全球17个国家的25个盆地揭示了花岗岩潜山油气藏，共发现超30亿t油当量探明储量，在中国的盆地中发现了超15亿t油当量探明储量。花岗岩已成为中国油气勘探的重要目标，在储集空间类型、岩石物性、储层分布规律和储层成因等方面取得了丰富的成果。储集空间有7类12型，多为次生孔隙和次生裂缝，少量为原生气孔；各油气藏储集空间类型特征存在差异。花岗岩潜山储层以低孔—特低孔型和中—低渗型储层为主。风化壳厚度多数在40~280 m之间。花岗岩潜山储层物性随着距风化壳顶面距离的增大而减小，少数情况在深部也有高孔隙带。多数油层/可疑油层/气层/含油水层/含气水层均分布在风化壳顶部约200 m范围内，且多集中在150 m范围内。花岗岩潜山储层具有分带性，残积带、风化溶蚀带以孔隙型储层为主，风化裂缝带以裂缝-孔隙型储层为主，基岩带以裂缝型储层为主；构造裂缝具有甜点式分布特征。利用单轴抗压强度、渗透率和化学蚀变指数等参数可建立风化壳垂向分带的量化关系。储层形成机理主要是构造作用、风化作用、侵蚀作用和埋藏溶蚀作用等。构造作用分为两个方面，通过岩石力学测试结果构造作用分为两个方面：有利的成缝内因条件是粗粒晶体、石英和钾长石含量高；有利的成缝外因条件是岩石具有快速降温过程、出露地表阶段经受强应力改造等。风化作用可以在残积带和风化溶蚀带形成丰富的风化粒间孔、风化缝、铸模孔、筛状孔、晶内微孔和溶蚀缝等。侵蚀作用影响着残积带和风化溶蚀带的保存，潜山顶面坡度小有利于残积带和风化溶蚀带的保存。埋藏溶蚀溶解作用可进一步扩大先存溶蚀孔和裂缝，促进基岩带的内幕储层区的发育；指出内幕储层在盆地沉降中心区域更为发育。残积带和风化溶蚀层顶部储层在压实条件孔隙演化服从改进型的Athy公式；斜长石含量与孔隙度降幅和平均粒径均呈负相关，化学蚀变指数与孔隙度减孔量呈正相关。岩石组构的不同、潜山隆升过程与构造应力作用的耦合关系不同，造成了潜山的差异成缝效应。综上，指出花岗岩潜山储层有利区为粒度粗、石英含量高、钾长石含量高、快速隆升、顶面坡度小、邻近盆地沉降中心和后期构造改造强的区域。

火山岩储层评价是油气藏开发的重要基础，需要根据储层特征和资料特征来优选参数形成针对性的评价方法。渤海湾盆地莱州湾凹陷南斜坡带中生界火山岩的已有钻井获取了丰富的岩心、特殊测井和常规测井资料，为开展多参数的储层定量评价提供了资料基础。本文以此为例开展莱州湾凹陷K油田中生界火山岩储层定量评价方法研究。结果表明：研究区火山岩储层主要为孔隙-裂缝型储层，裂缝是影响储层品质的重要因素；据此选取测井孔隙度、核磁T2谱、裂缝密度和裂缝开度等参数进行相关性分析，优选出评价参数。采用主成分分析进行各参数权重赋值，利用K-均值聚类方法进行储层评价，研究区火山岩储层划分为3类时，聚类质量较高。储层类型与岩性岩相关系密切，Ⅰ类储层岩性主要为火山碎屑岩，具有孔隙度高、裂缝开度大等特点。

陆相页岩源储结构的强烈非均质性尚未被现有划分体系充分刻画，制约了对页岩油富集机制的系统认知。尽管已有多种源储结构划分方案，但其适配我国陆相页岩强非均质性的能力有限，使得源储关系对页岩油富集的控制作用尚未得到系统揭示。本文以鄂尔多斯盆地陇东地区长71-2亚段夹层型页岩油为研究对象，根据砂岩、泥岩的叠置关系和厚度，结合X射线衍射测试划分出3类源储组合，并根据高压压汞测试、氮气吸附测试、普通薄片、铸体薄片、扫描电镜图像和二维核磁T1-T2图谱综合探究页岩油储层特征、孔隙结构差异和赋存状态。结果表明：Ⅰ类源储组合为厚层砂岩与厚层泥岩叠置，以介孔和宏孔为主，微孔有少量分布，孔隙连通性好，孔隙分布均匀；粒间孔为主体，发育少量粒内溶孔，微裂缝发育；介、宏孔隙中广泛分布可动油，是页岩油富集的有利组合。Ⅱ类源储组合为薄层砂岩与厚层泥岩叠置，微、介孔较为发育；发育少量粒间孔、粒内溶孔和微裂缝；微孔中广泛分布重组分残余油，可动性一般，页岩油富集能力适中。Ⅲ类源储组合为薄层砂岩与薄层泥岩叠置，以黏土矿物胶结孔和碳酸盐胶结孔为主，孔隙致密，孔隙连通差；孔隙中广泛分布毛细管束缚水，限制了可动油的流动，不利于页岩油富集。长英质矿物显著促进介孔和宏孔的可动油赋存与运移，黏土矿物则促使油以吸附态或残余态赋存，两者为页岩油富集的主控因素。平均孔隙半径、最大汞饱和度、孔隙度、渗透率和比表面积为页岩油富集的次要因素。

为进一步认识高磨地区震旦系灯影组四段台内储层储集空间类型及其孔喉结构特征，本文通过物性测试、岩心与铸体薄片观察、离心核磁测试、不同尺度CT扫描等技术手段，刻画了不同类型储层孔喉结构特征。结果表明：台内储层以晶间（溶）孔、小型溶洞为主要储集空间， 以喉道、裂缝作为主要渗流通道；缝洞发育处岩石密度低且溶缝、溶洞具有集群分布的特性；离心核磁中缝洞型岩心内部裂缝的存在可降低近缝区域的渗流阻力，增大小孔的排液率。结合铸体薄片与离心核磁实验结果将孔洞型岩心进一步划分为溶洞储气型与溶孔储气型两类，明确溶孔储气型储层具有一定的开发难度，但开发潜力较大。在合理储层改造及地面作业措施下孔洞型岩心可作为台内储层开发中后期稳产的重要支撑。

甘蒙北山地区白垩系赤金堡组发育一套有机碳质量分数较高的黑色页岩，显示出良好的油气勘探前景，对其沉积古环境的研究亟待加强。本文基于扎格高脑盆地MGD1井白垩系岩心资料，等间距采集相关样品，运用X射线荧光光谱法、X射线衍射法和电感耦合等离子质谱仪法研究黑色页岩的地球化学特征，恢复其沉积时的古气候、古盐度、古水深和氧化还原条件，并应用孢粉资料对古气候进行验证。研究表明：黑色页岩主要为泥质页岩，其物源主要为长英质岩石，属于近源沉积，未经历沉积再循环，并且后期未受热液作用影响，可以利用其地球化学数据进行古环境分析。综合分析Sr、Ba、Cu、B、V、Ni、Co等环境敏感元素，并在孢粉数据的约束下发现：MGD1井黑色页岩下段沉积于干热、咸水、还原的环境，古水深呈现振荡上升；中段沉积于温暖潮湿、半咸水、还原的环境，古水深保持高位震荡；上段沉积于干热、咸水、还原的环境，古水深略有下降。MGD1井黑色页岩有机质富集受古气候、古盐度、古水深和氧化还原条件等因素共同控制。

四川盆地陆相页岩油是目前非常规油气勘探的重要新领域。涪陵地区凉高山组是该区陆相页岩油的高产层位，明确其甜点特征可为川东南页岩油勘探开发提供思路。为查明四川盆地涪陵地区凉高山组陆相页岩油甜点特征，本文对其进行有机、无机地球化学测试分析和显微观察分析研究，综合沉积、成储、成藏建立凉高山组陆相页岩甜点评价方法。结果表明：涪陵地区凉高山组甜点具有高有机质丰度、高孔隙度、高渗透率、高含油气性的“四高”特征。甜点段主要发育富有机质混合质泥岩、富有机质黏土质泥岩；孔隙类型以无机孔为主，有机质孔次之，孔隙主要发育在固体沥青、黏土矿物、固体沥青-黏土矿物复合体中；甜点小层③沉积环境为弱氧化弱还原环境，甜点小层④早期沉积环境为还原环境，晚期为弱氧化弱还原环境。凉高山组页岩甜点的形成与富集受沉积环境、岩相-矿物组成、纹层发育三大因素控制。综上建立涪陵地区凉高山组陆相页岩发育的成因模式，揭示涪陵地区凉高山组甜点段主要发育在半深湖—深湖相。

