为了研究松辽盆地火山岩盆地充填模式及在无井或少井区寻找火山岩有利储层，需要对盆地火山岩地震相及其反射特征和地质内涵进行系统性的总结和分析。基于盆内钻井和过井地震剖面，应用火山地层学理论和地震火山地层学方法将松辽盆地火山岩地震相单元划分为火山岩丘、火山岩台地、洼地火山充填、穿切等4类10种亚类。通过井震对比，结合野外火山地层研究相关文献资料，阐述了这些地震相单元的地质解释模式和响应关系。火山岩地震相单元通常对应于以某种盆地火山充填类型（相或相组合）为主的火山岩体，火山岩丘地震相多可解释为侵出岩穹、酸性简单熔岩流和酸性复合熔岩流等具有丘状外形的充填类型，火山岩台地地震相多代表中基性岩的简单熔岩流和火山碎屑流等具有席状外形的充填类型，洼地火山充填多代表充填在先存洼地中的简单熔岩流和火山碎屑流，穿切地震相多可解释为岩席、岩墙。除了这些典型的地震相单元以外，对地震反射特征（外形、物理参数、反射结构）与火山岩地质属性的响应关系的分析可有助于更好地解释地震相单元所反映的地质含义。

跃进斜坡区南北分别为扎哈泉凹陷和英雄岭凹陷，是凹陷油气运移有利指向区，油气来源充足。烃源岩综合评价表明，扎哈泉凹陷E²₃烃源岩厚度大、分布面积广、有机质丰度高、有机质类型较好，目前已到成熟阶段，具有巨大供烃能力。油源对比研究表明，跃东构造原油与跃进一号构造原油特征一致，为北面英雄岭凹陷来源。跃进二号、乌南-绿草滩和昆北油田原油均来自扎哈泉凹陷E²₃源岩，但原油成熟度不同。跃进二号原油成熟度较低，与乌南-绿草滩原油和昆北油田储层固体沥青基本一致，明显低于昆北油田原油，属于烃源岩低成熟-成熟阶段早期产物，跃进斜坡区尚未发现源岩生烃高峰期产物。跃进斜坡区相对昆北油田更靠近凹陷生烃中心，源岩生烃高峰期产物具有优先充注的特征，斜坡区下倾方向大量发育的岩性圈闭和构造-岩性圈闭具有巨大的勘探潜力。

孔隙衬里绿泥石发育的砂岩大多属于优质储层，前人将其归功于绿泥石对孔隙的保护作用。按照孔隙衬里绿泥石形成的铁质来源，可划分为同沉积黏土膜转化型、富铁镁物质溶蚀再结晶型和转化与直接结晶混合型3种类型。通过国内外富孔隙衬里绿泥石砂岩实例的对比研究表明，孔隙衬里绿泥石可以通过抑制自生石英生长、提高抗压实能力、指示早期碱性溶蚀发育程度和堵塞孔喉等4种方式影响储层性能，且不同成因的孔隙衬里绿泥石对储层性能影响方式不同，同一成因绿泥石在不同成岩阶段的影响方式也不同。中成岩A期以前，转化型孔隙衬里绿泥石通过占据孔喉和提高抗压能力影响储层，而溶蚀结晶型孔隙衬里绿泥石主要指示火山物质发生碱性溶蚀的程度；只有砂岩成岩阶段达到中成岩B期以后，孔隙衬里绿泥石对石英生长的抑制作用才得到充分体现。

以野外观察描述为手段，系统研究了碳酸盐岩断裂变形机制的影响因素及断裂带结构演化过程，剖析了碳酸盐岩地层中断裂带结构与流体运移的关系。研究表明，影响碳酸盐岩内断裂变形机制的因素包括岩性、孔隙度、变形深度、温度、胶结作用、先存裂缝等，控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等。低孔隙度碳酸盐岩以裂缝发育为主，高孔隙度碳酸盐岩变形早期产生变形带，带内裂缝联接逐渐发育成断层带。随着埋藏深度的增加，断裂带结构不同：埋藏深度小于3 km，断层核主要发育无内聚力的断层角砾岩和断层泥；埋藏深度大于3 km,断层核普遍发育有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩，破碎带发育多种成因的裂缝。随着位移的增加，破裂模式从早期的破裂作用变为后期的碎裂作用，最终形成碎裂流。断裂带演化是一个四维过程，断层核和破碎带发育情况直接影响断层对油气的运移和封闭的作用。断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究，都可为封闭性提供重要的理论依据。

