吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类，其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明，这些花岗质片麻岩类按照SiO₂质量分数总体可划分为高硅和低硅两组：前者主要由二长花岗质片麻岩、奥长花岗质片麻岩及英云闪长质片麻岩组成，其原岩形成于2 549~2 557 Ma；而后者由石英二长闪长质片麻岩及花岗闪长岩质片麻岩组成，其原岩形成于2 534~2 552 Ma；并且两组岩石都含有约2 600 Ma的捕获锆石，共同遭受了约2 500 Ma变质作用的影响。地球化学分析结果显示，低硅岩组具有较高的MgO、CaO、Na₂O质量分数，属于高钾—中钾钙碱性系列，并且富集LREE、亏损HREE和HFSE；与之相比，高硅岩组则具有较低的MgO和CaO质量分数，显示更强烈的轻、重稀土元素分馏以及Nb、Ta、P、Ti等亏损的特征；但两者均具有较弱的正或负Eu异常。结合区域最新研究成果，认为研究区低硅和高硅两组岩石应具有相同的源区，其形成可能与大洋板片俯冲、岩浆底侵引起的地壳部分熔融作用有关。此外，两组岩石具有相似的ε_Hf（t）值（2.72~7.95）和模式年龄（2.86~2.55 Ga），暗示区域主要存在新太古代晚期地壳生长事件；结合区域内变质火山岩的研究进展，认为吉林省东南部通化地区花岗质片麻岩类可能形成于活动大陆边缘的构造背景。

水进砂在水进过程中被侵蚀、淘洗、搬运，其沉积特征明显有别于背景砂体，表现出明显的穿时性。水进砂的发现完善了层序地层学理论，同时它在油气储存运移、原油物性预测以及油气勘探开发方面也有重要价值。本文从砂体的性质、来源、所处背景砂体的环境以及发育的构造条件4个方面对水进砂进行了分类，并总结了具代表性的形成机制：地层响应模型、水进型三角洲模型、海侵—海退模型、水动力模型、下切谷模型和潮汐改造的沙脊模型。近年来，相关学者在传统沉积学的基础上，又运用水动力学、遗迹学和不整合面识别等比较独特的方法对水进砂进行了研究。未来水进砂的研究工作将不再局限于海相砂体中，同时将运用更精细的方法对水进砂进行更深入的研究。

本文利用塔里木盆地巴楚—麦盖提地区8口井53块样品开展了流体包裹体的荧光观察和显微测温、测盐系统分析，并结合埋藏史、热演化史确定了研究区古生界油气藏的主要成藏期次及成藏时间。研究结果表明，研究区古生界油气藏曾发生过2期4个幕次的油气运聚事件，即：海西晚期的早成藏阶段，其可进一步划分为晚石炭世—早二叠世（距今309.40~289.20 Ma）和晚二叠世—早三叠世（距今262.90~241.20 Ma）2个幕次；喜马拉雅晚期的晚成藏阶段，主要以高成熟油充注及天然气成藏为主，其可划分为新近纪晚期（距今6.31~4.17 Ma）和第四纪早期（距今2.31~1.62 Ma）2个幕次。结合盆地构造演化史认为，2期油气运聚事件分别受海西晚期和喜马拉雅晚期构造运动控制，印支—燕山期构造抬升中止了烃源岩演化，形成了海西晚期和喜马拉雅晚期2个重要的油气成藏时期。

综合运用岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、岩石物性测试以及试油结果等分析方法，对东营凹陷博兴洼陷沙四上亚段滩坝中深部储层基本特征进行了研究。结果表明：滩坝中深部储层主要为低孔低渗储层，储集空间表现为原生孔隙和次生孔隙并存发育；研究区优质储层的形成机理主要有沉积作用、地层超压、油气充注、酸性溶蚀和绿泥石颗粒包壳；坝主体和滩脊距泥岩层较远部位储层分选好，抗压实能力强，由于酸性溶解对储层的改造以及油气充注对胶结作用的抑制，中深层仍发育大量原生孔隙和次生孔隙，储层物性较好，并在异常超压和绿泥石颗粒包壳的保护下保存至今并成为有效优质储层；坝主体和滩脊距泥岩层较近部位储层，由于早期强烈的碳酸盐胶结作用并形成致密胶结壳，导致现今储层物性极差，主要发育无效储层；坝侧缘以及滩席储层原始沉积条件差，杂基含量高，在埋藏过程中以压实作用和泥质碳酸盐胶结作用为主，溶解作用微弱，现今物性差，从浅层到深层基本全为无效储层。博兴洼陷沙四上亚段滩坝优质储层主要分布在厚层坝主体和滩脊砂体的中部位置。

