祁连山冻土区木里地区天然气水合物矿藏是迄今为止在中纬度带首次发现的水合物矿藏，为了研究中纬度带水合物地球化学勘查技术，选择木里矿区作为方法技术的试验区。试验指标内容有土壤顶空气、酸解烃、碳酸盐和甲烷碳同位素。研究表明:祁连山木里天然气水合物矿藏存在明显的近地表地球化学异常；由甲烷碳同位素和烃类组成判断地表油气化探异常为热解成因，指示该区天然气水合物成藏物质来源于油气和煤成气。进一步研究了中纬度带冻土区天然气水合物成藏模式,指出该区进行天然气水合物勘探的同时应进行石油和煤成气的综合勘探。

歧口凹陷新生界发育了两类与火成岩相关的油藏：基性火山岩油藏和浅成侵入相辉绿岩蚀变带油藏，两者都为构造-岩性油藏。这两类油藏区域上受岩浆活动带控制,主要集中于NE向和EW向断裂转换带，并受烃源岩分布范围的影响而紧邻烃源岩分布；垂向上受区域盖层控制,集中于沙一中亚段和东三段。在转换带沙一中亚段和东三段内，火成岩能否富集成藏主要取决于储集系统的类型。开放式储集系统一方面利于流体替换使火成岩储集空间中的矿化水被及时排出减少次生矿物的形成，从而保护储集空间；另一方面利于富含有机酸流体进入火成岩储集体，通过溶蚀先期形成的杏仁体、裂缝充填物及火成岩中不稳定的矿物组分,使其储集空间扩大、容积增加，使火成岩的储集性能得以改善；另外，火成岩中的断裂通过与烃源岩的沟通为烃类注入富集成藏提供了必要的输导通道,致使这类储集系统能够富集烃类成藏。封闭式储集系统缺少这些条件，岩浆期后热液流体与成岩流体被包裹在火成岩储集空间内不能被排出，易形成次生矿物充填并堵塞这些空间，丧失其储集性能。部分未被充填的空间往往相互之间难以连通，并与生排烃地层隔绝而成为烃类难以注入的死孔隙，从而使这类储集系统难以聚集成藏。

为了深入认识四川前陆盆地须家河组沉积物源方向及物源区构造背景，对该盆地次级构造单元内须家河组砂岩碎屑组分、岩屑类型、重矿物组合特征、稀土元素和微量元素进行了分析。结果表明，盆地中的碎屑物源主要来自再旋回造山带，部分可能来自造山之前的混合区，不同的构造单元和层位存在不同物源区的特点：川西坳陷物源主要受龙门山逆冲推覆带控制；川东北坳陷物源主要受米仓山-大巴山逆冲推覆带控制；川东南坳陷物源受雪峰古陆控制，而川中古隆起物源则主要来自南部峨眉瓦山古陆。物源区具有大陆边缘向大陆岛弧转化的构造演化特点，须四期龙门山的逆冲推覆活动明显强于须二期。

通过详实的野外调查和室内研究，在西藏吉瓦地区新发现了砂岩型铜矿床，赋矿层位为渐新统日贡拉组，矿床类型为层控矿床。为探讨日贡拉组砂岩的物源特征及其构造背景、查明其含矿物质来源，通过碎屑矿物定量分析、元素地球化学方法及重矿物组合分析等一系列物源分析方法对日贡拉组的物质来源进行了研究。结果显示，研究区主要岩性为岩屑砂岩，岩屑主要成分为酸性火山岩，砂岩结构成熟度低，分选磨圆差。碎屑组分分析表明物源集中在火山弧物源区，地球化学特征为硅质含量高、LREE富集、HREE相对亏损、显示Eu负异常，均表明物源与酸性火山岩密切相关；日贡拉组砂岩的大地构造背景主要为大陆岛弧，砂岩碎屑来自上地壳长英质源区。重矿物组合以反映物源为中酸性岩浆岩成分的赤褐铁矿+磁铁矿、锆石、电气石、石榴子石为主，沉积环境为气候干旱、水体较浅的富氧环境。锆石形态特征指示物源距母岩区较近，重矿物的相关性分析也指示了物源与火山岩密切相关。研究区的日贡拉组砂岩与早白垩酸性火山岩微量元素及重矿物的对比表明，碎屑物质源区特点从岩石学特征、地球化学特征及重矿物组合特征上均表现出了亲缘关系，物源成分与火山作用紧密相关，很可能主要来自班公湖-怒江洋壳南向俯冲与雅鲁藏布江洋壳北向俯冲双重制约条件下产生于火山弧环境中的早白垩世火山岩。日贡拉组发现了砂岩型铜矿，火山岩提供了成矿物质来源，为寻找同类型的矿床开启思路。