阿南凹陷是二连盆地主要的生烃凹陷，围绕富生烃洼槽开展构造-岩性勘探是未来该区的重要战略之一。本文基于研究区的地震、岩心、钻井以及分析化验资料，系统梳理了阿南凹陷腾格尔组构造-岩性油气藏的形成条件，总结了油气富集成藏模式。结果表明：阿四段及腾一段黑色泥岩为优质烃源岩，有机质丰度较高，处于生油窗内，是研究区主要的供烃层系；腾二段水下分流河道中心相带储层物性好，且上部发育大套厚层泥岩，形成了良好的储-盖组合；纵向上断层以及横向上砂体与区域不整合为良好的运聚通道。针对哈南潜山带与蒙古林背斜带分别建立了源上断控“花状”富集与源边断-面双控“阶梯”富集模式。两类模式油气富集均受构造与岩性的共同控制，油气优势运聚指向区内的水下分流河道，中心相带储层物性优、厚度大，是研究区构造-岩性圈闭油气的甜点富集区。

准噶尔盆地阜东斜坡区齐古组具有较大的油气资源勘探潜力，但沉积相带系统认识的欠缺制约着勘探开发进程。本研究通过野外露头、岩心描述,以及大量薄片、重矿物、地球化学、钻测井和地震等资料，对准噶尔盆地阜东斜坡区齐古组沉积相进行精细刻画，并对该区有利储集相带进行探索。结果表明：齐古组时期，北部克拉美丽山、南部博格达山及东部北三台凸起共同为研究区提供物源；齐古组主要发育辫状河三角洲，按沉积特征可划分为三角洲前缘和平原两个亚相，以及若干微相。对沉积相平面分布进行绘制，确定有利储集砂体分布规律；通过沉积相的空间分布研究，明确对齐古组储集层的控制作用，认为齐古组初期水下分流河道、距离较大断裂和地层剥蚀区域较近的较厚分流河道微相为有利储集相带，具备形成岩性油气藏条件。

低渗储层孔喉结构复杂、非均质性强，因此，基于孔喉特征与渗流能力开展综合分类评价，对后续开发更具指导意义。本文以鄂尔多斯盆地南部长6油层组为研究对象，综合运用薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射、压汞、核磁共振和油水相渗等分析手段，系统评价储层的岩石学特征、物性、微观孔喉特征及渗流能力。在此基础上，通过计算综合评价参数，并采用基于概率的K-均值聚类方法，对储层进行分类评价，进而探讨不同类型储层品质差异的成因。结果表明：研究区长6油层组岩石类型以细粒岩屑长石砂岩为主，储集空间主要为残余粒间孔和长石溶孔，孔喉组合以中—小孔与细喉为主；据此建立研究区综合分类评价体系，将储层划分为四类，其中Ⅰ、Ⅱ类为优质储层，Ⅲ类为中等储层，Ⅳ类为较差储层，不同类型储层分布区对应差异化的开发方式。储层品质差异主要受沉积相类型、成岩作用强度及黏土矿物含量与类型共同控制，其中，一定含量的包膜式绿泥石有助于改善储层品质。

沉积环境是制约油气成藏的重要因素，而沉积物地球化学特征是追溯古环境演化的有效途径。为探讨渤海湾盆地东濮凹陷卫城—古云集地区古近系沙三段时期的沉积特征，论文以层序地层学、地球化学和地球物理测井等方法，对目标区进行了较为系统的分析。利用测井曲线将东濮凹陷Y3井古近系沙三段划分为三个长期层序，从下到上依次为：层序一、层序二、层序三。通过主、微量元素及稀土元素的地球化学特征，在三个层序内开展古盐度、古气候、古氧化还原条件及构造背景分析，进而说明东濮凹陷卫城—古云集地区古近系沙三段的地球化学特征及古环境。结果表明：Y3井3个层序球粒陨石标准化后REE模式与后太古代澳大利亚页岩（PAAS）基本一致，呈现“V”形，总体为右倾斜型，且变化趋势平缓，说明轻稀土元素相对富集，重稀土元素相对亏损。研究区沙三段样品的Sr/Ba值变化范围为0.50~16.33，平均值为2.65，表明沙三段沉积期水体环境为咸水—半咸水环境；Sr/Cu值变化范围为5.88~653.31，平均值为90.41，表明沙三段沉积时期总体为干旱炎热气候；La_N/Yb_N值变化范围为7.85~12.25，平均值为10.14，表明在沙三段沉积过程中，气候环境为干热环境；V/(V+Ni)变化范围为0.45~0.79，平均值为0.69，指示研究区属于水体分层不强的厌氧环境；δCe变化范围为0.90~1.02，平均值为0.94，表明沙三段深沉水体整体为还原环境。整体看来，研究区沙三段气候整体干燥，处于还原、咸水—半咸水环境。根据La/Th-w(Hf)与La/Yb-w(REE)判别图解，源岩主要为中酸性长英质岩石和混合长英质/基性岩。

松辽盆地南部下白垩统火石岭组火山岩分布广泛。为揭示松辽盆地南部中酸性火山岩成因，充分认识盆地及其内部断陷的形成和演化，本研究针对研究区火石岭组中酸性火山岩开展了岩石学、主量元素、微量元素及 Sr-Nd-Pb 同位素等测试分析。结果显示：钻井岩心观察及镜下薄片鉴定发现，火山岩以中性岩和中酸性岩为主，包括安山岩、粗面岩、流纹岩、安山质凝灰岩、英安质凝灰岩和流纹质凝灰岩等，中基性岩相对较少。火山岩富硅、富碱，为钙碱性系列；钙碱性酸性火山岩与中性火山岩的主量元素和微量元素特征具有一致性，与造山带火山岩相似，富集LREE、Rb、K 和大离子亲石元素，具有较低的(87Sr/86Sr)i值和εNd(t)，以及相似的Pb同位素组成，具有同源性，并且经历了明显的分离结晶作用。松南断陷火石岭组钙碱性火山岩来源于交代岩石圈地幔，包括俯冲相关成分，钙碱性基性岩经历了分离结晶作用，受地壳混染并上升到地表，形成了松南地区的钙碱性中酸性火山岩，对应岩石圈伸展的初始阶段。

为厘清夹层型页岩油富集的主控因素，根据烃源岩相对发育位置、储层与烃源岩的垂侧向关系，划分了鄂尔多斯盆地姬塬地区长7₁₊₂亚段夹层型页岩油的供烃方式，并利用油气显示井占比、油气充注厚度、油气充注强度与含油饱和度表征了不同供烃方式控制下的含油性，揭示了不同供烃方式控制下的夹层型页岩油差异富集特征。结果表明：鄂尔多斯盆地姬塬地区发育上下供烃型、底部供烃型、下部供烃型和侧向供烃型四种供烃类型；上下供烃型和侧向供烃型含油性较好，底部供烃型和下部供烃型次之。上下供烃型含油性取决于储集岩的储集能力，底部供烃型含油性受控于动阻力的配置关系，侧向供烃型含油性取决于连通烃源岩的砂体连通性，下部供烃型含油性受叠置砂体的裂缝密度影响大。

坳陷湖盆细粒沉积岩已经成为油气勘探的重要领域，开展细粒沉积岩相学及沉积微相研究可为勘探选区提供理论及实践依据。本研究以鄂尔多斯盆地甘泉地区三叠系延长组长7段为例，通过岩心观察，结合测井曲线、粒度分析和试油试采等资料，明确了长7段岩相、沉积相类型及特征，预测了沉积相展布规律并探讨了其对油藏分布的控制作用。研究表明：研究区长7段发育块状层理、平行层理、滑塌变形、球枕构造、泄水构造和火焰状构造等沉积构造；长7₁、7₂亚段植物化石富集，长7₃未见；粒度概率曲线表现为单段悬浮、两段递变和宽缓上拱3种类型；长7段为半深湖—深湖及三角洲前缘沉积环境。根据岩性和沉积构造共划分出10种岩相类型和4种岩相组合模式，其中以块状层理细砂岩相、流水波纹层理细砂岩相、浪成交错层理粉砂岩相、变形层理泥质粉砂岩相、韵律层理粉砂质泥岩相和块状泥岩相等6种岩相为主。识别出水下分流河道、分流间湾、半深湖—深湖泥、浊流、砂质碎屑流和滑动－滑塌6种沉积微相。水下分流河道砂体、浊流砂体和砂质碎屑流砂体均可作为优质储集体，而水下分流河道砂体是研究区的主力产层。