孔店油田新近系馆陶组是该油田的重要储层，发育河流相沉积。其河流相砂体展布特征及连通关系复杂，导致注水开发过程中存在复杂的油水关系，进而控制剩余油的形成和分布。本文从储层构型的角度，综合应用测井、岩心等资料，确定了研究区馆三段沉积类型并建立了沉积模式；然后对储层构型进行精细刻画，对构型控制下的剩余油分布特征进行分析，总结了研究区剩余油的分布规律。研究认为：孔店油田馆三段为辫状河沉积体系，发育辫状河道、心滩、堤岸等主要构型要素。心滩是辫状河体系中最重要的油气富集单元，注水开发会影响并改变心滩内部剩余油分布形式；其内部发育泥质、钙质和物性3种类型的落淤层，平面上心滩可分为滩头、滩主体、滩尾和滩翼4个部分。其中：滩头落淤层保存较差；滩主体落淤层发育较好呈近水平产状；滩尾落淤层保存较好呈低角度倾斜状；滩翼落淤层受坡度影响，坡度较小则落淤层易被水流冲刷保存较差，坡度较大则底部落淤层保存较差但中上部落淤层可完整保存。解剖区心滩分析认为剩余油主要集中在落淤层发育较差滩左翼中部和落淤层遮挡作用明显的滩尾部。

鄂尔多斯盆地延长组是目前最具页岩气潜力的研究层段之一。本文以该盆地东部长7段为研究对象，运用氮气吸附法及氩离子剖光扫描电镜分析对页岩气储层孔隙结构及孔隙类型进行分析和测定，并结合岩石矿物组分、有机质成熟度以及总有机碳（TOC）质量分数，讨论了孔隙结构和影响因素。结果表明，长7段页岩气储层孔隙结构复杂，根据吸附回线形态可分为2类：Ⅰ类回线主要对应孔径为2.6~4.2 nm的狭缝结构或楔形结构的平行板状孔或微裂缝，具体可分为黏土矿物矿片间孔隙、有机质内狭缝状孔隙及基质微裂隙等类型；Ⅱ类回线主要为分布于2.3~3.1、3.5~3.8、4.3~5.2 nm等多个孔径段的开放型圆筒状孔，包括有机质孔和残余粒间孔。中孔和微孔是总孔体积和比表面积的主要贡献者。w（TOC）是延长组页岩总孔体积及比表面积的主要控制因素，与总孔体积及比表面积均呈正相关关系；镜质体反射率及矿物含量对孔隙发育的控制作用不明显，但黏土矿物对微孔孔容贡献较大，其中伊利石质量分数与BET比表面积及孔容有较好的相关性。

库车坳陷克深地区白垩系巴什基奇克组砂岩经过了漫长的埋藏过程和复杂的成岩演化，形成了一套超深低孔特低渗储层。本文详细描述了该储层的孔隙成因类型，并分析了其控制因素。通过鉴定大量铸体薄片和荧光薄片，并利用场发射扫描电镜与激光共聚焦显微镜等手段进行分析，综合考虑形态、规模和成因3个依据识别出8类孔隙和2类裂缝，认为该低孔特低渗储层为孔隙型储层，次生成因控制的孔隙占主导地位；并提出早期长时间浅埋藏及所处的碱性环境导致了弱压实及强胶结，后期的构造挤压进一步减孔，而晚期溶蚀虽是次生孔隙形成的主要原因，但其并未大规模有效改善储层的低孔现状。