下扬子地区早古生代发育3套重要的深水相黑色岩系，分别为下寒武统荷塘组和黄柏岭组、上奥陶统五峰组、下志留统高家边组和相当层位的霞乡组。27件样品的微量和稀土元素分析结果显示：此3套黑色岩系具有Li、Be、Rb、Ba、Cs、W、Th、U、Cd、Bi、Pb等元素富集，Sc、Sr，Cr、Cu、Ga、Co、Ni等元素亏损，稀土元素总量较高，轻重稀土分异明显和具负Eu异常等壳源物质特征；微量不活动元素含量和比值特征的构造环境判别表明，下扬子地区早古生代黑色岩系构造环境为大陆岛弧和活动大陆边缘，兼具被动大陆边缘特征；母岩以上地壳的再旋回沉积物和后太古宙地层沉积物为主，部分为未分异的太古宙地壳和玄武岩成分，源岩性质主要为安山岩、英安岩和沉积岩；沉积环境为缺氧的半深海、深海环境。在上述研究基础上，对物源的来源进行了探讨，认为物源主要来自江南造山带。

为探讨成岩作用对烃类流体活动的响应，利用显微观察、包裹体测温、扫描电镜、阴极发光等研究方法，系统地研究了东营凹陷中央隆起带沙三段自生矿物形成与烃类流体活动的相关性。研究表明：研究区沙三段储层的成岩序列为：第一期石英次生加大边→第一期碳酸盐胶结物(黄铁矿)→绿泥石薄膜→第二期碳酸盐胶结物→第二期石英次生加大边（第一期高岭石）→第三期碳酸盐胶结物→第三期石英次生加大边（第二期高岭石）→第四期含铁碳酸盐胶结物（黄铁矿）。第一期油气充注发生于第二期碳酸盐胶结物形成的后期，第二、三期油气充注发生于第三期碳酸盐胶结物形成的中后期，第四期碳酸盐胶结物的形成标志大规模油气充注时期的结束。烃类流体活动对研究区的自生高岭石、含铁碳酸盐矿物（第四期碳酸盐胶结物）、黄铁矿等3类自生矿物的形成过程产生重要影响。砂岩储层中，第二、三期碳酸盐胶结物的港湾状溶蚀现象、高岭石大量发育、第四期碳酸盐胶结物和黄铁矿的共生组合等成岩现象可作为微观上识别烃类流体活动的标志。含油性较好的层段，烃类流体活动可导致碳酸盐胶结物产生大规模的溶蚀作用，并促使长石溶蚀产生大量高岭石，砂泥岩界面处可见黄铁矿与含铁碳酸盐胶结物共生；而含油性差及不含油的层段，由于缺少烃类流体提供的大量有机酸，高岭石发育较少，早期碳酸盐胶结物保存较好。

库车褶皱冲断带是由印度板块和欧亚板块碰撞形成的新生代再生前陆盆地，沉积古近系和新近系两套盐岩，在其西部发育盐底辟构造。根据野外地质调查、地震剖面解释以及平衡剖面制作，探讨了库车褶皱冲断带盐底辟的成因机制。库车褶皱冲断带盐底辟分为两种类型：沿喀拉玉尔滚走滑断层发育的点状盐底辟构造-盐栓；发育在吐孜玛扎地区的线状盐底辟构造-盐墙。库车褶皱冲断带西段盐上生长地层主要发生在库车组中段沉积期及以后，库车组中段发育角度不整合面，反映盐底辟的形成。盐栓受走滑作用的控制，为走滑拉张作用的产物，而盐墙受库车组中段及其后差异压实作用的控制，受挤压作用的改造。