在利用沉积物色度研究过去气候变化的过程中，往往须借助某中间指标来辅助进行，所得认识一般具有间接性或笼统性。现代湖泊沉积物色度与其对应的气候参数之间的耦合关系研究，可通过色度参数内部因子之间的相互关系直接找出色度的气候指示意义，推动沉积物色度在古气候领域中的应用。本文采用210Pb获得内蒙古新发水库现代湖泊沉积物年代，结合本地气象数据资料，将沉积物色度与同时期气象数据进行耦合分析。结果显示，大兴安岭北段1965—2022年，沉积物色度参数与气候参数存在4种色度-气候关系模型：I型，亮度负相关指示年均降水量，红度和黄度正相关指示年均温，该类型对应寒冷少雨、微风为主的背景；Ⅱ型，亮度负相关指示年均降水量，正相关指示风速，红度和黄度均负相关指示年均温，该类型对应较冷略湿、较强轻风的特征；Ⅲ型，亮度和黄度均负相关指示年均降水量，红度气候指示意义较弱，该类型对应温凉湿润、较强和风特征；Ⅳ型，亮度负相关指示年均降水量，红度和黄度正相关指示年均风速，该类型对应温凉湿润、轻—微风为主的特征。其中，亮度值主要受降水量控制，红度值受蒸发强度控制，黄度值影响因素复杂。

 

为应对农田土壤中重金属和有机污染复合胁迫，本文旨在系统综述生物炭与微生物诱导碳酸钙沉淀（microbially induced carbonate precipitation，MICP）联用技术的关键作用机制、影响因素及修复潜力。基于近年来相关文献，对生物炭与MICP在污染物稳定化中的材料特性、微生物矿化路径及协同过程进行对比分析，并总结联用体系在不同污染情景下的性能表现及环境风险。生物炭通过吸附、络合和调控pH实现污染物短期固定，但稳定性受老化及环境因子影响；MICP可通过碳酸钙沉淀、晶格置换等机制实现重金属长效固化，但反应速率和条件适应性有限。二者联用能发挥显著协同效应：生物炭提供微生物载体与富集位点，促进脲酶活性与碳酸盐生成，MICP形成的矿化层增强生物炭稳定性，从而降低污染物迁移性并改善土壤微生物结构与酶活性。但该技术仍面临氨氮积累、土壤孔隙堵塞及长期生态影响不明等问题。MICP-生物炭联用技术兼具快速吸附与长期稳定化优势，是农田污染土壤修复的潜在高效路径。未来研究应聚焦菌株工程化、低成本钙源开发、生物炭定向改性、多过程协同体系构建及长期环境效应评价。

珠江口盆地番禺低隆起勘探潜力较大，但研究程度偏低，且局限于单个洼陷，缺乏断裂构造对洼陷沉积及源—汇体系影响的系统性分析，限制了后续勘探开发的进行。为厘清番禺低隆区断裂构造对洼陷沉积及源—汇体系的作用机制，基于最新三维地震数据和钻井资料，系统剖析了珠江口盆地番禺低隆区构造活动控制下洼陷的古近系源—汇响应关系及演化序列。研究表明：番禺低隆区新生代断裂活动在晚中生代的两期NE-NEE向和NW-NWW向先存断裂影响下表现为明显的分带性和分期性，早文昌期断裂控洼西部以NE-NEE向为主，东部以NW-NWW向为主，文昌期断裂活动强于恩平期；在先存断裂体系活化影响下，区内发育迁移型断裂控洼、组合型断裂控洼和继承型断裂控洼三种类型。区内源—汇系统以隆起区长英质花岗岩和古珠江水系为物源，陡坡断裂、缓坡转换断槽及反向断阶为搬运通道，半地堑洼陷为沉积区。早文昌期发育近物源供应为主、小湖盆大源区的源—汇系统；晚文昌期发育近-远源共存、大湖盆小源区的源—汇系统；恩平期发育西部远源、东部近源供给的大湖盆小源区的源—汇系统。整体上，高构造活动速率、低物源供给的晚文昌期，发育最优质的半深湖相烃源岩；而低构造活动速率、高物源供给的恩平组时期，广泛发育大型远源三角洲沉积砂体，垂向上形成最有利生储盖组合。

基于三塘湖盆地油气资源勘探程度最低、资源前景最不明朗的下石炭统，开展了新层系的石油地质条件与勘探潜力分析评价工作。采用野外露头、地球化学分析及储层薄片观察等研究手段，揭示了目的层纵向沉积环境演化、烃源岩及储层等成藏地质特征。研究表明：三塘湖盆地早石炭世为残留海弧后盆地，具有浅海相沉积特征，下石炭统纵向沉积环境经历了岛弧火山活动和陆源碎屑充填、古洋封闭半深水—深水环境、挤压抬升陆源碎屑充填浅水环境和造山抬升盆地萎缩4个演化阶段。其中，封闭半深水环境和浅水沉积环境中烃源岩广泛分布，有机质类型达到中等烃源岩标准，岩石薄片中存在大量沥青，证实下石炭统烃源岩不仅具备生烃能力，而且也发生过大量排烃过程。下石炭统发育火成岩与碎屑岩两大类储层，尽管储层整体致密，但裂缝与溶孔发育，改善了储集油气条件，尤其是花岗岩裂缝的发育对溶蚀孔隙具有明显的连通作用。综合分析，围绕下石炭统烃源岩可发育自生自储和下生上储两类油气藏。自生自储油气藏发育在远离油源断裂的构造稳定区，具有原生藏的特点；下生上储油气藏发育在石炭系内部油源断裂附近，与断层岩性油气藏有关。

吉中地区范家屯组作为华北克拉通北缘的关键沉积单元，其形成时代与物源特征为揭示古亚洲洋东段闭合提供了重要约束。本文对吉中地区范家屯组变沉积岩进行了系统的岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩地球化学测试分析。结果表明：变沉积岩碎屑锆石中最年轻碎屑锆石年龄加权平均值为(233.6±5.0) Ma（N=11），限定其最大沉积年龄不早于晚三叠世。全岩地球化学特征显示其Al2O3/TiO2值为24.65~63.69（平均值为37.84），La/Sc、Th/Sc、Cr/Th、Eu/Eu*值与长英质上地壳基本一致，指示物源为上地壳的中—酸性火成岩。碎屑锆石U-Pb年龄谱系和Hf同位素特征εHf(t)以正值为主，联合示踪揭示物源主要来自东北地块及华北克拉通北缘。依据构造判别参数与锆石微量元素时序变化推测研究区经历从挤压造山向伸展稳定的构造转换，推测古生代—早中生代地壳演化呈现“三减两增”的幕式特征，与古亚洲洋东段俯冲-闭合末期的构造模式高度耦合。

热液作用作为深部流体与浅表沉积系统的物质-能量交换过程，对沉积环境、成岩与有机质富集具有关键控制作用，在我国典型含油气盆地中时空分布特征显著。本次研究基于矿物学、岩性及元素-同位素证据，系统归纳并识别了热液成因矿物组合（如白云石、黄铁矿、自生石英）及地球化学指纹（如Fe、Mn与轻稀土元素富集、Eu异常与低δ18O），总结了典型岩性组合（如硅质岩-黑色页岩、碳酸盐岩-有机质互层）。在区域对比与多方法框架下，总结了热液作用对沉积盆地的地质记录及古环境改变的影响。热液流体通过改变水体氧化还原梯度、补给营养盐（N、P、Fe和Si等）、调节温盐结构和水体分层改变了盐度与局部碳循环，间接或直接影响初级生产力与有机质保存。总体上，热液作用对有机质呈现出“促进-抑制”的双向效应，其最终结果受热液温度、流体组成与构造背景等多因子共同制约。因此，深入探讨热液作用的时空分布及其对沉积环境的影响，有助于完善对烃源岩形成与演化过程的认识，并为含油气潜力评估提供科学依据。

中亚造山带经历了古亚洲洋近8亿年的俯冲-增生历史，是地球上规模最大且构造样式最复杂的增生型造山系统之一，完整记录了大洋消减、地壳增生及大陆改造等一系列关键地质事件，为探究显生宙大陆生长机制与古亚洲洋构造域的动力学演化过程提供了重要研究窗口。中亚造山带中南段的索伦缝合带，记录了丰富的古亚洲洋演化与消亡信息，被认为是古亚洲洋消亡的最终缝合带。然而，关于该缝合带东向延伸与古亚洲洋在中亚造山带中南段的俯冲极性等关键问题仍存在较大争议。近年来，研究团队在中亚造山带中南段的索伦缝合带地区开展了两条深地震反射大炮剖面研究工作，将探测深度拓展到岩石圈地幔尺度，有效获得了缝合带下方古俯冲带的结构特征。本文总结与横向对比了两条剖面所揭示的深地震结构特征，并结合研究区新近的地球物理数据，综合分析岩石圈尺度的构造变形样式。地球物理证据与地质研究相结合，揭示古亚洲洋在中亚造山带中南段以背向双向俯冲的模式，最终消减于贺根山缝合带与西拉木伦缝合带之间的索伦—突泉一线，并向东延入松辽盆地中部。