松辽盆地梨树断陷纵向上发育白垩系沙河子组和营城组两套主力泥页岩烃源岩层系，其沉积环境有利、厚度大、分布广。沙河子组以Ⅱ段页岩气地质条件最好，其w(TOC)分布范围为0.11%~8.20%(平均值1.45%)；营城组发育两段优质泥页岩，Ⅰ段w(TOC)为0.26%~12.01%(平均值1.96%)，Ⅱ段w(TOC)为0.06%~5.03%(平均值1.06%)。有机质类型以Ⅱ₁-Ⅲ型为主，含少量I型。沙河子组R_o普遍较高，断陷西部基本进入过成熟阶段，缓坡带处于成熟-高成熟阶段。营城组R_o变化范围较大，小城子、孤家子和十屋地区R_o达到2.00%以上。两套泥页岩脆性矿物体积分数为32.10%~62.90%，具有较好的储集性能。断陷内有多口探井在沙河子组和营城组的厚层泥页岩段钻遇高气测显示。营城组I段泥页岩含气量为0.62~3.09 m³/t。采用概率法初步预测出沙河子组和营城组页岩气资源量为6 645.34× 10⁸ m³。秦家屯地区和苏家屯次洼为页岩气勘探的有利目标区，桑树台深洼带为较有利目标区。

峪耳崖金矿床位于华北板块北缘中段，是冀东地区金厂峪[CD1]峪耳崖矿集区内赋存于花岗岩体及其与长城系围岩接触带内的大型金矿床。通过系统的成矿地质特征、流体包裹体、氢氧同位素、硫铅同位素和稀土-微量元素研究，结果表明：成矿温度为中高温热液环境，成矿流体为低盐度，成矿物质来源具有深源和幔源特征，金成矿作用过程具有排斥稀土元素的作用，Bi可作为富金矿体的指示元素。而峪耳崖金矿产于岩浆岩发育区和金厂峪金矿赋存于老变质岩区的表观成矿地质特征差异性、牛心山金矿“一墙之隔”的南北雷同性（南与金厂峪类同，北与峪耳崖类同）和它们成矿物质来源的同源性，则表明具体成矿就位地质环境的特定性决定了金矿床表观地质特征的特异性和复杂性。

树基沟铜锌矿是产于太古宙绿岩带中的与火山岩有关的块状硫化物（VMS）矿床，运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到含矿围岩(黑云斜长片麻岩原岩)的结晶年龄约为2 565 Ma，近似代表树基沟矿体的形成时代。后期变质变形作用使矿石结构构造发生了巨大的变化，形成变质变形作用特有的结构构造,有变斑晶结构、硫化物生长结构、碎裂结构、旋转碎斑结构、充填和交代结构以及退变质结构等。成矿组分的两期再活化过程对应了两期变质变形事件：第一期变质变形过程中，矿石以机械再活化迁移为主，并在压力小的位置形成“铜矿囊”；第二期变质变形过程中，矿石的活化方式呈现出复合再活化的特点，具体表现为黄铁矿变斑晶颗粒被再活化的石英-硫化物细脉充填，并发育一定程度的交代作用。

永平矿床位于江西省铅山县境内，为江西省规模第二大的富铜多金属矿床。在永平铜矿火烧岗采场进行野外地质调查、样品采集、室内岩相学与矿相学和电镜能谱研究的基础上，确定矿区内主要的容矿围岩为互层状安山-玄武岩和钙铁榴石矽卡岩，其中，夹有灰质硅质岩和片岩，以及层状与透镜状矿体，为典型的海底火山喷发环境。大量胶状黄铁矿的存在表明曾经发生过大规模的热水沉积作用；胶状黄铁矿普遍重结晶和钙铁榴石矽卡岩本身就代表着变质作用（或矽卡岩化作用），在成矿过程中发挥了重要作用；后期强烈的热液蚀变对成矿物质进一步富集成矿起到促进作用。有用元素除铜与钨外，铋与铟的含量也达到最低工业品位的要求，新发现含铼白钨矿、含稀土沥青铀矿与一系列金属铋和碲的矿物：自然铋、辉铋矿、硫铜铋矿、含银辉铜铋矿、硫银铋矿、沃仑斯基矿、碲铋矿、叶碲铋矿、铁铜碲硫铋矿、含锝碲银矿、辉铋碲银矿(?)、叶碲铋-碲银矿(?)等。