嘎拉山大型伸展滑脱构造发育在大兴安岭北段东坡，带内发育倾向SE的剪切面理，普遍发育层间揉皱、眼球状构造、低角度正断层、鞘褶皱和窗棂构造以及云母鱼、旋转残斑、石英条带等各种韧性变形显微组构，变形温度为300～400 ℃。各种宏观和微观不对称褶皱和线理等指向标志显示嘎拉山伸展构造为一指向SE的伸展滑脱构造。通过对剪切变形带中的花岗质片麻岩和大理岩的白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素测年获得144～147 Ma的坪年龄,该年龄代表了伸展剪切变形的形成时间。结合区域上变质核杂岩的研究,认为嘎拉山伸展构造的形成机制很可能与鄂霍茨克造山运动使地壳加厚崩塌，导致大兴安岭地区发生区域性伸展有关。

新疆维宝铅锌矿床位于东昆仑祁漫塔格地区西段，铅锌矿体受地层及岩性控制，多呈层状、似层状赋存于蓟县纪狼牙山组中下部条带状绿帘石（透辉石）矽卡岩中，矿石类型主要为绿帘石-透辉石矽卡岩型铅锌（铜）矿石。矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等，脉石矿物主要为透辉石、绿帘石、方解石、绿泥石、石榴子石等。金属硫化物电子探针分析表明，闪锌矿中Fe质量分数为2.206%~2.679%，贫Ga、Ge、Cd，Zn/Cd为143~150，方铅矿中Ag质量分数较低（0.163%~0.210%），具有与岩浆热液有关的金属硫化物特征。流体包裹体以富气相两相包裹体和富液相两相包裹体为主，均一温度平均值分别为268.2和273.1 ℃，含有CO₂、CH₄、N₂、H₂等成分，成矿流体可能来源于岩浆流体，具中温、高盐度、低密度的特征，成矿过程中发生了不混溶作用。金属硫化物的δ³⁴S_V-CDT为0.49‰~2.41‰，主要来源于岩浆；金属硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.254~18.336，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.556~15.664，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.060~38.367，主要来源于区内深源岩浆活动，有少量地壳铅的混染。综合分析认为维宝铅锌矿床为与印支期岩浆作用有关的层控矽卡岩型矿床。

山东新城金矿是胶东焦家-新城成矿带上重要的蚀变岩型金矿床。矿体主要赋存在焦家断裂带下盘靠近主裂面的黄铁绢英岩和黄铁绢英岩化碎裂岩内，严格受焦家断裂构造控制。矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿和辉银矿等。区内围岩蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、绢英岩化、绢云母化、硅化、钾化和碳酸盐化等，且矿化主要与黄铁绢英岩化和硅化关系密切。本次研究主要针对新城金矿床深部矿石中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温、单个包裹体成分激光拉曼光谱及氢、氧同位素分析研究。研究表明：该矿床深部矿石中纯CO₂包裹体数量有明显增加现象，同时发育含CO₂包裹体和气液两相包裹体;成矿流体具有低盐度(w(NaCl))（2.06%~10.24%）、低密度（0.54~0.97 g/cm³）的特点;主成矿温度为260~300 ℃，成矿压力为65~113 MPa，成矿深度为6.51~8.82 km。成矿过程中流体经历了CO₂-NaCl-H₂O体系的不混溶作用。氢、氧同位素分析认为，成矿流体δD_SMOW为－75.1‰～－61.4‰，δ¹⁸O_水为4.80‰～6.40‰，并将新城金矿床与典型“焦家式”金矿床成矿流体特征及来源进行对比，认为新城金矿成矿流体主要以幔源流体为主。综合研究表明，新城金矿床成因类型为幔源流体参与成矿的中温热液脉型金矿床。

麻阳铜矿床(又称九曲湾铜矿床)位于湖南省沅麻盆地中段南部，其南部靠近雪峰山，开采历史悠久，是一类十分罕见的产于砂岩中的自然铜矿床。含矿岩系主要为上白垩统锦江组，矿体呈层状或似层状产出，少数为短距离内尖灭的透镜体，严格受灰白-灰绿色砂岩控制；矿化主要以胶结物产出，自然铜占总资源量的90%左右。测试了麻阳铜矿不同工作面的红色粉砂岩、自然铜砂岩(矿石)、辉铜矿砂岩(矿石)及自然铜、辉铜矿的常量元素和微量元素含量，应用Spearman秩相关分析对数据进行统计分析。结合矿物组合特点认为，与Cu有较强正相关的Fe、Ag、As、Ba、Sr等元素对矿化形成条件有指示意义。铜矿化的形成与成岩期热液活动有着密切联系，流体可能来源于低温、弱还原的地下水。