为了更加准确地评价盖层内断层垂向封闭能力，在利用实验验证岩石各向异性对排替压力影响的基础上，结合断层岩与储层岩石的力学分解关系，综合考虑不同类型岩石压实成岩时间对排替压力的影响，对断层垂向封闭的断-储排替压力差法进行改进，并以此来定量评价渤海湾盆地南堡凹陷5号构造F_np5-3和F_np5-5两条主要断层的垂向封闭能力。研究结果表明：存在一个断-储排替压力差封油气下限值，只有当断层岩排替压力大于储层岩石排替压力且二者差值大于等于封油气下限值时，断层垂向封闭。由此确定反向断层F_np5-3的封油气下限值为0.221 MPa，顺向断层F_np5-5的封油气下限值为0.311 MPa；受油气富集部位及断裂带内部结构发育特征的影响，反向断层较顺向断层更易形成封闭，此评价结果与油气分布规律吻合关系较好。而利用改进前方法得到的评价结果（断层垂向不封闭）与实际钻井含油气性相矛盾，表明改进后方法在综合定量评价断层垂向封闭能力时的合理性与可行性。

初步研究发现，相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素，回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义，而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿；独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1，为轻稀土富集型；而磷钇矿的LREE/HREE<1，为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型；铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高，为（3 805.78~65 307.00）×10^-6，LREE/HREE<1，为0.01~0.80，平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型，萤石为轻、重稀土富集型两类都有，而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在，少量赋存于伴生矿物。

云南个旧锡多金属矿床处于滇东南锡矿带的西端，是全球最大的锡多金属矿床之一。锡石作为个旧锡矿床中最主要的矿石矿物，其矿物化学特征对矿床成因具有重要的指示意义。本文运用扫描电镜、电子探针等手段对个旧锡多金属矿床中6种不同类型矿石中的锡石进行了详细的内部结构和矿物化学特征研究，并对其可能的成因进行了探讨。扫描电镜研究结果发现，除层间氧化矿型锡石较破碎外，其余类型锡石内部均发育有明显的环带结构。电子探针分析结果显示：各类型矿石中锡石的SnO₂质量分数变化范围为97.700%~101.728%；Ta₂O₅、FeO、ZrO₂、HfO₂平均质量分数较高，指示锡石形成于高温热液环境；（Fe+Mn）/（Nb+Ta）显示个旧锡矿区各类型矿石中的锡石具有热液锡石的特征，且各类型锡石中Nb₂O₅和MnO的质量分数极低，说明成矿热液可能来自于高度分异的花岗质岩浆，而Nb、Ta质量分数说明成矿作用发生于酸性-弱酸性环境中；In₂O₃质量分数显示了成矿温度及压力从块状硫化物型矿石、矽卡岩型矿石、电气石细脉带型矿石、含锡白云岩型矿石到层间氧化矿型矿石有逐渐降低的趋势；云英岩型矿石中锡石的In₂O₃质量分数较高还需进一步论证。锡石形成过程中岩浆热液物理化学条件的变化导致其内部环带结构的形成，电子探针数据显示锡石的环带结构中化学成分呈"锯齿状"变化，显示成矿作用发生于动荡的环境中，说明锡石沉淀具有多期多阶段的特征。

宝山铜铅锌多金属矿床位于我国南岭成矿带中段北缘，是南岭成矿带中的重要类型之一。宝山矿床具有明显的水平分带性，即以花岗闪长斑岩为中心的铜钼矿化，周边是铅锌银矿化。本文通过对宝山铜铅锌多金属矿床中的石榴子石、透辉石、黄铁矿、闪锌矿等矿物进行矿物学研究及电子探针测试分析，归纳总结出：宝山铜铅锌多金属矿床成矿期次为矽卡岩阶段、退变质与氧化物阶段、硫化物阶段；矿床石榴石端员组分总体以钙铁榴石（23.48%~90.39%）为主，其次为钙铝榴石（5.81%~71.27%）；辉石的成分端员以透辉石（Di_61-95）为主，石榴子石成分和透辉石组分与世界上典型矽卡岩型铜矿的石榴子石和透辉石组分十分相似，属于典型的矽卡岩型铜矿床。从宝山铜铅锌多金属矿床硫化物中黄铁矿、闪锌矿矿物成分组成可以看出，该矿床硫化物为岩浆热液成因，并呈现出北东向比南西向成矿温度高的特征。