准确揭示造山带所代表古洋盆的形成演化是大地构造学的重要研究内容。本文以藏北中特提斯（班公湖—怒江缝合带）为例，系统阐述了造山带洋岛（海山）的特征及其对重建古洋盆形成演化的地质意义。研究表明：造山带中的洋岛（海山）残片不仅分布广泛，而且类型复杂，除传统认为的热点型洋岛（海山）外，还包括慢速扩张中脊型洋岛（海山）、快速扩张中脊型洋岛（海山）和洋内弧型洋岛（海山）等多种类型，它们共同的特征是发育超基性—基性岩浆岩组合和远洋塌积砾岩。洋岛（海山）是造山带“洋壳残片”的主要组成部分，是古洋盆形成演化信息的重要载体，尤其在揭示古洋盆性质、重建古洋盆汇聚消亡过程和解析古洋壳存续时限等方面，它们可以提供关键信息。因此，准确恢复造山带所代表古洋盆的形成演化，造山带中洋岛（海山）的研究是重要突破口。

辽西医巫闾山地区是华北克拉通东北部晚中生代关键变形构造单元，其多期变形事件记录着区域构造体制转换的重要信息。本研究通过系统分析辽西医巫闾山变质核杂岩强变形岩石的宏微观特征，结合石英EBSD组构分析揭示两期差异性伸展韧性剪切事件：晚侏罗世高温(550~650 ℃)低角闪岩相韧性剪切与早白垩世低温(400~500 ℃)绿片岩相韧性剪切。早期变形表现为右行剪切主导的LS构造岩，具明显的简单剪切特征；晚期变形则形成L = S构造岩，呈现左行剪切性质，简单剪切与纯剪切贡献相近。锆石U-Pb年代学约束显示，两期事件分别发生于156.9~146.7 Ma（晚侏罗世）和132.6~126.8 Ma（早白垩世）。石英重结晶粒径分析表明，高温韧性剪切带具有较低的差异应力(20.53~22.16 MPa)和较高的应变速率(8.41×10^-13~5.56×10^-11 s^-1)，低温韧性剪切带恰好相反(20.62~24.07 MPa, 1.34×10^-15~9.69×10^-13 s^-1)。早期高温伸展变形与华北克拉通东北部构造体制从蒙古—鄂霍茨克洋的南北向闭合向古太平洋板块俯冲的转换有关，晚期低温伸展变形与古太平洋板块俯冲后撤有关。

作为中国东北地区最重要的地质单元，吉黑高压带属性与演化过程始终存在争议。为揭示吉黑高压带壳幔尺度精细结构，阐明黑龙江洋的俯冲-增生过程，本文综合大地电磁测深和深地震反射数据构建了深部地球物理模型。模型表现出横向非均质性，不同地质单元电性结构存在差异：在地体汇聚位置存在由地壳延伸至岩石圈地幔的西倾高阻、强振幅反射结构，反映黑龙江洋化石俯冲带；在上地壳尺度，黑龙江杂岩和张广才岭杂岩具有一致的高阻、小尺度短弧反射堆栈，张广才岭中下地壳表现为高导反U型反射模式。结合现有认识，本文提出张广才岭并非传统认识中松辽地块的一部分，黑龙江洋以西向俯冲的方式闭合，过程伴随着张广才岭杂岩和黑龙江杂岩以增生楔的形式相继就位，张广才岭杂岩反映俯冲的早期阶段。

三矿沟铁铜矿床是大兴安岭北部重要的夕卡岩型铁铜矿床。矿体赋存于侏罗纪花岗闪长岩和大理岩接触带的夕卡岩中。文章对夕卡岩中石榴子石开展LA-ICP-MS U-Pb定年、电子探针主量元素和LA-ICP-MS微量元素分析，探讨了石榴子石成因及其对成矿过程的指示。结果表明：石榴子石206Pb/238U加权平均年龄为(177.1±0.6) Ma，暗示矿床形成于早侏罗世古太平洋俯冲环境；石榴子石以钙铁榴石为主，含有少量的钙铝榴石和钙铬榴石，亏损Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素，富集Th、U、Nb、Ce等高场强元素；稀土元素呈现明显的右倾，富集轻稀土元素和亏损重稀土元素，显示正Eu异常和正Ce异常。对成矿早期流体性质的指示为石榴子石形成于酸性、弱氧化环境。

致密储层微观孔喉结构特征不同导致其渗流能力不同，其对应开发策略也有所不同。本文以鄂尔多斯盆地姬塬地区长6储层为例，利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、核磁共振、计算机断层扫描（CT）等分析测试手段对致密储层孔喉结构、连通性、流体可动性等进行综合分析，利用岩心多相渗流实验和真实岩心可视化微观渗流实验对不同类型孔喉结构的渗流特征进行研究。结果表明：姬塬地区长6储层平均孔隙度为12.1%，平均渗透率为0.48×10-3 μm2，储层孔隙类型以粒间孔为主，长石溶孔次之，并伴有少量晶间孔及岩屑溶孔发育。根据储层物性及孔喉结构特征将长6储层孔喉结构类型分为3类，其中Ⅰ类以粒间孔为主、长石溶孔为辅，孔隙发育且喉道间连通性好，可动空间发育，微观渗流以均匀状为主；Ⅱ类仍以粒间孔为主、长石溶孔次之，但Ⅱ类储层粒间孔比例降低，溶孔比例增加，且孔隙喉道半径较Ⅰ类减小，连通的孔隙结构空间稀疏簇状相接，可动空间较发育，微观渗流以网状为主；Ⅲ类储层孔隙类型以长石溶孔为主，其次为粒间孔，晶间孔比例增加，有效孔隙储集空间的喉道连通性较差，三维孔隙结构空间观察到其具有较强的非均质性，可动空间不发育，微观渗流以指状为主。通过宏观渗流方式与微观孔喉结构之间的综合分析表明，储层物性、孔喉组合方式及喉道发育程度决定了不同类型的渗流方式，物性较好且喉道发育的储层具有更好的水驱效果，从而具有更高的最终采收效率。

随着浅部资源枯竭，深地金属矿精细勘查已成为地球物理勘探的重要方向。地下电磁法因贴近目标体观测、抗干扰能力强和成像分辨率高等优势，在深部金属矿勘查中展现出独特潜力。国际上已将其发展为深部（>500 m）块状硫化物和浸染型矿床勘探的核心技术。本文系统综述了国内外井中、井间及井-地电磁法的研究进展，分析了高功率发射源、高灵敏接收系统及多分量观测技术的发展现状，归纳了复杂井筒条件下的数值模拟、正反演算法和智能数据处理方法。针对深部金属矿勘查流程，总结了地下电磁技术在成矿背景约束、成矿模式引导、靶区预测、矿体定位等阶段的应用策略。研究表明，地下电磁法正向多源协同与多参数融合方向发展，形成“多参数级联、远近结合”和“强源近收、密集对射、广域覆盖”的深地探测体系，为深地找矿提供技术支撑。

上伙房地段位于沽源—红山子铀及多金属成矿带广兴—芝瑞盆地中部火山口位置，已发现众多铀-钼工业孔，钼资源潜力已达中型矿床级别，成矿条件良好，铀钼矿化的主要赋矿围岩为流纹斑岩。为进一步研究流纹斑岩的地球化学特征及其形成的大地构造背景，本文以研究区上伙房地段流纹斑岩为研究对象，采用LA-ICP-MS对其中的锆石进行U-Pb测年，并对其全岩进行主微量元素测试分析。结果显示：流纹斑岩锆石U-Pb年龄为157 Ma，形成于中生代晚侏罗世；岩体高SiO2（w（SiO2）＞70%）、高全碱（w（K2O+Na2O）＞8%）及低MgO（w（MgO）＜0.5%），同时具有富集大离子亲石元素（Rb、K、Ba、Th）及Zr元素、相对亏损高场强元素（P、Ta、Ti）的特征。微量元素特征指示广兴—芝瑞盆地上伙房地段流纹斑岩为典型的造山后A型花岗岩，结合区域构造背景，认为其形成与蒙古—鄂霍茨克洋闭合的后碰撞伸展作用有关。