选取塔里木东北部的笔架山二叠纪火山岩带为研究对象，通过年代学、岩石学和地球化学等研究，论证火山岩的亲缘关系以及火山岩与侵入岩的关系，探讨岩浆演化过程与源区性质。笔架山一带二叠纪火山岩分布于笔架山镁铁质-超镁铁质岩带北侧。火山岩的岩石类型主要有玄武岩、玄武质安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩。流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（285.0±2.9） Ma，属二叠纪乌拉尔世。该火山岩多属拉斑玄武岩系列。玄武岩、玄武质安山岩、安山岩的岩石学及地球化学特征表明，它们都是由拉斑玄武质岩浆通过分离结晶作用演化而成，玄武岩岩浆在上升过程中经历了一定程度的同化混染作用。玄武岩的w(TiO₂) (2.35%~3.81%)、w(TFeO) (10.59%~13.87%)、w(P₂O₅) (0.35%~0.50%)高，属于高钛玄武岩系列，富集轻稀土元素和大离子亲石元素，Nd-Sr同位素组成具有OIB亲和性，地球化学特征显示出玄武岩的岩浆源区属尖晶石稳定域。笔架山二叠纪侵入岩和火山岩的时空关系、岩石地球化学特征和岩浆演化程度的研究表明:二者是同源岩浆分异的产物，岩浆进入现存岩浆房后，大量的堆晶相形成了镁铁-超镁铁质侵入岩，而演化的岩浆沿岩浆房顶部或旁侧的断层带溢出而形成基性-中性火山岩；酸性火山岩是由幔源岩浆的热量引起地壳重熔形成的。

琼西南东方中沙农场发育有基性岩脉，主要由斜长石、单斜辉石和少量角闪石组成。其LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试表明，该岩脉形成年龄为(242.2±2.6) Ma，和东部地区辉绿岩脉的形成年龄一致。该基性岩脉w（SiO₂）=52.39%~53.44%，w（K₂O+Na₂O）=5.02%~5.71%，具富钾(w（K₂O）=2.45%~3.29%)和高K2O/Na2O值 (0.91~1.63) 特征。该基性岩脉富集轻稀土元素和大离子亲石元素(LIL),轻微Eu负异常(δEu=0.76~0.84),Sr、P弱负异常，明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti。海南约240 Ma的基性岩脉可能来源于被流体交代的地幔源区，形成于华南-印支陆块碰撞后伸展构造环境。

对甘蒙（甘肃-内蒙古）北山地区花牛山、洗肠井、伊哈托里及希热哈达出露的奥陶纪火山岩进行了地球化学研究。结果表明:该区火山岩类型主要为安山玄武岩，以拉斑系列为主。花牛山和洗肠井火山岩的稀土元素配分具有弱的轻稀土亏损-平坦、重稀土略富集的特征，高场强元素比值特征与蛇绿岩（N-MORB）一致，形成环境为洋中脊；伊哈托里和希热哈达火山岩具轻稀土富集，高场强元素Nb、Ta、Ti等亏损的特征，类似于岛弧火山岩，但其Th_N/Nb_N(>>1.00)、Nb/La(<1.00)、Zr/Nb值类似于N-MORB，暗示火山岩遭受了地壳物质的混染作用。伊哈托里和希热哈达火山岩样品w(Zr)>70.00×10^-6和Zr/Y>3.00，显示了板内玄武岩的特征。结合区域构造演化分析，认为花牛山和洗肠井火山岩形成于洋中脊环境，而伊哈托里和希热哈达火山岩应属伸展裂解环境的产物。