内蒙古突泉—科尔沁右翼中旗地区位于大兴安岭中南段，中生代岩浆活动较为频繁，岩浆作用形成的岩石类型主要包括花岗闪长岩、正长花岗岩、二长花岗岩和花岗斑岩等。鉴于目前研究区地质资料缺乏对整个突泉—科右中旗地区中生代花岗岩较为完善的研究和论述，笔者旨在对全区范围内的中生代花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定，同时在总结前人资料的基础上划分该地区不同的中生代岩浆作用期次，进而讨论本区不同花岗岩所代表的地质意义。花岗岩锆石U-Pb年龄测试结果表明，孟恩陶勒盖花岗闪长岩的形成时代为（241.2±2.8） Ma，杜尔基镇南部正长花岗岩的形成时代为（148.2±1.0） Ma，宝格吐岩体的花岗闪长岩的形成时代为（226.0±1.1） Ma，马家屯花岗斑岩的形成时代为（124.6±1.1） Ma，这与广泛分布于本区中生代火山岩的形成时代较为一致。结合前人研究成果以及邻区的地质资料，认为本区岩浆活动可以划分为中—晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世；中—晚三叠世花岗岩可能属于古亚洲洋闭合造山后岩石圈伸展作用的产物，而晚侏罗世花岗岩的形成可能与中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合后岩石圈伸展作用有关，早白垩世花岗岩可能反映了板内拉张的构造背景。

寒冷地区的支挡式结构，极易受水平冻胀力的影响，过大的水平冻胀力容易造成支护结构变形、出现裂缝、支护体错断甚至整体倾倒，严重威胁支护工程的安全与稳定，因此研究寒区支挡式结构水平冻胀力的变化规律具有重要意义。主要从水平冻胀力的产生、影响因素、分布模式、取值大小、计算方法以及防治措施等诸多方面的国内外研究现状进行综述，结果表明：水平冻胀力的大小及其分布形态受土质类型、土颗粒大小、土体分散性、土内所含矿物成分、土体温度、土体含水量、外界水源补给以及支护结构特征等多因素影响；水平冻胀力存在多种分布模式，对不同分布模式应采取不同的计算方法，而且各计算公式均有一定的限制条件。在实际工程中，若要减弱水平冻胀力的影响，可采取换填土质、加强保温、隔水排水、使用物理化学试剂或多方法综合使用等措施。

为了合理计算软土地基的沉降量，对软土的次固结特性及影响因素进行研究。采用分级加荷的方法，对伊通软土进行了压缩固结试验。结果表明：伊通软土的应变速率和时间双对数曲线具有相关性；随着固结压力的增大，次固结系数C_a先迅速增大至最小值的3倍，达到峰值后逐步减小至峰值的15%，达到稳定；次固结系数C_a与压缩指数C_c具有一定的线性相关性，C_a/C_c值在0.030~0.043之间；次固结系数C_a随时间的增加呈对数下降趋势，随着时间的增长，C_a下降，最终其最小值达到最大值的72.3%。本文的研究结果可以对伊通地区软土地基的变形与沉降预测提供一定的参考。

以山西省阳泉市娘子关泉水源地为例，探索岩溶水源地评价指标体系的建立。在充分考虑娘子关泉水资源特点的基础上，结合DPSIR （驱动力-压力-状态-影响-响应）评价模型和针对岩溶含水层脆弱性的欧洲模式指标框架，建立评价指标备选集。首先选择专家咨询与实际情况相结合的综合分析方法，收集2011—2015年相关指标数据，对所有备选指标进行第一次筛选；然后运用主成分分析法对定量指标进行第二次指标筛选，并用主成分分析法对筛选结果的合理性进行验证；最终确定了涵盖社会、经济、环境、政策4个方面，包含5个准则层19个指标的娘子关泉岩溶水水源地安全供水风险评价指标体系。经过验证，筛选的指标具有合理性和适用性，根据该指标可有效识别水源地风险来源。