阿斯哈石英闪长岩体位于东昆仑中央隆起带，侵入于古元宇金水口岩群中。岩体内产有阿斯哈大型金矿床，石英闪长岩与该区金矿形成具有密切的时空关系。采用锆石LA-ICP-MS、XRF和ICP-MS对石英闪长岩进行了定年以及地球化学测定。研究表明：该区石英闪长岩属钙碱性准铝质岩石，具有I型花岗岩的特征；其成岩年龄为（238.4±1.4） Ma；岩体稀土配分曲线几近一致，显示为同源岩浆演化特点，均表现出轻稀土相对富集的右倾特征，Eu具有弱的负铕异常；岩体明显富集大离子亲石元素，亏损高场强元素；具有明显的“TNT”负异常，显示出安第斯型岩浆弧火成岩构造属性；岩石Rb/Sr和Nb/Ta值介于地壳和地幔之间，并广泛发育暗色微粒包体，表明岩浆的壳幔混合成因。综上所述认为：阿斯哈金矿床石英闪长岩具有I型花岗岩特征，形成于印支期，具有壳幔混合的特征。

对扬子西北缘碧口块体中白雀寺和大安花岗质岩体进行了锆石U-Pb定年及Hf同位素研究。结果表明,白雀寺岩体的年龄分2组:(855±6) Ma（n=23）和(917±14) Ma（n=3）。前者ε_Hf(t)为3.8~10.4，一阶段Hf模式年龄为1.00~1.27 Ga；后者ε_Hf(t)为2.0~8.1，一阶段Hf模式年龄为1.14~1.40 Ga。而大安岩体给出了6组不同的年龄：(854±10) Ma（n=3）、(801±7) Ma（n=3）、(702±10) Ma（n=3）、(565±6) Ma（n=1）、(246±7) Ma（n=1）和(207±2) Ma（n=1）。其ε_Hf(t)为-12.6~11.4（t=854 Ma），一阶段和二阶段Hf模式年龄分别为0.95~1.90 Ga和1.02~2.55 Ga。白雀寺和大安岩体的侵位年龄分别为(855±6) Ma和(854±10) Ma，代表了扬子西北缘碧口块体内的一次重要岩浆事件，前者主体来源于中元古代新生陆壳源区，而后者主要来源于中元古代新生陆壳与晚太古代地壳物质的混合源区。此外，白雀寺岩体中(917±14) Ma的年龄代表新元古代早期的岩浆活动，而大安岩体中年轻的年龄可能记录着岩体后期所经历的复杂热改造事件。

辽西台里地区花岗质岩石主要由花岗质片麻岩、斑状花岗质片麻岩和黑云母二长花岗岩等组成，这些花岗质岩石均曾被视为新太古代花岗岩。根据各类花岗质岩石的产状序次关系确定，块状/片麻状黑云母二长花岗岩呈岩脉或岩枝状侵入太古宙花岗质片麻岩和斑状花岗质片麻岩中，分别出露于研究区南北两侧。地球化学研究表明,黑云母二长花岗岩属于准铝质-弱过铝质的I型花岗岩，显示火山弧花岗岩的特点。黑云母二长花岗岩中锆石组成复杂，大量继承性锆石和新生锆石共存。新生锆石岩浆结晶特征明显，内部发育振荡生长环带，并具较高的Th/U值（0.15~1.70）。两个样品的新生锆石U-Pb定年结果（加权平均年龄）分别为(153.7±2.0) Ma和(153.7±4.7) Ma。研究表明,黑云母二长花岗岩为源自下地壳中基性火成岩的晚侏罗世花岗质侵入岩，其构造背景与古太平洋板块向亚洲大陆下俯冲作用有关。

系统总结分析了峨眉山大火成岩省的同位素地球化学研究成果。总结前人研究资料中大量峨眉山大火成岩省（ELIP）中玄武岩和侵入体的同位素年龄数据，并结合生物地层学特征，确认我国西南峨眉山大火成岩省中的各个岩石单元的形成时代为251~263 Ma，其中基性-超基性侵入岩体形成于约259 Ma，而作为峨眉山大火成岩省主体的峨眉山玄武岩系形成于251~253 Ma。Sr-Nd、Re-Os、Lu-Hf及O同位素地球化学数据表明峨眉山大火成岩省的源区为地幔柱或者大陆岩石圈地幔(SCLM)，其中峨眉山玄武岩与富含Fe-Ti氧化物基性侵入体的Sr-Nd同位素特征相似，具有与OIB相似的同位素性质；而含Cu-Ni硫化物的基性-超基性岩体的同位素特征接近地壳物质，可能与地壳混染作用有关。