对火星季节性斜坡纹线（recurring slope lineae, RSL）的时空特征分析高度依赖多源异构数据的有效整合与关联挖掘，进而为理解RSL的形成机制提供可靠的科学依据。基于此，依据HiRISE（高分辨率成像科学设备）高分辨率遥感影像，采用Neo4j图数据库构建了覆盖水手号峡谷群科普莱特斯与梅拉斯深谷的RSL知识图谱；其次通过图查询与时空关联分析，识别出控制RSL分布的关键地形与季节因子；再次建立了RSL活动性与坡向、太阳经度的量化关系模型，并依据101个RSL位点的364幅时序影像数据，系统解析了RSL的时空分布规律；最后结合前人观测结果与气候事件记录，验证了所构建知识图谱在揭示RSL时空特征方面的有效性。结果表明：RSL的坡向分布呈现出显著的西向偏好，季节性活动与坡向紧密耦合，形成年内交替活跃模式；在MY34全球沙尘暴后，Garni陨石坑中所有坡向均发现RSL活动，与往年仅在特定坡向出现形成鲜明对比，印证了气候事件对RSL规模的显著影响。

为揭示佳木斯地块—那丹哈达地体近地表结构特征，本研究基于深地震反射剖面数据，应用初至波走时层析成像方法，反演获得了研究区近地表P波速度结构模型，进一步刻画了断裂带空间展布特征。反演结果表明，沉积盖层厚度整体呈现西厚东薄的区域分布特征，并在主要断裂带附近表现出显著的横向差异性：佳木斯地块内部沉积盖层厚度较薄（0.5~0.7 km），在穿越敦化—密山断裂带和跃进山断裂带处迅速增厚，局部最大厚度超过2 km；而那丹哈达地体内部沉积盖层厚度普遍小于0.5 km。跃进山断裂带表现为岩石圈尺度的显著速度梯度陡变带，进一步揭示了其作为不同构造单元分界断裂的性质；而敦化—密山断裂带则呈现近直立的低速异常带特征，指示断裂带内部岩石因构造活动破碎导致物理性质弱化。

硫化和羧甲基纤维素稳定化双重改性纳米零价铁（S-CMC-nZVI）具有反应活性高和迁移能力强等特点，在修复有机污染地下水领域具有较强的应用潜力，然而地下水中常见阴离子对其表面改性层及降解性能的影响尚不清楚。本文以硝基苯为目标污染物，探究地下水中常见阴离子（SO₂^-4、HCO^-3、NO^-3、Cl^-）对S-CMC-nZVI降解硝基苯的影响机制及效果。结果表明：NO^-3、Cl^-的存在不会影响S-CMC-nZVI表面改性层的硫化程度和硝基苯降解效率；当体系中加入SO₂^-4、HCO^-3时，表面改性层的硫化程度降低，硫化层被剥蚀，溶液中Fe₂⁺和S₂^-增加，材料实际硫铁摩尔比分别下降至0.013 2、0.019 1；硫化层脱落产生的FeS、Fe₂⁺可促进硝基苯的降解，但SO₂^-4会导致S-nZVI表面产生铁氧化物，抑制硝基苯持续降解；HCO^-3具有加速氧化层分解的作用，有利于硝基苯持续降解，降解率最高可达99.6%。

随着油气勘探对储层精度要求的提高，传统基于完全弹性假设的地震波传播理论已无法有效描述复杂介质中岩石黏弹性和孔隙结构导致地震波在传播过程中表现出的频散和衰减特性。孔隙黏弹介质地震正演模拟成为准确描述此类耦合效应的重要研究工具，其中广义标准线性固体模型及其记忆变量法，通过引入辅助微分方程替代卷积积分降低计算复杂度，实现了对频率相关衰减的有效模拟。然而，在强非线性、强衰减的复杂储层条件下，传统算法仍面临计算精度与效率难以兼顾的问题。本文引入广义递归卷积法将本构方程中的时间卷积项转化为高阶递推公式，在时域内直接递归更新波场状态，避免了对历史数据的全局存储与重复积分运算，显著降低了计算复杂度与内存占用。数值实验表明：在均质模型中，本文方法相比传统记忆变量法计算效率提升约9%，且波场振幅保真度更高；在双层各向异性模型中，与记忆变量法相比，本文方法能更清晰地刻画层间反射与波型转换，显著改善了波场模拟的精度；在复杂非均匀Marmousi模型中，本文方法能有效模拟强起伏界面下的波场干涉与慢波衰减特征。

超导磁测技术，特别是基于超导量子干涉器件（superconducting quantum interference device, SQUID）的矢量磁测系统，具有极高的磁灵敏度、宽频带响应与优异的矢量探测能力，超导磁力仪白噪声可达10 fT/Hz，张量梯度仪噪声可达0.01 nT/(m·Hz)，该技术已成为地球物理探测领域的前沿研究方向。本文系统梳理了SQUID磁测技术的基本原理、器件类型（高温与低温SQUID）及其对应的磁力仪、磁梯度仪与张量梯度仪等系统构型，重点分析了近年来国内外在SQUID矢量磁测系统研制方面的关键进展，涵盖系统集成、噪声抑制等核心技术。在此基础上，详细阐述了该技术在矿产资源勘查、军事目标探测、考古调查等领域的典型应用案例与成效。文章还探讨了SQUID的制备工艺现状，并针对超导材料、系统集成、数据处理等方面面临的挑战，对未来技术发展趋势与应用前景进行了展望，以期为我国超导地球物理矢量磁测技术的进一步发展提供参考。

白音沙那盆地是大兴安岭南部重要的中生代产铀火山盆地，目前已发现多个火山岩型铀矿点，但对火山岩的成因及产出构造背景缺乏研究。本文对白音沙那火山盆地中生代满克头鄂博组、白音高老组火山岩及侵入其中的花岗斑岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素等研究。研究显示：满克头鄂博组流纹岩年龄为154.3~152.3 Ma,白音高老组流纹岩年龄为137.7~129.8 Ma，花岗斑岩年龄为129.6~129.3 Ma。岩石总体呈富硅、碱含量中等和贫钙镁的特点，属强过铝质岩；岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损重稀土元素和高场强元素，结合较低的P2O5质量分数(0.01%~0.04%)、10 000Ga/Al值(1.90~2.79)及锆饱和温度(平均值为785.2 ℃)，认为其具有I型花岗岩的特征。锆石εHf(t)值分别为6.1~7.9、5.5~9.8和6.4~9.5，二阶段模式年龄TDM2分别为812~700、834~562和774~579 Ma，指示岩浆来源于新元古代亏损地幔增生的地壳物质。根据已有的区域构造演化成果，并结合相关构造环境判别图解，确定研究区在晚侏罗世—早白垩世期间整体处于伸展构造环境，晚侏罗世可能与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后岩石圈伸展作用有关，早白垩世受到蒙古—鄂霍茨克洋和古太平洋两大构造域叠加的影响。

氦气是一种重要的战略性稀缺资源，目前对中低丰度氦气藏中氦气的贫化机理及资源潜力的认识十分薄弱。本文以四川盆地新场气田为例，通过氦气丰度及成因分析，揭示其贫化机理及主控因素，进而探讨其资源规模。研究表明：新场气田不同层位天然气中φ(He)为0.007 7%~0.040 0%，以低氦为主，少量为中氦和贫氦特征；R/Ra值为0.010~0.050，为典型壳源成因。φ(He)与φ(N2)和地层水矿化度分别呈正相关和负相关关系。氦气贫化主要受控于深大断裂不发育使得氦气主要来自自身而非基底岩石、烃源岩生气强度和天然气充注强度较高、白垩纪末以来地层抬升幅度和脱溶程度较低。新场气田氦气探明储量为25.45×106 m3，达到了中型氦气田规模。新场气田天然气中φ(He)明显低于威远和金秋气田天然气，除了与天然气充注强度较高有关外，喜马拉雅期地层抬升幅度较低、脱溶作用较弱也是重要原因之一。四川盆地寻找高—富氦天然气资源建议重点关注基底断裂发育、烃源岩生气强度适中和成藏后抬升幅度较高的地区。

原特提斯洋北向俯冲、大洋闭合和陆陆碰撞是东昆仑古生代的重要构造事件。为探讨东昆仑沟里地区花岗质岩石的成岩年代和构造环境，追索东南昆仑造山带东段晚古生代早期的地质演化脉络，对沟里地区瓦勒尕南金矿区的花岗闪长岩脉进行了详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和同位素地球化学研究。结果表明:花岗闪长岩富硅（w(SiO2)为74.90%～79.07%），富铝（w(Al2O3)为13.66%～16.21%），富碱（全碱质量分数为5.83%～7.08%）；全岩稀土元素总量较低（32.05×10-6～54.18×10-6），(La/Yb)N平均值为15.99，轻重稀土元素分馏程度不高，Eu和Ce均呈微弱正异常和微弱负异常；富集大离子亲石元素（LILE、Rb、Ba、Pb）而亏损高场强元素（HFSE、Nb、Ce），属于中钾钙碱性弱过铝质I型花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（403±6） Ma，属早泥盆世。花岗闪长岩为壳源型花岗岩，新生玄武质下地壳的部分熔融占主导，有古老长英质地壳物质混入，微量元素组成特征指示花岗闪长岩体形成于板内环境。