药泉山矿泉是五大连池世界地质公园旅游疗养业赖以生存和发展的重要资源，然而其矿泉水的微生物研究一直是空白。本文在对五大连池药泉山矿泉环境水文地质前期成果的基础上，选择典型季节对该区域的矿泉水进行现场采样和分析，并进一步利用分子生物学PCR-DGGE技术对水样的微生物群落多样性进行了初步的研究与分析。结果表明：研究区的微生物多样性显著，而且不同季节微生物多样性统计参数存在巨大差异；在不同的空间位置夏季微生物多样性变化较大，但是同一位置的总体变化规律基本一致，这说明矿泉水中的微生物对地质特征、环境条件的响应具有良好的一致性；而冬季的微生物多样性统计参数在不同空间位置的变化规律也呈现明显差异，但是其他参数变化不大，对地质空间、环境条件响应微弱。该研究对揭示五大连池矿泉水微观成因具有一定的价值。

海绵城市建设过程中，根据城市所处区域的地形地貌、地质条件等特点，选择适宜的海绵城市设施类型是其关键问题之一。本研究以某航空港海绵城市拟建片区为研究对象，在广泛收集和分析研究区有关地质、水文地质资料的基础上对海绵城市建设影响因素进行分析，并建立指标评价体系；从地表适宜性、包气带适宜性以及含水层适宜性3个方面，选择7个影响因子作为海绵城市建设地质适宜性评价指标，利用层次分析法对各影响因子进行权重赋值；在对各影响因子分级评分的基础上，利用ARCGIS按照建立的指标评价体系进行加权叠加评分，根据评分结果选择海绵城市雨水管理的适宜设施。研究表明：地质与水文地质条件对雨水的入渗、地下储存和传导有显著影响，海绵城市建设应充分利用地质与水文地质条件，合理设计低影响开发（LID）工程设施的类型和建设方案；其中，包气带渗透性能和包气带厚度是海绵城市建设地质适宜性的最主要因素，决定着以雨水入渗为主要功能的LID设施建设的适宜性。

北京市地面沉降自20世纪60年代发现以来一直呈快速发展的趋势。不均匀地面沉降导致建筑物开裂、地基下沉，损害地下管道工程等基础设施，威胁城市安全。为了研究地面沉降发展的特征，分析其演化趋势，本文选取2011—2014年的27景Radarsat-2数据，采用干涉点目标分析技术，获取该时段北京平原区地面沉降时序监测信息；在此基础上，结合Morlet小波分析方法，根据相干点密度差异选取4个典型地面沉降区，分析其地面沉降多尺度演变特征。结果表明：地面沉降速率在空间分布上存在差异性，最大沉降速率为162.70 mm/a，年均沉降速率50.08 mm/a；地面沉降在时间域具有明显的局部周期性变化特征。在28 T （1 T表示1个24 d的时间段）的时间尺度下，存在着约13.3月的时间周期，不同位置还存在不同的不稳定震荡周期。

图像分析法是处理有色示踪剂模拟槽实验结果的常用方法之一。本文以食用亮蓝为示踪剂，从污染物的检测精度和污染羽描绘的准确度两个方面将图像分析法与传统取样法进行对比，并利用Matlab编程对模拟槽内的污染物贮存质量进行定量计算。结果表明，与传统取样法结果相比：图像分析法的检测精度可提高1个数量级；污染羽的描绘准确度至少可提高3%左右，在实验所设置的非均质条件下可提高17%左右。利用自行编制的Matlab程序对本实验模拟槽内贮存亮蓝质量进行计算可得，当剖分格数为3 700²（1 369万）时，亮蓝贮存质量的计算值最接近实测值，最小误差仅为0.5%。综合来讲，图像分析法是一种准确度高、空间分辨率高的信息采集和处理手段，可实现对非均质地层中有色示踪剂运移过程更为精细的描述。

松花江是我国七大河流之一，研究其底泥重金属元素的时空分布特征对流域的水环境治理具有重要意义。本文对松花江（哈达山至松花湖段）底泥（表层沉积物）中元素As、Hg、Cr、Cd、Pb的分布特征进行了研究，并利用地累积指数分析了这些元素的污染状况。结果表明：研究区底泥几乎未受到As、Cr和Pb的污染，但多数地段内出现了Cd和Hg的污染，尤其是元素Hg，在个别地段的污染程度达到了极强；与10年前相比，一些重金属的污染得到了明显改善，但吉林市区段内Hg的污染仍非常严重。污染样品空间分布特征表明，松花江吉林市区段可能有来自工农业废水的重金属污染。