为了研究混凝土在冻融交替与盐类侵蚀双重因素作用下的抗冻耐久性能，根据季节冻土区大安境内盐渍土中主要易溶盐的类型与含量，配制了3种质量分数的复合盐侵蚀溶液，制备了普通混凝土、2种引气混凝土及2组粉煤灰混凝土试件，进行盐蚀[CD*2]快速冻融循环试验，对盐冻破坏后混凝土的质量损失、动弹性模量衰减及其微观结构进行分析。试验结果表明:在冻融循环作用下，复合盐加剧了混凝土的冻融剥蚀破坏;混凝土的冻害程度与侵蚀盐溶液的质量分数、冻融循环次数、混凝土的含气量、粉煤灰掺量等因素有关;造成混凝土发生盐冻破坏的原因有水结成冰的膨胀压力，或冰与水的渗透压力以及复合盐与水泥水化产物发生的化学侵蚀和盐类的结晶膨胀，其中，盐类结晶压对混凝土内部结构的破坏更严重。

变形模量是表征断层带岩体力学性能的一个重要参数，而断层带岩体变形模量与其所处的环境有密切关系。以理论分析和现场试验为基础，以三维数值分析技术为主要研究手段，结合大型水电工程实例，对断层带岩体变形模量对坝基整体稳定性影响进行了分析研究。研究结果表明：大坝建成水库蓄水以后，在未受到库水渗透影响的前提条件下，位于坝基部位的断层带岩体变形模量会有一定程度的增大。断层带变形模量从0.6 GPa一直增加到4.0 GPa，使得断层带岩体所在坝段关键点水平位移降低0.544~0.846 mm、垂直位移降低1.190~2.232 mm、最大拉应力降低0.06 MPa，有利于提高大坝的整体稳定性。

坡面土体的崩塌活动是泥石流形成的初始过程。为了研究降雨条件下该过程中蕴含的随机性，选择典型泥石流源地坡面进行人工降雨实验，观测坡面径流和坡面土体活动特征。结果表明：坡面径流的产生与坡面土体的供给是2个相对独立的过程；坡面产流过程在时间上具有连续性，空间上具有均匀性，规模上具有稳定性；即使是在恒定的降雨强度条件下，泥石流的源地土体活动也表现为一个离散的土体崩塌序列，具有时间上的间歇性、空间上的聚集性、规模上的随机性，且在时间上服从泊松分布，在规模上服从规模-频率的幂率关系；坡面的水土过程是不完全同步的，泥石流的形成依赖于坡面土体补给的时间、空间和规模分布，这也决定了泥石流阵流的多变和流量的涨落。建立基于土体活动特征的随机性补给模型，结合分布式水文模型，是建立科学的泥石流预报模型的有效方法。

利用理正深基坑软件，以具体工程的一侧基坑支护为例，分别改变锚杆预应力大小、锚杆排数和土压力调整系数，通过分析计算结果中位移、锚杆锚固段长度和钢筋用量的变化来研究其对锚杆排桩基坑支护效果及其对周围环境的影响。结果表明：对1排锚杆排桩，当预应力增加到一定值后，继续增加预应力值，对减小基坑位移的作用不大，但钢筋用量却会显著增加；用2排锚杆排桩对变形控制的效果明显，并且钢筋用量和对周围环境的影响均小；随着土压力调整系数的增加，基坑的位移、钢筋用量都在增加。因此，选择合适的土压力调整系数，让基坑发生适当的位移，才能使计算中采用的主动土压力和实际的土压力接近，使设计的基坑支护稳定可靠。