浙东南地区（江绍断裂带东南）是位于华南东北部濒太平洋的沿海地区，是理解古太平洋板块俯冲作用的重要地区。本次研究选取岩坦、梁弄、新铺3个典型的岩体进行岩相学、锆石年代学和地球化学研究，并结合前人对该地区花岗岩体的研究结果，探讨古太平洋板块俯冲与岩浆活动之间的关系。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示：新铺花岗岩的年龄为(145.8±1.4) Ma，表明浙东南地区晚侏罗世仍存在岩浆活动的记录；梁弄花岗岩和岩坦花岗岩的形成时代分别为（106.2±1.4）和（94.7±1.4） Ma，代表早白垩世晚期典型的岩浆活动。地球化学特征上，3个岩体均富SiO₂、Al₂O₃，具有高的A/CNK，属高钾钙碱性花岗岩；稀土元素球粒陨石标准化分布型式图中具显著的负Ｅu异常，稀土元素总量偏低；微量元素原始地幔标准化分布型式图中富集Rb、Cs、U、Th、Pb，亏损Ba、Sr、Nb、Ti，为典型的壳源型花岗岩。结合已有的资料，本次研究表明,新铺花岗岩形成在由侏罗纪挤压向白垩纪伸展转变的构造背景下，梁弄花岗岩和岩坦花岗岩形成在岩石圈减薄的伸展构造背景下，它们形成均受到了古太平洋板块俯冲作用的影响。

夏日哈木矿区的闪长质岩体呈岩株状出露于矿区南东，岩性主要为石英闪长岩和闪长岩。年代学研究表明，石英闪长岩中岩浆锆石LA-ICP-MS U[CD*2]Pb谐和年龄为(243±1 ) Ma，MSWD＝0.013，属早三叠世晚期。岩石学及化学成分显示其属于准铝质、高钾钙碱性系列闪长岩。稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征((La/Yb)_N=8.7~12.7)，无明显的Eu负异常(δEu=0.84~1.01)。岩石富集Rb、Ba、K等元素，而相对亏损Nb、Ta、P和Ti。岩石具有不均一的ε_Hf(T)值(-9.0~-1.0)和古老的二阶段Hf模式年龄(1.34~1.84  Ga)。结合试验岩石学资料判别，闪长岩主要起源于中元古代玄武质下地壳脱水部分熔融，富集地幔组分的加入可能是导致ε_Hf(T)值和Hf模式年龄不均一的主要原因。微量元素及特征比值显示岩体形成于安第斯型活动大陆边缘的构造环境。综合分析认为，早三叠世晚期东昆中隆起带整体处于俯冲晚期的安第斯型活动大陆边缘背景。

通过青海东昆仑东部沟里地区阿斯哈岩体中寄主闪长岩和暗色微粒包体的岩相学、全岩地球化学研究，确定了岩石成因及其构造属性。阿斯哈岩体中暗色包体广泛分布，包体岩性主要为角闪辉长岩。包体具有岩浆结构，部分包体具有塑性流变特征，包体中可见寄主岩石矿物的捕掳晶和针状磷灰石，表现出岩浆混合的岩相学特征。主岩及暗色包体同属准铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列过渡岩石，主量元素在Harker图解及Al₂O₃/K₂O-CaO/K₂O和SiO₂/CaO-K₂O/CaO的共分母协变图上具良好的线性关系，反映两者成分的变化与岩浆混合作用有关。两者的稀土元素配分模式总体一致，显示二者密切的成因联系。两者都富含大离子亲石元素（Rb、K），相对亏损高场强元素（Nb、Ta、P、Ti）。暗色包体具有贫硅（w(SiO₂)=50.70%~53.88%）和富镁、铁、钙的地球化学特征，其Mg^#值较高（Mg^#=0.52~0.59），暗示其来源于俯冲带流体交代地幔楔的部分熔融。主岩的Rb/Sr值为0.22~0.27，接近地壳平均值，Nb/Ta值为14.5~15.2，介于地幔平均值与地壳平均值之间，表明寄主岩石岩浆具有壳源岩浆的性质并经历了幔源岩浆的混合作用。结合区域构造演化及构造判别，认为阿斯哈岩体形成于安第斯型活动大陆边缘的构造环境。早三叠世，阿尼玛卿洋向北俯冲，俯冲带流体交代地幔楔，导致其部分熔融形成基性岩浆，底侵的幔源基性岩浆诱发下地壳部分熔融并与之发生混合形成本区闪长岩，而其中的暗色包体为幔源岩浆混合不彻底的产物。