楚雄盆地是滇黔桂地区面积最大的含油气盆地，油气勘探进展缓慢，关键问题是基底和沉积盖层展布不清。重磁电是认识和了解盆地基底展布的重要手段。本研究在楚雄盆地西部实施2条区域重磁电测线，并对其进行基底结构的综合解译。结果表明：楚雄盆地西部上三叠统底界的最大埋藏深度为7 km，盆地总体走向北西，结晶基底在平川、云南驿、红河断裂以东，猛虎、舍资一线以西地区深度最大为9 km；在大姚县和南华县之间形成楚雄盆地最大的磁基底凹陷区，面积达到1 200 km²。

高精度地下任意各向异性介质电性分布特征识别是当前的热门研究课题。本文以国内外前人工作为基础，基于非结构化网格，利用基于梯度恢复的后验误差估计指导网格自适应细化过程，实现了直流电阻率法三维有限元数值模拟。通过与一维模型半解析解的对比，验证了本文算法的有效性。考虑到电各向异性介质在观测中存在视电阻率反常现象，本文采用了环形扫面测量方法。通过对几种典型各向异性模型的模拟分析，得到了相应的各向异性影响规律和识别特征，各向异性主轴电阻率之间的比值大小决定了椭圆型视电阻率极性曲线长轴与短轴的比值大小，主轴电阻率的旋转方向会改变视电阻率极性曲线的形状。本文的算法研究及数值模拟技术可为直流电法数据精细处理和解释提供技术支撑。

在断层等不连续位置处估计局部地震同相轴的方向较为困难。在断层、地质边界等处，同相轴不连续，结构不稳定，导致倾角等地震属性变化大。为了克服这个问题，本文提出一种自适应加权广义逆矢量方向滤波方法，通过光滑经过逆转的梯度矢量场来估计局部地震倾角剖面。计算过程是：首先由改进的梯度算子计算梯度矢量场；然后设置垂直向下为参考方向，对梯度矢量场进行逆转；最后通过自适应加权广义逆矢量方向滤波方法估计倾角剖面。自适应加权广义逆矢量方向滤波方法在不连续位置处具有传统倾角估计方法不具有的高分辨率，能够稳健高效地估计地震数据的倾角剖面。理论模型和实际地震资料处理得到的局部地震倾角剖面表明，所提出的方法能够高分辨率地保持构造细节信息。

在利用有限差分等基于网格的数值分析方法解地震波走时所满足的程函方程时，由于速度模型的网格化离散等原因，会使走时在各网格节点之间不具有计算射线路径所要求的光滑性，即走时在邻近网格节点之间不具有连续的一阶导数。因此，直接利用网格节点走时计算射线路径会使最终的射线路径不光滑。为解决这个问题，已有研究者提出了基于B样条插值的逆向梯度方案（法）。然而，在速度发生突变时，B样条逆向梯度法所计算出的射线路径会具有较大的误差。针对这个问题，首先采用适合于解最小零偏差逼近及最佳平方逼近问题的Chebyshev多项式取代B样条对来自于分区多级计算方案的网格节点走时进行最佳逼近，得到在最小平方意义下的最优走时公式；然后采用与B样条逆向梯度法类似的计算过程得到光滑的射线路径。数值实验表明，利用Chebyshev多项式逼近走时可以得到具有很高精度的多次反射射线路径，在多次波偏移成像研究中具有潜在的价值。

相对于整数阶导数，分数阶微分算子可以更简洁地描述具有历史依赖性和空间全域相关性的复杂力学和物理过程。但是对分数阶波动方程进行数值模拟，计算量和存储量均较大，尤其对长时间或大计算域的模拟更是如此。文中给出了3种计算方法：全局记忆法、短时记忆法、自适应记忆法，并将这3种方法应用于含黏滞流体黏弹双相VTI （横向各向同性）介质分数阶波传播方程正演。通过对比3种方法的模拟精度、计算时间及占用内存发现：虽然短时记忆法可以通过设置短时记忆长度来调整计算时间与所占内存，但是短时记忆长度越短，精度越差；而自适应记忆法在保证精度的前提下，是短时记忆法与全局记忆法在计算时间与占用内存两方面的折衷。最后对各方法的利弊进行总结，为后续正演模拟及新的分数阶数值算法开发提供方法上的参考。在正演过程中，不仅要使所建模型更贴近实际地下介质，还需对选取的数值算法在计算时间、计算存储量和精度之间进行利弊权衡，以得到一个比较合理的数值算法。