为了提高金刚石钻头的时效和寿命，将钎焊法引入到高胎体金刚石钻头的设计和加工中。首先利用热压法加工耐磨性能好的金刚石孕镶块；然后加工自带两层水口和水槽的新型钻头钢体，且两水口之间预留焊接槽；最后采用钎焊法，将金刚石孕镶块焊接到钻头钢体上。野外试验表明，试制的2只Φ75/54.5 mm高胎体金刚石钻头，与现场使用的孕镶金刚石钻头相比，钻进效率分别提高41.7%和8.3%，使用寿命分别提高50.4%和32.9%。采用二次钎焊法加工的金刚石钻头，兼顾了热压法的优点，解决了工作层高度过高导致钻头胎体折断、掉块的难题，明显提高了金刚石钻头的使用寿命。

以流域时空分布理论框架为基础，分析嫩江流域径流时空演化规律，并着重从地形地貌影响因素方面进行归因分析。采用1955-2003年49 a的降水资料和1955-1973年19 a的径流资料，通过对代表性水文站自上游至下游（空间上）径流、地表径流和地下径流的年内与年际（时间上）演变规律进行分析。结果表明：1）嫩江流域降水年内变化及年际变化过程基本一致，可以忽略降水时空分布对径流时空演化规律的影响。2）从径流年内演化规律上可以判定上下游水源组合的差异性：上游以地表径流为主，在春季来源于融雪，汛期来源于大气降水，枯水季节来源于地下水补给；下游全年以地下径流为主。3）由于坡度和水文地质条件作用，上游更容易产流，下游受下垫面调蓄作用更强，不易产流;因此,从径流年际演化规律上可以判定径流产量自上游至下游逐渐减小。

MODFLOW中现有的降水补给数据和井流数据是基于每个剖分网格输入的，导致基于MODFLOW建立大区域水流数值模型前处理的降水补给文件和井流文件存储开销过大、读取效率低。为此，通过改进现有的降水补给子程序包RCH及开发新的子程序包RAW，给出了一种基于面状补排项的数据输入新方法。改进后的MODFLOW程序通过读取RCH文件或RAW文件中每个分区的补排量数据，以及每个网格对应的分区编号，在程序内部实现了补排量向每个模型网格的分配。RAW子程序包实现了多层面状补排量的表达，可用于面状的地下水开采、农业回灌等源汇项的处理。相对于原始的源汇项数据存储方式，基于新方法建立的华北平原地下水流模型，RCH及RAW文件大小分别减小为原来的1/145和1/255，整个模型数据的读取时间的加速比为7.46。

全新世黄土沉积中的炭屑通常用来重建野火历史及其演变的过程。通过野外考察和对炭屑以及磁化率等指标的分析，获得全新世野火景观演变过程的地球生物沉积证据。参照OSL/TL、¹⁴C测年和考古学断代数据，重建渭河流域黄土高原全新世以来野火历史以及景观演变过程。结果表明：末次冰期到全新世中期阶段(12 000~3 100 a B.P.)，渭河流域黄土高原地区野火事件变化主要与区域季节性气候差异密切相关，其中千年-百年尺度有效湿度和燃料供给区域变化是野火发生的主控因素；全新世晚期，随着气候进一步干旱，加之人类耕作活动加剧，人类土地利用强度与时空分布已成为影响生物量燃烧规模的重要驱动力。距今3 100 a以来，渭河流域南部地区农田景观已初具规模；而距今约2 170 a，大规模土地开垦已扩展到渭河北部黄土台塬地区；直到距今1 500 a，渭河北部黄土高阶台塬地区旱作农业景观已基本形成。利用多项古生态记录和区域角度综合分析，有助于深入理解该区域野火历史和人类土地利用变化以及社会结构演变过程。

基于TOUGH2数值模拟器中存在处理复杂地质条件难的问题，提出了将三维地质模型与TOUGH2数值模型耦合的具体思路和方法，并在Windows平台上编制了相应的程序，利用该程序可以直接将地质模型（如GMS和Petrel建立）与TOUGH2的数值模型进行有机融合，并进行了算法验证。通过CO₂地质储存的实例，可以看出地层构造对CO₂的空间运移起着控制作用，模拟结果显示CO₂会沿着背斜面地层进行运移扩散。因此通过此转换程序，能够增强TOUGH2模拟器处理地层起伏、断层、褶被等常见地质构造，以及地质属性随空间变化的地质体，提高了模拟器的使用效率。