为了深入认识珠江现代入海物质在粤西陆架随海流迁移扩散的路径和沉积中心，利用Gao-Collins方法分析了粤西-琼东北近海1 515个站位的粒径趋势，并用²¹⁰Pb法测定了8支柱样的现代沉积速率。结果表明，在粤西沿岸流和南海暖流这两个相向海流的共同作用下，珠江口外珠江来源的泥质沉积物的主体被限制在-50 m等深线以浅的内陆架。现代珠江入海物质能维持粤西陆架泥质沉积区0.1 cm/a左右的现代沉积速率。在川山群岛至海陵岛一带和琼州海峡东侧泥质区，分别受岛屿阻挡和逆时针中尺度涡旋的影响，形成了现代沉积中心。在沉积物不同粒级的来源和搬运方式存在差异的地方，粒径趋势分析结果可能主要反映的是粗颗粒沉积物的运移趋势，而非细颗粒沉积物的运移方向。

通过分析法向应力、干密度、土样尺寸对吹填粉砂土蠕变特性的影响，深入研究其固结蠕变特性。与Kelvin模型相比，采用Burgers体模型能够更合理地阐释吹填粉砂土的蠕变曲线；采用FLAC^3D方法可开展吹填土蠕变过程的三维数值模拟。结果表明：吹填粉砂具有一定的蠕变特性，并可用幂函数描述应力-应变、应变-时间的关系；干密度一定时，法向应力愈大，初始应变愈大，达到稳定的时间愈长；法向应力一定时，干密度越大，初始变形越小，最终稳定所需时间越短；大尺寸试样（Ф 200.0 mm× H200.0 mm）的瞬时变形与蠕变形率要比标准尺寸（Φ 61.8 mm×H 20.0 mm）大，稳定所需时间要长；此外，Burgers体模型模拟吹填粉砂土固结蠕变变形优于广义Kelvin模型并具有可行性。

为解决大数据量下滑坡的位移数值精确预测,采用数据挖掘技术对滑坡多源监测数据进行预处理，进而采取粗糙集理论对输入变量集进行定量评价、约减并完成滑坡变形阶段预测，在此基础上利用不同算法进行滑坡变形位移数值预测。实验显示，粗糙集对滑坡变形阶段划分的准确度达到96.5%，在此基础上利用分类回归树预测滑坡位移的精度达到6.5 mm。结果表明，分阶段的位移预测方法是可行的，其提供的预测精度显著优于普通方法并且达到了工程应用的需求。

侧向剪切扰动诱发滑坡是一种新型滑坡类型，深入研究其成因机理，有助于开展滑坡预警工作。2012年6月29日6时20分左右,贵州省岑巩县思旸镇龙家坡山体发生大规模滑坡,300～400万 m³岩土体失稳后堵塞坡下的马坡河，形成20余 m高的堰塞坝及库容达7万余 m³的堰塞湖。笔者在对灾害现场进行详细地质调查的基础上，结合现场调绘、航拍、颗分试验等手段，对龙家坡滑坡的基本特征进行了分析研究，对滑坡发生及成灾原因进行了初步分析。结果表明:滑坡区风化破碎的厚层堆积体、有利的岩层倾向以及前缘临空是滑坡发生的基本条件；滑坡区南侧地下水径排区被堆填大量粉黏土弃渣，不仅为该区斜坡人为增加了巨大推力，还使该区斜坡地下水局部富集。在强降雨条件下，南侧堆积区首先发生滑动，其对主滑体的侧向剪切扰动作用带动主滑区大规模失稳破坏。由此，对这类侧向剪切扰动诱发的滑坡，在进行地质灾害调查和预警时，除了应调查其岩土体特征外，还必须查明其边界条件。

岩石质量指标(RQD)是评价岩体破碎程度的一个重要参数,但在RQD的应用过程中往往忽略测线长度和测线方向的影响，给岩体质量的评价造成一定的误差。笔者通过从野外岩石露头这个二维平面上得到的RQD或节理参数，推导得到在三维空间中任意方向测线的RQD，进而研究RQD随测线方向的变化规律。结果表明，RQD不但在平面上具有各向异性，在空间也具有各向异性。笔者提出了假定测线起于节理的N-A RQD计算模型，使理论论证更加严密。此外，利用蒙特卡罗模拟产生随机值代表节理间距,随机值服从负指数分布的参数不同代表节理发育的密集程度不同，通过T-T、N-A、A-A和A-A-S 4种RQD计算模型来研究RQD均值及标准差随测线长度的变化规律,可以得出：测线越长,所得RQD值越精确；测线较短时,A-A-S模型所得的RQD值与其他3种模型相比更精确；布置较长的测线在节理较发育的地方可获得更可信的RQD值。