为了明确张广才岭地体南部早侏罗世两类I型花岗岩的形成时代、源区性质与构造背景，本文以张广才岭南部5个黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩岩体为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究。研究表明：区域内4个花岗岩样品的锆石均发育窄而清晰的振荡环带，具典型岩浆锆石特征，其谐和年龄介于196~181 Ma之间，厘定花岗岩的形成时代为早侏罗世。该套花岗岩属高钾钙碱性系列，富硅、高全碱，富集K、Rb等大离子亲石元素，强烈亏损Ba、Sr、Nb等元素，A/CNK值为1.01~1.05，具I型花岗岩特征，可进一步划分为弱分异的典型I型花岗岩（CJM、SYB、SHC岩体）和高分异I型花岗岩(TG、NSJ岩体)；后者以极高的w(SiO2)(73.52%~76.07%)、高碱度(w(Na2O+K2O)>8%)、较高的Ga/Al值（2.56~2.80）和强烈Ba-Sr-Eu-P-Ti负异常为特征。两类I型花岗岩的锆石Hf同位素组成一致，εHf(t)值为6.2~9.5，指示二者均源于新生下地壳物质的部分熔融。结合区域地质背景，认为该早侏罗世 I 型花岗岩的形成受控于古太平洋板块向欧亚大陆板块的俯冲作用。

稀散金属作为关键战略性矿产资源，对国民经济、国家安全与科技革新具有不可替代的重要作用。其在高新技术、精密制造、清洁能源，以及新一代信息技术等前沿领域，均发挥着核心支撑功能。受地球化学性质的制约，这类元素在自然界中通常呈高度分散状态，难以形成独立矿物，主要作为伴生组分赋存于其他主金属矿物中。在铅锌矿床系统内，闪锌矿被广泛识别为镓（Ga）、锗（Ge）、镉（Cd）和铟（In）等关键稀散元素的重要载体矿物。本文系统梳理了近年来关于铅锌矿床中稀散元素富集规律的研究进展，重点阐释了其赋存状态与富集机制。结果表明：Ga、Ge、Cd和In等元素主要以类质同象形式存在于闪锌矿等硫化物晶格中，独立矿物极为少见且含量甚微。具体而言，Ga、Ge和In倾向于与Cu+、Ag+、Fe2+等离子耦合，共同置换闪锌矿中的Zn2+；而Cd则因地球化学行为与Zn高度相似，可直接替代Zn2+进入晶格，从而使闪锌矿成为这些稀散元素最主要的赋存场所。值得注意的是，闪锌矿中铁含量的升高会显著抑制Cd的类质同象置换能力，反映其富集行为受晶体化学环境的明显制约。此外，Ge还可广泛以类质同象形式进入石英等硅酸盐矿物的晶体结构中。从区域成矿背景看，不同成因类型铅锌矿床中稀散元素的含量差异显著，即便在成矿地质条件相似的同一类矿床内，其空间分布亦常呈现较强的非均质性。就富集环境而言，Ga、Ge和Cd更易在低温热液型铅锌矿床中富集；而In则主要富集于与中—高温岩浆热液活动相关或含锡背景的铅锌多金属矿床中。在研究方法上，以电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）为代表的现代微区分析技术发挥了关键作用。这些技术凭借其高空间分辨率与原位分析能力，能够精确揭示稀散元素在矿物中的纳米级赋存状态与空间分布，为理解其地球化学行为与富集机制提供了不可替代的技术支撑。未来应进一步聚焦于稀散元素的物质来源识别、在成矿流体中的迁移形式、沉淀机制及其与主金属成矿过程的耦合关系等关键科学问题，以深化对稀散元素超常富集规律的理解，并指导综合勘查与高效利用。

深部大陆科学钻探是直接获取地球内部物质、揭示大陆形成与演化机制的关键技术途径，其装备水平是国家深地探测能力与科技实力的重要体现。本文系统梳理了深部大陆科学钻探装备的关键技术发展现状、核心挑战和未来趋势，聚焦于超万米极端环境下钻探装备所面临的高温、高压和高负荷等复杂工况带来的技术难题。通过文献调研与案例比较，结合国内外典型科学钻探工程（如科拉超深井、德国KTB、中国松科二井和深地塔科1井等）的装备参数与技术表现，对钻压精准控制、绳索取心、钻柱高效起下钻、钻井液冷却与循环控制，以及智能化运维等关键技术难点进行了深入剖析。我国自主研发的“地壳一号”万米钻机及深地塔科1井等在取心质量、自动化作业水平等方面已达到国际先进水准，并在顶驱系统、绳索取心绞车、井口自动化装备和泥浆智能调控等环节取得重要突破；然而，在高温高压传感、超深孔动态密封和智能决策模型等方向仍存在明显短板。面向未来，深部科学钻探装备应进一步朝着自动化、智能化、绿色化、模块化及无钻机井内自驱动等方向拓展，推动钻探装备从传统机械化工具向具备地质感知能力的“智能探针”演进，为我国深地资源勘探与能源安全保障提供关键技术与装备支撑。

诺木洪文化是青藏高原上重要的古人类文化，其形成和衰落过程引起了研究者广泛关注。本研究通过野外地质调查、光释光年代学等手段，从柴达木盆地塔里他里哈遗址的地质背景与演化的角度对诺木洪文化进行探索。结果显示：塔里他里哈遗址位于诺木洪冲积扇的风成沉积条带中；该区域的风成沉积相较于诺木洪冲积扇主体部分的冰水沉积和现代河道沉积，其土壤肥力较高且更易于耕种，成为该地区青铜时代古人类聚落的优选位置，地质环境对古人类聚落选择有巨大影响；诺木洪冲积扇上最新覆盖的风成沉积年龄在2.30~1.79 ka之间，与诺木洪文化结束的时间相一致。最晚期的风成沉积可能代表了柴达木盆地的一次干旱化事件，从而可能对诺木洪文化的衰落产生重要的影响。

我国东北地区处于东亚季风北缘与西风带交汇区，对全球气候变化响应敏感，区内的湖泊沉积连续性强且信息载体丰富，是重建古环境和古生态演变的理想载体。本文系统综述了末次冰盛期以来东北地区湖泊记录的气候演变、生态系统响应及人类活动影响历史。研究表明：东北地区气候呈现末次冰盛期干冷而全新世暖湿的整体趋势，但在千年尺度上，末次冰消期以来水文气候可能存在时空异质性，温度定量重建的结果亦存在较大的不确定性和区域差异；东北地区粉尘主要源自中国北方沙地及蒙古干旱区，其通量和强度变化与气候变化及人类活动密切相关，沉积记录中远源粉尘与当地流域物质在地球化学、矿物学及粒度组成上的差异，表明东北地区粉尘主要源自中国北方沙地及蒙古干旱区,其通量和强度变化与气候变化及人类活动密切相关；植被由末次冰盛期的寒带草原逐步演替为全新世的针阔混交林，湖泊生态系统则随水文与营养状态发生阶段性转型。近现代以来，人类活动已成为环境变化的重要驱动力，导致湖泊污染物累积、粉尘输入增加及区域生态系统退化。未来研究应加强高分辨率多指标集成、人类-自然耦合过程的识别，以及模型与数据的融合，以深化对区域环境演变机制的理解，并提升未来预测能力。

随着我国勘探进程的推进，已经获悉现今大部分地区500 m以浅矿产资源的分布特征，然而我国2/3以上国土面积被沼泽、森林、沙漠及中高山区等复杂地形区覆盖，针对复杂地形区矿产资源的勘查到了亟需突破的关键阶段。空-地-井重磁多参量（原始场、分量场、梯度场）探测技术形成“快速圈定-精细查证-精细定位”的快速突破链条，是复杂地形区矿产资源快速、精准勘探的有效手段。本文以复杂地形区矿产资源勘探需求为导向，系统阐述了空-地-井重磁多参量探测原理、装备、数据校正处理、平台技术及反演等方面的研究进展，理清空-地-井立体探测技术体系航空、地面与井中阶梯互补的构建逻辑与实用化、小型化、智能化的未来发展趋势，为新一轮找矿突破战略行动提供技术参考。

