泥质岩盖层在西部具有好的封闭水溶相天然气能力，向东部其封闭能力逐渐降为中等。评价结果与该区西部天然气相对富集的地质条件吻合，这表明该方法用于泥质岩盖层对水溶相天然气封闭能力的综合评价是可行的。

以吉林中部平原区为例，分析了孔隙潜水、孔隙承压水以及白垩系孔隙裂隙承压水温度的多年变化特征，并采用灰色关联度分析方法，确定了各含水层地下水温度与地下水埋深、气温、降水量之间的关联性，分析了影响其变化的主要因素。结果表明，对于3组含水层，从20世纪80年代初至2001年的近20年间，地下水温度都有不同程度的上升。对于孔隙潜水和孔隙承压水，地下水温度呈上升变化的本质原因是全球气候逐年变暖，而地下水活动和大气降水的增强起到了促进作用，特别是对孔隙承压水温度的上升作用更加明显；对于白垩系孔隙裂隙承压水，其温度呈上升变化则主要是由该含水层被普遍超采所引起的。

水资源的合理开发利用与否是影响社会经济发展的瓶颈。以霍林河流域为研究对象，对该流域特征及其生态环境问题进行了分析，构建了水资源承载力研究的指标体系，该体系包括水资源形成的自然条件、开发利用及社会经济因素3个方面9项指标。应用因子分析法对流域内各县市水资源承载能力进行定量评价，结果表明,霍林河流域从上游到下游，水资源承载能力主要受水资源形成条件和开发利用强度的影响，水资源承载能力评价是水资源可持续利用的关键。

饮马河中游位于吉林省长春市以东50 km处，具有构建河谷型孔隙地下水库的潜力条件，是长春市重要的战略性后备水源地之一。在满足区内用水和向下泄流需要的前提下，研究区在理论上可以从泄流节流和诱发补给中得到1.88×10⁸m³/a的调蓄水源，但该调蓄水源年内、年际变化剧烈。以第四系砂砾石为主要赋水介质的目标含水层最大调蓄能力为8.21×10⁸m³，在目前条件下实际动用38.98%，另有4.98×10⁸m³的潜力空间。通过模拟布置壅水坝、引渗场、集中采水井等工程，合理干预水更替条件，理论上可以得到8 197.9×10⁴m³/a的采水量。结合实例给出一套能够从调蓄水源的来源、展布规律、质量和数量，调蓄空间的圈闭性、结构和规模，人工干预地下水开采和补给的位置、方式和强度3个方面系统进行地下水库可行性分析、计算和评价的思路方法。

将1995~2003年间10幅不同时期的长江口海图资料数字化，利用地理信息系统（ArcInfo8.3）相应的模块进行处理，建立起不同时期的长江口水下数字高程模型。以此作为基础资料，从横断面、深泓线纵剖面以及平面变化等不同角度，对长江口北槽航道水下地形变化进行定量分析。结果表明：整治一期工程完成后，增加了主槽流速，减少了航道回淤，北槽形成了一条深8~10 m的微弯深槽，水深基本稳定。二期工程基本保持了一期工程的河势，河床断面未发生重大调整。

利用ActiveX技术，将组件MapObjects 2.1直接嵌入到开发环境VB 6.0中，开发出C/S结构的区域水文地质GIS系统，进一步开发出面向水文地质工程应用的辅助设计模块。应用程序通过该组件的接口实现区域水文地质空间数据和属性数据的交互查询和更新，为水文地质工程辅助设计模块提供输入数据。基于ActiveX技术开发专业的水文地质GIS系统，具有开发周期短、通用性强、操作简单的特点，可以满足水文地质行业的工作需求，并在大庆油田得到应用。

大庆前进水源地自20世纪80年代运行以来，随着开采活动的加剧，地下水系统状态已发生改变，水资源重新评价势在必行。依据已有水文地质和水质分析资料，运用地下水化学动力学理论和方法，通过水化学指标（组分活度α、矿物饱和指数β）的计算分析，结合有限的抽水试验资料，分区计算出渗透系数K、导水系数T、地下水实际流速U、渗透速度V和地下水年龄t等5项水文地质参数，定量的认识水文地质条件，认证了水源地泰康组承压含水层具有渗透性强、导水性强、地下水循环交替快、可更新能力强等特点。不仅为地下水资源评价提供了参数，也为水源地持续合理地开发管理提供了定量依据。

边坡在渗流作用下应力场会发生变化，是渗流场耦合应力场的作用结果。给出了一种考虑饱和-非饱和流渗影响的边坡弹塑性有限元分析方法，采用了不同含水量对抗剪强度影响的模型，求解带有渗透力作用项的土体弹塑性平衡方程得到边坡的应力应变分布，并应用于某滑坡的实际降雨分析。该实例分析证实，由于渗流作用影响，边坡变形加大，最后形成潜在滑动面。利用渗流耦合变形的弹塑性有限元法分析大气降雨造成土体滑坡的变形和发展是可行的，其在实际工程中的应用是成功的。