盐岩地下储气库受盐岩蠕变特性影响会产生较大的体积收缩变形，影响储气库安全稳定运行。目前对地下储气库体积稳定性分析方法和评价准则各国没有统一标准，国内主要采用数值计算的方法来评价储气库体积稳定性。以江苏金坛盐矿地下储气库体积收敛数值分析为基础，借鉴国外盐岩地下储气库稳定性评价标准，建立盐岩地下储气库体积收敛失效风险评价矩阵，采用一次二阶矩法显示功能函数分析储气库体积收敛失效概率，分析得出：储气库在长期恒定内压工况下体积收敛失效概率随内压的增大而减小;在短期调峰低压工况下体积收敛失效概率随内压的减小而增大;最小内压应保持在4.2 MPa以上。通过交变气压条件下层状盐岩地下储气库大型三维地质力学模型试验得出:储气库体积收敛变形随内压的增大而减小;短期运行最小内压应大于4.0 MPa。模型试验结果与失效概率分析结论较为相似。因此，为避免盐岩地下储气库产生体积收敛破坏，应保证调峰短期最小内压在4.0 MPa以上。

水利工程中的钻孔工程具有特殊的工况，采用正循环潜孔锤钻进方法在狭窄封闭的洞室内进行钻孔施工，粉尘污染严重，施工环境恶劣，影响作业工人的身体健康。为了解决施工洞室内的粉尘污染问题，在某水电站的排水孔施工中，首次应用了潜孔锤反循环钻进技术，并在上仰孔和下行孔施工试验中获得成功，有效控制和降低了洞室内的粉尘问题，有利于维护良好的施工环境。设计的A、B两种结构类型钻头主要差别是内喷孔的位置不同，A型钻头的内喷孔设计在花键上的各个平键之间，B型钻头的内喷孔则设计在花键的平键上。CFD数值模拟计算结果显示,A型钻头对环空抽吸的空气量是0.199 987 04 kg/s,略大于B型钻头的0.177 524 64 kg/s，说明A型钻头的抽吸能力优于B型钻头。上仰孔和下行孔的钻进试验结果表明，内喷孔设计在花键上的各个平键之间且具有双排12个内喷孔的A型钻头结构更为合理，在施工中A型钻头比B型钻头的孔口粉尘少。从反循环排渣效果看，A型钻头破碎的大部分岩粉和大颗粒岩块从中心通道排出，反循环排渣效果优于B型钻头。

为了研究矿井底板破碎带温度场对地下水的响应机制，运用热传导理论，结合数学物理方法，建立了垂向水流作用下岩体温度场模型和地下水、空气等多热源作用下岩体过余温度分布模型，并求出了相应模型的温度、温度梯度及过余温度解析解。结果表明：沿着地下水径流方向，起始段的岩体温度梯度值一般较小，而终止段的温度梯度值则一般较大；当温度梯度与地下水流动方向相反时，岩体温度梯度变化幅度较小；回采工作面接近含导水构造时，距离导水构造越近，同一时刻岩体过余温度增大越迅速，体现在温度曲线的曲率相应增大。在一定范围内，地下水对矿井岩体温度梯度及过余温度影响显著。

水头上边界方法（简称水头法，GHB）给定了潜水面形态和固化了排泄点，限制了不同地下水流系统模式的形成与转化。分别用数值法进行了通量上边界（简称通量法，FUB）与水头上边界的地下水流系统对比模拟。结果表明：嵌套式多级地下水流系统（Tóth典型模式）在运用水头法和通量法进行系统转化模拟时，得出的水流模式可能相似或完全不同；通量法在条件（盆地形态、入渗强度等）改变时潜水面能够自动形成，从而得出不同变化条件下的水流系统特征；水头法由于给定了潜水面和固化了排泄点，在改变盆地其他因素时，盆地补给（排泄）也发生同步改变，此时地下水流模式不是单因素变化的结果，因此在给定条件下不能得出完整的地下水流系统变化模式。基于通量法与水头法在地下水流系统模拟中的优势与不同，在进行盆地地下水流系统理论和实际研究时，应该综合2种方法的特点，结合实际资料条件进行方法的选取与应用。