在沉积盆地三级构造单元CO₂地质储存潜力与适宜性评价得出的“适宜CO₂地质储存”区域的基础上，借鉴国外已有的选址流程和方法，结合我国的地质条件和技术方法水平，提出了深部咸水层CO₂地质储存目标靶区筛选评价指标体系，包括安全性、储存规模、场地地面环境条件和经济适宜性四大评价指标层以及44个具体评价指标，并将层次分析法和多因子逐层叠加法等评价方法应用于目标靶区筛选。通过鄂尔多斯盆地和河套盆地3处典型目标靶区适宜性评价的实例，证明了该评价指标体系在目标靶区筛选过程中具有较好的可操作性和推广应用价值。

鉴于包气带蒸发的水分是从地表散失，故查明裸土蒸发规律对研究包气带水分蒸发、潜水蒸发问题具有重要意义。为了查明西北干旱内陆盆地区裸土蒸发强度规律，通过开展裸土含水率观测、包气带负压观测等野外原位试验，结合气象资料，对包气带剖面流场特征进行分析，采用有限差分法对裸土蒸发强度进行计算。结果表明：依据包气带水分在垂向上迁移的不同状态，将裸土区包气带剖面划分为水分向上传输带和水分向下迁移带2个带；西北内陆干旱盆地裸土包气带极限蒸发深度为1.2 m；受外界蒸发能力和包气带向上输水能力交替控制作用，盆地内裸土蒸发出现在4月下半月至9月下半月，其中4月下半月至5月裸土蒸发强度最大，平均蒸发强度达0.56 mm/d；裸土蒸发强度平均仅占水面蒸发强度的3.5%，最大达6.7%。

基于各向异性扩散滤波的TRUST方法对航磁数据线性特征趋势增强时，未考虑数据光滑区域与异常边缘区域的区别，在光滑区域扩散持续进行，导致光滑区域产生许多虚假小异常。为此，提出一种改进的TRUST方法。该方法对TRUST方法中扩散张量的特征值通过引入相干性的办法进行了重新构造，使其能够正确识别光滑区域和异常边缘区域，并自动降低光滑区域的扩散速率，从而避免滤波过程中虚假异常的产生。在模型试验中，将该方法与TRUST方法处理结果进行了对比。结果显示，采用改进后的TRUST方法，不仅使航磁数据图上“串珠状”走样现象被消除，而且光滑区域的低振幅信息也被很好地保存。最后应用此方法对某地区的航磁数据进行趋势增强滤波，证实了该方法的实用性。

跨孔雷达走时层析成像主要利用雷达波的走时进行反演，走时提取的正确与否将直接影响到层析成像的效果。数字图像分割法基于凸集投影（POCS）方法，使用能量比彩色图像分割技术准确提取走时。数字图像分割法提取走时首先应用在折射地震波的数据处理中。笔者首次将数字图像分割法提取走时的方法应用到跨孔雷达走时层析成像中，使用迭代线性反演算法重建了雷达波速度场。反演过程中，使用最小二乘QR分解法（LSQR）求解线性方程组，利用弯曲射线追踪技术构建雅可比矩阵，走时的计算值则由多模板快速推进算法（MSFM）得到。为了验证数字图像分割法在走时层析成像中的效果，使用一组合成数据及一组实测数据分别对比了基于数字图像分割法和基于传统能量比法获得的层析成像反演结果。对比结果表明，使用数字图像分割法得到的层析成像结果更为精确，误差更小，能为判断地下雷达波速度场提供更为有力的帮助。

由于受到台站分布不理想、速度结构研究不准确以及震相拾取误差等因素的影响，常规地震定位结果精度较低。因此，研究收集了辽宁省地震台网的地震目录及震相数据，采用双差地震定位方法，对海城及其附近地区（39°N-43°N，120°E-126°E）20 a的1 400多次地震进行重新定位。与原始定位结果相比，双差定位结果表明：1）震中更加呈条带状集中，尤其在40.5°N-41.0°N，122.0°E-123.0°E区间，与该地区的海城河-大洋河断裂带走向相一致；2）该地区地震多发生于地下5~20 km，与该区中地壳存在的低速高导层相对应；3）深度剖面图显示，大部分地震沿垂直向下柱状分布，原因是该处有粉碎性破裂带，从地下25 km处延伸到近地表。双差定位算法使得定位后均方根残差的平均值由0.74 s下降到0.26 s。辽宁地区的地震震级与发生地震数量有关，地震数量陡然增多，大地震发生概率增大。