研究了一种利用有限正弦和有限余弦变换解变密度声波方程的方法，它的基本思想有下列4点：(1)对声波方程两端进行关于一个或多个变量的有限正弦或有限余弦变换；（2）将待求波场的Fourier正弦或余弦级数表达式代入到经过变换后的波动方程之中，进而得到级数表达系数所满足的微分方程式；（3）分别对时间和未作变换的空间导数进行有限差分或其它形式的近似，得到变换系数所满足的离散（矩阵）方程；（4）将通过解离散（矩阵）方程而得到的变换系数代入到相应的反演公式中去，用求和的方式得到待求波场的数值解。与其它方法相比，利用有限正弦和有限余弦的优点在于可以无限制地扩展变换方向的计算区间和可以处理任意变化的速度和密度结构而不明显地增加计算量。

利用人机交互重震联合反演的方法研究了多玛-德庆-达孜断面的二维壳幔横向密度结构特征。模拟结果显示，剖面下的地壳内部大部分存在低速层，念青唐古拉山两侧的德庆、羊八井附近存在两条深大正断层，切割并抬升了其下的中地壳低密度层，低密度层整体被向上抬升5～10 km，使得念青唐古拉山深部表现为一个地垒构造。念青唐古拉山位于莫霍面由浅变深的缓坡上，向东逐渐变深。软流圈在念青唐古拉山下形状发生变化，表现为“上凸”特征。

提出一种部分叠加资料的反演方法。部分叠加资料保留了原有的大量信息，在测井及构造层位的约束下，建立最符合地下实际情况的初始模型。通过非线性最优化理论，采用逐道外推技术，能同时反演出每一个点更准确的纵波和横波速度，进而可以求得纵横波速度比及泊松比，为储层预测和储集层内的流体识别提供丰富的弹性参数信息。

考虑频散介质的电磁波传播，引入随频率变化的电位移矢量D，并对电场强度E和电位移D进行标准化。开发出一种计算介电常数随频率变化满足Debye关系的频散介质中麦克斯韦方程的时间域有限差分（FDTD）解法，并编写了相应的计算原代码。在边界部分引入假象的介电常数和磁导率，实现了边界的无反射吸收，避免了Berenger完全匹配层中场分裂过程，提高了计算效率。计算实例可以看出频散介质中波的传播情况。

为了提高电阻率法对地下介质污染问题的探测能力，分析了含油污水污染地下介质后引起的导电性变化，建立了适用于该问题分析的地电模型。利用2.5维有限元的方法正演模拟了采用温纳、施龙贝格、偶极和二极装置监测时所得的典型电异常剖面。正演模拟结果显示不同装置对污染区的反映能力不同，相对而言施龙贝格和温纳装置对污染区分布的反映较为直观。饱和粘土的含油污染区用温纳装置测量,剖面上表现为相对高阻异常特征，异常区域分布和污染通道相吻合。应用实例也证实了这一分析。

采用实轴积分法计算套管刻度井中的声场激发谱，分析了第一、第二界面的胶结情况以及模拟地层的厚度等对井内声场的影响。数值结果显示：在套管刻度井中，模拟地层厚度的增大或第一、第二界面的胶结状况变差，该地层的外边界对井中激发谱的影响变小，在低频（小于3 kHz）情况下，当外边界半径大于0.2 m时，不管第一、第二界面胶结状况如何，该边界面对井中激发谱的影响基本可以忽略；在设计套管刻度井时，为减小模拟地层的外边界对井内声场的影响，既要考虑不同胶结情况下模拟地层的厚度问题，还应考虑声源测量频率的影响问题。

利用套管供电，通过地表观测电位研究油田注水分布和剩余油分布在油田开发中的应用。针对垂直有限线源，首先推导了线电流源的边界条件，利用有限差分实现了三维地电场的正演。正演结果表明：在全井套管供电时，地表观测电位主要受浅层电阻率不均匀性的影响；在射孔段供电时，地表观测电位主要反映射孔段的电阻率分布。

为了海洋粘土的开发应用，利用FTIR和XRD衍射对其进行了矿物成分分析。结果表明，海洋粘土样品中粘土矿物含量较高，其主要矿物组成为伊/蒙混层和伊利石并含有少量其它矿物，同时证实样品中有磁铁矿和赤铁矿存在。粘土沉积物的化学成分分析显示，粘土中Fe₂O₃质量分数较高，约为7%。采用酸溶氢气还原法对东太平洋的粘土样品进行了化学增白试验，并探讨了酸种类及其浓度、药剂用量、反应时间、煅烧温度等因素对除铁增白效果的影响，优选出最佳除铁增白方案，使海洋粘土的白度由原来的23.8%提高到73.1%。另外，对增白前后样品的粒度、比表面积和分散性的测试表明，在增白的同时样品的活性也得到了提高。

通过静态和动态(柱)吸附实验，探讨了活性TiO₂去除地下水中氟离子（F^－）时活性TiO₂的投加量、处理时间、酸度等影响因素。实验结果表明：在静态实验中，在50 mL，F^-浓度为10 mg/L的地下水样中，加入0.3 g活性TiO₂，处理15 min，F^-的去除率可达90%以上，且处理前后水样的pH值不变。在动态实验中，0.3 g的活性TiO₂和120 g砾石可使150 mL水样的除氟率达到90%以上。处理后均可达到饮用水的标准。