地空频率域电磁法在复杂地貌环境深部地质构造研究中具有广阔应用前景，但当前研究和应用主要聚焦于大地电阻率成像，对介质激发极化效应的测量缺乏深入研究。本文旨在系统研究地空频率域电磁法中极化效应对测量结果的影响，并提出一种视电阻率和视极化率同步成像的方法技术。为此，基于麦克斯韦方程组和Cole-Cole模型，建立了包含极化效应的电性源地空频率域电磁响应正演模型，分析了电阻率和极化率等参数对空中磁场的影响，并结合Sobol敏感性分析和粒子群优化算法，提出了同时计算视电阻率和视极化率的成像方法。最后采用模拟实验测试，验证了该方法对低阻高极化目标的有效识别能力。结果显示：所有模型的视电阻率曲线在低阻目标层位置呈现凹陷特征，直观反映了目标层的低阻特性；含极化效应的模型在目标层位置呈现高值特征，且异常幅度随着极化率的增大而增强，零极化模型则显示出较平坦的视极化率曲线；大地电阻率和极化率对空中磁场幅值有显著影响，尤其是低阻高极化的异常体，能引起明显的磁场响应异常。

高寒高海拔地区工程地质背景复杂，地质灾害频发，生态环境破裂。为探究高寒高海拔地质环境中超前地质预报系统的适用性，本文以高寒高海拔地区某隧道段为依托，基于不同超前地质预报组合模式，对隧道不良地质体信号特征进行分析，并结合现场开挖情况，进一步验证高寒高海拔地区超前地质预报系统的准确性。结果表明：常规单一超前地质预报探测方法在高寒高海拔地区易出现信号波纹杂乱不稳、地质雷达信号特征不明显等情况，干扰隧道内不良地质体的正确预判；利用多方法超前地质预报信号敏感程度的差异，可进一步弥补21~30 m的地质雷达信号特征，提升高寒高海拔隧道内不良地质体的预判准确性。

五龙金矿地处辽吉古元古代金多金属成矿带内，是丹东五龙—四道沟金矿集区的典型大型矿床之一。本文在矿床地质特征及成矿控制因素研究的基础上，根据大比例尺重磁数据地质解译和音频大地电磁法数据反演，构建矿区深部三维地质结构，结合地球化学成矿因子异常及矿体赋存规律，提取找矿标志并圈定深部矿体预测区。结果表明：五龙金矿矿化以石英脉型为主，薄脉-细脉构造蚀变岩型次之，北北东-南北向断裂构造、北西向断裂构造及早白垩世岩浆侵入为关键控矿因素，矿体具有成群成带、等间距、浅部分支深部复合的分布规律；早白垩世花岗闪长岩侵入中晚侏罗世黑云母花岗岩引起的高磁性地质体为成矿地质体；硅化、绢云母化等围岩蚀变为地质找矿标志；代表金主要成矿阶段的成矿因子F₁(Ag-Pb-Zn-As-Sb-Hg-Au)、F₂(Au-Bi-W)的异常范围为地球化学标志；高磁性地质体、重力高密度体及其内部和边缘的断裂构造、低阻高极化电性地质体为地球物理标志。研究确定矿区深部成矿构造和成矿地质体仍然发育，结合已知矿体特征，圈定7处找矿靶区。

苏北地区位于华北克拉通东南缘，是潜在的优质原生金刚石找矿靶区。毗邻苏北的栏杆地区辉绿岩中虽已发现大量I_b型原生金刚石，但苏北地区的金刚石勘探工作仍无重大突破。辉绿岩的岩石成因缺乏系统研究，原生金刚石成矿潜力尚未深入探讨，限制了进一步的勘探部署。本研究系统分析了苏北地区两个含金刚石岩体和四个具有勘探潜力岩体的地球化学特征，并与栏杆地区的老寨山辉绿岩进行对比。结果表明：含金刚石和不含金刚石的辉绿岩地球化学特征无显著差异，均为拉斑系列亚碱性玄武岩，形成于大陆板内环境；两类岩体普遍富集大离子亲石元素（如Rb、Ba、La、Eu）和高场强元素（如Nb、U、Nd、Ti）；部分含金刚石的辉绿岩可能经历了轻微地壳混染，但混染程度较低；源区性质指向过渡型地幔，稀土和微量元素特征介于OIB（洋岛玄武岩）和E-MORB（富集型洋中脊玄武岩）之间，推测为地幔柱成因，此类辉绿岩的源区深度通常为60~140 km，与I_b型金刚石的稳定深度相符，表明苏北地区辉绿岩在理论上具备作为金刚石载体的条件；辉绿岩中寻找原生金刚石矿床仍面临挑战，结合团队先前研究发现，此类I_b型原生金刚石在地幔中存留时间相对较短，处于初生阶段即被带出金刚石稳定区而停止生长，总体经济价值有限。后续勘探重点应转向金伯利岩或钾镁煌斑岩类的目标岩体。

黑龙江省二道坎银矿床是位于大兴安岭北段的热液脉型独立银矿床，其矿体主要赋存在泥盆系泥鳅河组沉积岩和火山碎屑岩两个岩段地层中，受热液作用形成了绢英岩化、硅化蚀变岩。本文以代表这两个岩段的绢英岩化蚀变岩、黄铁矿化硅化蚀变岩为研究对象，开展了碎屑锆石形态学、U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素等测试分析，探讨其物源属性。结果表明：下部沉积岩段的绢英岩化蚀变岩主体锆石多以自形岩浆锆石为主，其U-Pb年龄的峰值段主要集中于早泥盆世（397～395 Ma），含少量中元古代锆石（1 276 Ma）；上部岩性段黄铁矿化硅化蚀变岩的锆石谐和年龄集中于晚泥盆世（369～358 Ma），有少量古元古代和中元古代锆石（1 924 ～1 593 Ma）。除绢英岩化蚀变岩中的个别碎屑锆石外，大多数碎屑锆石微量元素特征为富集重稀土元素、亏损轻稀土元素，同时有极高的Ce正异常和明显的Eu负异常，为典型岩浆锆石。绢英岩化蚀变岩早泥盆世锆石的ε_Hf(t)值为10.5～14.5，二阶段模式年龄为713~469 Ma；黄铁矿化硅化蚀变岩晚泥盆世锆石的ε_Hf(t)值为-23.3～7.4，二阶段模式年龄为2 811～889 Ma；这种特征表明，下部沉积岩段的物源主要来自早泥盆世弱富集幔源岩浆经火山作用喷出后形成的中基性火山岩，有少量中元古代地层混入；上部火山碎屑岩段物源主要来自古老地壳的改造和古老地壳与幔源物质混合形成的深成中酸性侵入岩，并有少量古中元古代地层物质的加入。结合前人研究和碎屑锆石微量元素特征认为，早泥盆世沉积区处于碰撞后拉张环境，晚泥盆世沉积区处于俯冲大陆弧环境。

恐龙蛋壳是了解恐龙生活的古生物环境及演化与灭绝的重要证据，蛋壳中的气孔与不同类型恐龙的繁殖习性相适应。本研究以广东河源发现的一种蜂窝蛋类恐龙蛋壳为研究对象，对通过显微CT扫描获取的恐龙蛋壳CT影像气孔进行三维建模，从定性与定量的角度分析气孔的大小、形态、排列、空间特征和发育程度等信息。首先通过Python 将处理后的CT数据转换为点云数据，依据滚球算法进行点云数据的三维重建；其次对处理后的CT 数据通过Avizo 软件进行三维建模；最后解剖其中一个气孔的点云数据进行典型气孔三维模型的研究，并随机抽取切片进行定量研究。结果表明：1）部分气孔内外表面不连通，孔道发育阻断，且受阻断的气孔从内外表面到中间孔道逐渐缩小，空间上交错镶嵌分布，具有不对称性；部分气孔连通，贯穿内外表面，发育较好，使氧气流入胚胎内部，供胚胎呼吸和发育。2）蛋壳气孔发育广泛，径切面气孔呈倒锥状、柱状，弦切面单个呈圆形、椭圆形和多边形等，周围基质似六边形、排列紧密，多个六边形组成蜂窝状结构，气孔间隔明显。3）蛋壳气孔孔径与通道高度呈现出近外表面比近内表面大的趋势，而贯穿内外表面的气孔无论是孔径还是高度都比近内、近外表面的大。4）气孔发达且呈蜂窝状，该类恐龙蛋孵化地可能是一个被埋藏的环境；倒锥状气孔显示孔径从近外表面到中部逐渐变小，推测是为了防止化学侵蚀和水分散发。