深反射地震勘探是目前研究和分析地下深部构造最有效的方法之一。为了查明辽西地区深部构造信息，在该地区布设一条16.9 km的深反射地震剖面。由于该地区的地震地质资料有限，为了能够获取深部地层的地震反射信号，开展了辽西地区的深反射地震勘探采集参数试验。本次地震采集参数试验采用炸药震源、428XL地震仪和SG-10低频检波器，固定采集参数为：采样间隔1 ms、道间距20 m、记录长度15 s。采集参数试验主要针对激发因素（激发深度、药量、组合井激发）和接收因素（组合低频检波器）进行了较为全面的试验工作。依据采集的地震记录确定所研究的主要目的层为6.5 s反射信号，通过对不同激发因素和接受因素单炮记录中目的层信号能量及信噪比的比较，确定适合于该地区的最佳激发参数和接收参数为：井深15 m、药量12 kg；井组合采用单井和三井组合相结合；检波器组合采用点组合方式。研究结果表明，在辽西地区，通过增加激发深度、增加药量、采用组合井激发和组合低频检波器、延长记录时间等措施可以获得地下更深部的反射信息。

在勘探地球物理领域中，能快速、有效地数值模拟2D和3D的地震全波场，包括同时模拟P波、S波、面波多分量波场特征的软件并不是很多；但在结构力学领域中，已有多种成熟的多波多分量有限元数值模拟大型商用软件用于求解弹性本构方程，如ANSYS，PLAXIS等。从方程结构来看，弹性本构方程与完全弹性波动方程相比，只多一项对时间的一阶微分项--阻尼项。因此，调整合理的介质参数--Rayleigh系数，令阻尼项近似为0，弹性本构方程就蜕化为完全弹性波动方程。隧道地震波场是在岩体中传播，具有弹性参数较好、无常规地震勘探中覆盖层等低速带干扰等的优点，采用ANSYS软件对隧道地震波场进行数值模拟，研究了频散、阻尼与吸收边界等数值模拟的相关技术。针对介质吸收，比较了数值模拟中有无阻尼的时间记录和波场快照，对隧道地震预报来说，将阻尼系数设定为0是一种合理的假设；比较了实例中不同网格长度与频散的关系，当网格长度小于波长的1/π倍时，才能消除频散；通过由波方程的推导，引入了黏弹性边界条件，通过实例计算证明它可以有效地吸收边界反射；最后对隧道地震预报进行了实例计算，算例表明采用ANSYS软件可以有效地模拟隧道复杂地质条件下全波场的激发传播过程。

随着时间的推移，卫星传感器的老化会使得原有的辐射定标参数文件(CPF)失效。最典型的当属Landsat-5卫星，该卫星自1984年发射以来，已经进行了多次CPF修正；而Landsat-7卫星的CPF也经过了数次修改，以保证辐射校正结果的准确性。以Landsat TM/ETM+遥感影像为例，分别以2003、2009年的CPF对它们进行辐射校正，并对结果进行对比。结果表明，除ETM+的绿光波段外，TM、ETM+影像基于2009年CPF计算的各波段均值都要小于2003年。而这一变化也使得由此计算的指数产生差异：归一化植被指数(NDVI)间的差异可达0.48%，建筑用地指数(IBI)间的差异可达5.94%。

水系沉积物中的重金属元素含量调查是矿区环境受污染程度的重要依据，同时水系沉积物的物源组成也是近年来找矿突破的重要环节之一。通过分析水系沉积物中羟基官能团与重金属游离态阳离子之间的吸附反应，结合地面实测高光谱数据，发现与重金属元素含量相关性较好的波谱波段为500~780 nm与2 100~2 300 nm，建立基于地面实测光谱技术反演水系沉积物中重金属元素含量的回归方程，最后利用反距离权重方法成功提取碾子沟-洛金洼多金属矿区3条冲沟水系沉积物中Cu、Zn等重金属元素含量。结果显示：重金属Cu和Zn模型检验精度（R²）分别为0.618和0.636；研究区内冲沟源头山地林地附近流域沉积物中的重金属含量相对中下游矿区周边农用地较低，同时沉积土壤中的重金属含量随着冲沟流向呈升高趋势。重金属含量较高的中游农用地附近应加以治理，含量异常的中下游区域为今后的找矿方向。