由于弹性波逆时偏移更符合实际情况，而且转换波的成像结果有更高的分辨率，因此弹性波逆时偏移越来越受到重视。然而，弹性波逆时偏移需要多波多分量数据，为了减少成像结果中的串扰假象，在逆时偏移过程中进行P波和S波分解就变得非常必要。结合基于向量的激发振幅成像条件，我们把基于解耦传播的波场分解方法应用到弹性波逆时偏移中，并对比了其在各向同性介质和横向各向同性（VTI）介质中的应用效果。结果说明，该方法可以在各向同性介质中完全分解P波和S波，并保留波场的向量信息。虽然在VTI介质中有较小的分解残余，但是该分解残余不会在逆时偏移结果中产生明显的串扰；因此，这种波场分解方法可以应用于各向同性介质和VTI介质弹性波逆时偏移。该方法是在时间空间域实现的，可以在波场传播过程中直接对P波和S波进行分离，应用方便，计算效率高。与利用Helmholtz分解的弹性波逆时偏移相比，该方法避免了在PS波成像结果中的极性反转问题。在复杂Hess VTI模型的逆时偏移结果中，高速岩体和断层的成像清晰，甚至是两个低速薄夹层也能较好成像；这说明该方法对复杂介质具有较好的适应性。PS波成像结果中的各向异性体成像清晰，说明各向异性介质弹性波逆时偏移可以对传统逆时偏移不能很好成像的构造进行成像。

震级-频度分布（FMD）是地震学研究中最重要的经验公式之一，相关系数b是构造学和地震危险性评估的重要因子，具有表征前震和余震的特性。辽宁省地震多发生在金州断裂附近，自1975年海城7.3级地震发生后，与金州断裂交汇的海城河—大洋河断裂开启活跃模式，其东南端岫岩附近在1999年又发生5.6级地震。近年来盖州附近地震活动也在增强。因此，本文利用b值空间分布特征对海城及其邻区的应力分布特点进行研究。震源定位准确与否直接影响b值计算，双差定位后的数据与常规目录相比具有更高的精度，但是完整性有一定下降。本文收集了中国地震台网1981—2005年的辽宁省地震目录，并进行双差定位，比较分析了常规目录数据和双差数据的b值分布差异，认为在地震密集区，双差定位后的数据可以被用来获得更准确的b值。对主要研究区进行网格划分，使用双差数据，得到b值的水平和垂直分布特征。结果表明：b值为0.6~1.8，随深度增加而降低；岫岩和盖州震区具有较低的b值，意味着具有较高的地震危险性；浑河震区与海城河—大洋河断裂东南方向具有较高的b值，说明该区域未来发生大地震的概率很低；与金州断裂交汇区域的b值在1.0附近，说明该地区应力暂时处于稳定状态，未来具有较低的地震危险性。

月表光度行为描述了月表物质反射的太阳光随入射、出射和太阳相角的变化，其反射率的不同取决于月壤颗粒大小、粒子形状、透明度、孔隙度、表面粗糙度等因素。为了分析月表光度行为，了解区域反射率差异原因，本文以Apollo16登月区为例，使用M³（moon mineralogy mapper）数据反演Hapke模型物理参数，并分析了Hapke模型光度参数对二向性反射率的影响程度。反演结果显示，本文研究区域光度参数b、h_S变化很小，光度参数w有一定的变化；表明本文研究区域反射率不同主要是w的差异造成的。研究区域月壤中各类矿物颗粒的前向散射占主导地位，月壤结构和粒径总体相近，但在孔隙度、风化层填充物状态及表面粗糙度等因素中至少有一种因素存在差异。