在分析随机因素对水位模拟结果影响程度的基础上建立地下水流随机模拟模型，可为地下水资源风险管理和决策提供重要依据。以浑河冲洪积扇地区为研究区，基于蒙特卡罗原理建立了区域地下水流随机预报模型，对压采条件下的地下水位上升进行风险预测和评价。参数灵敏度分析结果表明，地下水水位对含水层渗透系数的变化最敏感，其次是给水度，而对河床沉积物渗透系数和降雨入渗补给系数的灵敏性较差，且渗透系数和给水度在其率定值附近增加或减少时，灵敏度系数随之增加或减小。研究表明，压缩开采地下水资源能够有效缓解地下水水位下降带来的环境问题，地下水开采量以每年5%的速度压采时，区内地下水水位平均上涨3.3 m，但水位恢复的同时也可能诱发局部地下工程渗水，且地下建筑物的设计安全水位越低，渗水风险越大。

为了研究土壤常量元素来源及分布特征，分析了华东多目标地球化学调查区表层土壤和深层土壤常量元素质量分数的关系，以及不同成土母质发育的土壤常量元素质量分数之间的相互关系。结果显示：在该地区表层土壤和深层土壤中，常量元素存在显著相关性，质量分数比值为0.75～1.04，说明该区域表层土壤常量元素与深层土壤属于同一物质来源，主要来源于成土母质；常量元素在不同地质单元区土壤质量分数的高低及变异系数的大小除了成土母质原因，元素自身地球化学性质也是其主要影响因素；元素之间相关性及因子分析很好地区分出了在该地区成土过程中元素共生组合特征，即CaO-MgO-Na₂O、Al₂O₃-TFe₂O₃-K₂O、SiO₂3个组合。通过分析可以得出在该地区表层土壤常量元素对成土母质有良好继承性，因此能够利用表层土壤元素组合特征和质量分数高低在一定程度上辨别该地区土壤的成土母质岩性、来源和土壤机械组成。

针对用于航空移动平台的高精度全张量重力梯度测量系统，深入研究了梯度仪12个加速度计按3个不同旋转轴圆盘形成差分组合的结构。在确认该结构具有有效抑制运动共模加速度、减少外界环境干扰、实现高精度探测优点的同时，着重分析了重力梯度仪测量误差的来源和影响。研究表明，主要影响包括仪器固有随机噪声和外界确定性噪声。为定量描述影响程度，推导了在航空动态环境下的测量方程，并分离出加速度计的性能不匹配、平台不稳定、圆盘转速不稳定3个主要固有因素，从时间域和频率域角度定量分析固有影响因素的噪声水平。试验分析表明，通过利用Simulink仿真系统可以获得固有因素产生的噪声水平，并提出抑制方案。针对搭载环境测量误差，还分析了实测飞行中姿态和质量的改变对重力梯度测量值造成的环境影响，提出了基于点质量源的自身梯度校正方法。

全空间视电阻率公式及全区求解方法是地下瞬变电磁理论的重要组成部分。为探讨全空间全区视电阻率求解方法，笔者将半空间全区视电阻率的平移算法引入至全空间并对其进行了研究。同时，分别采用理论数据、正演模拟数据及实测数据对该方法在全空间资料处理与解释中的有效性和精确性进行了分析。结果显示，平移算法与常规的全区视电阻率解法具有相同的理论基础，但前者避免了传统全区计算方法中的多解性；此外，采用由截距参数绘制的时间剖面图和视电阻率断面图进行联合解释产生了较好的应用效果。

基于我国大陆最新观测所得的1 302个地磁测点和32个地磁台站磁偏角D、磁倾角I、总强度F的1 334组准确数据，并结合地壳磁异常能谱变化特征，对增强地磁模型(EMM2010)在我国大陆的精度及其适用性进行了定量分析。结果表明：EMM2010模型(D、I、F)在我国大陆的总体精度分别为10.45′、8.08′、112.85 nT  ；东北、华北与新疆地区模型的精度为13.07′、8.90′、130.89 nT ；华南、青藏高原及其东缘地区模型的精度为7.07′、6.65′、81.84 nT；其精度是受模型有限的截断阶数、各区域的磁异常状况和磁测数据的误差等因素共同影响的。EMM2010模型的精度在我国大陆表现出显著的地域分布特征，与磁异常的分布形态及其复杂程度、梯度密切相关，异常越突出，形态越复杂，模型的精度越低。与世界地磁模型(WMM2010)、第11代国际参考地磁场(IGRF11)相比，EMM2010模型在我国大陆的总体精度平均提高了50%，主要原因是模型不仅包含了地球主磁场，同时还包含了地壳磁场。EMM2010模型应用于我国大陆的实例及精度分析表明，模型具有一定的适用性，但有其局限性，不能准确反映出我国大陆的地磁场信息，鉴于模型的精度，建议在EMM2010模型基础上，结合我国最新的各部门的高精度磁测数据，构建我国高精度的地磁场模型。

南海北部深水区白云凹陷海底地质构造复杂、速度变化剧烈，各向异性现象普遍存在，多次波极为发育，地震成像难度大。为了更好地提高该深水区地震资料的成像质量，笔者引入了基于各向异性介质的叠前地震资料处理技术，并将其应用到深水白云6-1工区。该技术系列主要由三维广义多次波衰减、各向异性速度分析和偏移成像等技术组成。深水资料应用结果表明：GSMP建立的多次波模型，能有效地压制多次波，使剖面更显著；基于各向异性的高密度速度分析可以更好地描述地质信息；剖面的断层能量在基于各向异性叠前时间偏移处理后得到聚焦，最终该技术系列提高了地震资料的成像质量。

针对国家深部探测项目地震数据采集及表层速度结构模型建立的需求，在辽西葫芦岛东部二维地震勘探工区开展了表层结构调查工作。该地区地表起伏大，表层结构复杂，低、降速层厚度和速度多变，静校正问题突出，做好表层结构速度建模工作成为该区地震勘探的关键问题之一。由该工区实验点多种表层调查方法对比实验结果，确定了该工区表层调查工作方式：以井中微测井方法为主，在满足小折射地表条件的区段辅以成本较低的小折射方法作为补充;同时对留作微测井的生产井进行岩性录井。基于以上方法，分析了表层调查野外施工的难点和对策，确定了微测井采集参数。本次表层调查工作测线长度16.9 km，设计了8口微测井，根据微测井解释成果得到如下结果：该测线表层分2~3层；低速层厚度为1.68~4.33 m，速度为350~1 000 m/s；降速层厚度为5.00~12.00 m，速度为1 000~2 800 m/s；高速层主要为岩性致密的花岗岩，速度为2 800~4 900 m/s。根据井中微测井结果及层间相似系数，建立了该测线的表层模型，设计激发井深13.00~15.00 m，并获得静校正量数据。

煤层造成的低频强反射对上覆下伏储层有效信号有着极强的干涉作用，如何从地震数据中剥离煤层干涉是煤系地层储层预测的难点所在。以大牛地气田低分辨率地震资料为例，利用Wigner-Ville分布时频分析技术对煤系地层造成的连续强反射同相轴进行高分辨率煤层定位，通过对比分析认为煤层具有典型的低频强能量中高频段急剧衰减特性。以此作为理论基础明确煤层反射优势频谱能量密度上限为26 Hz，利用多子波分解与重构技术对大牛地气田三维地震资料开展分频段信号重组，即去煤干涉处理。在此基础上对煤系地层开展储层预测，并与实钻井勾绘砂体厚度图对比可知，储层有效信息得到充分展现。

以往的三维地质图由于多是仅利用数字高程模型（DEM）对平面地质图进行z轴方向的扩展，并不包含真三维的属性信息和空间信息，因此其在空间查询、分析和决策方面表现出明显的局限性。笔者首先分析总结了地上地下空间数据和现有数据模型的特点；然后使用UML建模工具建立了基于Geodatabase的地上-地下、地质-地理、属性-空间一体化的数据库模型，在此基础上设计了地上地下一体化的数据库原型，并借鉴地上地下集成建模的思想，探讨了在ArcGIS Engine环境中进行三维地质图编绘的思路和方法，实现了具有空间查询、分析等真三维特征的地质图的编绘；最后研发了相应的系统原型对该方法进行了实例验证。结果表明：地上地下集成建模可以解决地上地下三维模型的无缝集成问题，以空间集成的方式进行三维地质图的编绘具有一定的可行性和实用性。