多次波的存在会导致地震数据成像严重失真，增加目标层的干扰，进而对地质资料的精确解译和油气藏的开发规划造成不利影响。尽管L1/2范数约束的抛物Radon变换在多次波压制方面表现出优异效果，但面对大规模地震数据，传统的快速迭代收缩阈值算法（fast iterative shrinkage-thresholding algorithm, FISTA）在计算效率上仍难以满足需求。为此，本文提出了一种改进的贪婪-快速迭代收缩阈值算法（greed-fast iterative shrinkage-thresholding algorithm, G-FISTA）。该算法通过优化迭代步骤，并结合收敛条件与重启机制，实现了反演计算效率的显著提升。数值测试结果表明，与FISTA相比，本研究采用的G-FISTA收敛速度显著提高，在合成数据与实际地震数据中均表现出良好的多次波压制效果：相比于传统算法迭代10次达到最优解附近，G-FISTA迭代4次即可，迭代效率提高了近一倍。

共反射面元（common reflection surface, CRS）叠加成像技术通过使用相邻共中心点道集信息提高地震数据信噪比，是处理低信噪比、低覆盖次数地震数据的关键技术。其三参数优化的搜索方法无论是经典的分步搜索还是同步的全局搜索，最终都需要局部优化算法提升精度，而传统的Nelder-Mead单纯形算法搜索方式简单，计算效率较低。本文采用一种无导数优化算法——新型无约束优化算法（new unconstrained optimization algorithm, NEWUOA）作为CRS叠加的精度提升算法。该算法通过动态构建二次插值模型，采用信赖域迭代策略，利用目标函数曲率信息提升计算效率。文中采用层状起伏模型和Marmousi2模型对该算法进行测试。结果显示，针对简单的层状起伏模型和复杂的Marmousi2模型，基于NEWUOA得到的相干值优化结果均普遍优于或等于基于Nelder-Mead单纯形算法得到的相干值优化结果，与Nelder-Mead单纯形算法相比，计算效率分别提升约48%和45%。这表明NEWUOA在保证CRS叠加优化精度的同时，能够显著提升计算效率，适合作为精度提升的计算工具。

印度-欧亚大陆碰撞是新生代全球最重大的地质事件之一，而关于该期碰撞过程及其远程岩浆响应的认识仍存在较大争议。本文对青藏高原中南部亚多和鸭洼地区始新世侵入岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd同位素分析，探讨了其岩石成因，并与区域大量分布的始新世岩浆岩进行综合对比，从岩浆岩角度恢复印度-欧亚大陆碰撞过程及其远程响应。结果表明：南羌塘地体亚多地区闪长玢岩形成于约37 Ma，具埃达克质岩特征，是由岩石圈地幔衍生的玄武质熔体经分离结晶作用形成；拉萨地体鸭洼地区花岗岩类形成于55~54 Ma，属弱过铝质I型花岗岩，起源于地壳物质的部分熔融。以上述数据为基础，结合与青藏高原南部始新世中酸性岩浆岩资料的综合对比，认为：约58 Ma印度-欧亚大陆开始初始碰撞；约52 Ma，印度-欧亚大陆碰撞导致的地壳加厚达到峰值，随后发生板片断离，引发巨量岩浆岩；约45 Ma之后印度大陆岩石圈继续向北俯冲，驱动拉萨地体岩石圈向南羌塘地体之下陆内俯冲。

为科学评估地下水系统对西辽河平原生态输水工程的响应，本研究基于FEFLOW构建了地下水流数值模型，模拟年通水70、80和90 d三种输水方案下潜水含水层的地下水动态变化。针对潜水含水层给水度、渗透系数及河流入渗补给强度的不确定性，采用高斯过程回归（GPR）替代模型与蒙特卡罗方法相结合，量化了参数不确定性对地下水蓄变量的影响。结果表明：生态输水显著抬升了西拉木伦河—哈河交汇河段和承压区河段的地下水位，抬升量分别为0~3、3~5 m，河道两侧影响范围达5 500 m；三种输水方案对应的地下水蓄变量区间分别为3.04×108~5.83×108、3.48×108~6.55×108和3.87×108~7.22×108 m3，超越概率分别为46.1%、44.1%、45.0%，均低于50%，表明确定性方法高估了实际补给效果。

为应对近年来暴雨事件频发，崩塌、滑坡（崩滑）地质灾害风险加剧的问题，进一步完善我国东北火成岩地区崩滑灾害的研究体系，本文依托 G331 国道吉林省段 1 240 km 的现场勘查工作，系统总结了长白山脉火成岩边坡崩滑的灾变类型及其致灾机制。结果表明，东北地区火成岩边坡崩滑灾害的发育特征与火山喷发旋回及岩浆侵入方式密切相关，可划分为五种类型：单喷发旋回形成的下软上硬地层崩滑、新近喷发形成的不整合式地层崩滑、韵律式喷发形成的软硬相间地层崩滑、宁静式喷发形成的风化差异式地层崩滑，以及岩浆局部侵入诱发的侵入岩风化地层崩滑。

地震走时层析成像是地震学与地震勘探中的一项关键技术。然而，传统的走时层析成像技术面临诸多挑战，如模型网格化后，空间分辨率、数值误差和数据匹配等因素导致成像结果的不准确性和多震源模拟效率的局限性。为克服这些限制，本文使用物理信息神经网络（physics-informed neural networks, PINNs）求解程函方程，模拟地震走时，并实现走时层析成像。这种基于PINNs的层析成像方法被命名为PINNtomo。PINNtomo结合物理约束（程函方程）和数据约束（走时）形成损失函数，不依赖于初始模型，实现快速、精确走时场模拟和速度建模。本文探讨了乘式与加式走时T因式分解对PINNtomo精度和效率的影响。研究结果表明，随着模型尺寸的增大，与乘式分解方法相比，加式分解方法不仅显著提高了成像效率（加式PINNtomo比乘式PINNtomo从少耗时92 s提升至少耗时3 486 s），还同时提高了精度，优化了计算性能。

在高地震烈度库区，深厚覆盖层上土石混合体高填方人工半岛的抗震性能是工程设计和建设中需要重点考虑的问题。此类结构的地震反应复杂，不仅受到地震波的影响，还受到覆盖层与填方体之间相互作用的影响。本文以白鹤滩水电站库区象鼻岭居民安置点的建设工程为研究背景，基于工程场地的岩土工程勘察结果和结构设计资料，首先利用MIDAS GTS/NX有限元软件，构建了人工半岛-基础-上部结构系统的三维有限元精细化模型；然后根据现场和室内试验数据，确定了各种岩土材料、填筑料的物理力学性质和本构模型参数；再结合场地地震安全性评价结果，采用三角级数法合成了工程场地50年超越概率为10%的人工地震波；最后通过弹塑性动力时程分析，研究了人工半岛-基础-上部结构系统的动力相互作用机理、地震反应和永久变形特征。结果表明：在设防地震动作用下，人工半岛中轴线处沿横向、纵向和竖向的加速度峰值总体随高程增加呈先减小后增大的变化趋势，三者最大加速度放大系数分别为1.43、1.81和1.67；中轴线处沿横向、纵向和竖向相对位移峰值与高程呈非线性递增关系，且横向位移表现出明显的鞭鞘效应；顶部平台沿横向和纵向的最大永久变形量分别为12.2和1.7 cm，远小于规范限值；顶部平台的最大沉降量为7.6 cm，对应震陷率为0.25%，远小于规范规定的限值。

地下水可开采量是水资源开发利用与管理的重要依据，受相关生态环境和地质条件约束。本文以三江平原普阳灌区为例，为控制湿地植被退化、地面沉降、第四系含水层疏干及地下水与地表水脱节等风险，确定了地下水开发利用的生态水位埋深下限阈值。以此为基础，利用MODFLOW构建灌区数值模拟模型，对地下水可开采量进行模拟与评价。结果表明：灌区内生态水位下限埋深阈值在2.27~9.84 m之间；基于地下水数值模拟，灌区在研究时段（2013－2017年）内的年平均补给量为25 515.9×104 m3，排泄量为26 194.1×104 m3，储存量变化量为－678.3×104 m3，处于负均衡状态，但地下水位埋藏深度尚未到达下限阈值，地下水仍具备一定开采潜力。进一步以水均衡及生态地下水位埋深下限阈值为控制标准，结合研究时段内的气象和水文条件，建立长期预测模型并调算，确定灌区最大地下水可开采量为29 343.2×104 m3/a。

为对比张拉裂隙与剪切裂隙在渗流与传热性能方面的差异，本研究利用定制的渗流传热试验装置，分别对张拉裂隙与剪切裂隙花岗岩进行了渗流传热试验。试验分别在50、100、150和200 ℃的恒温条件下进行，每个试验中的围压逐步从5 MPa增加到20 MPa。结果显示：在渗流特性方面，随着围压的升高，张拉与剪切裂隙的水力开度和渗透率均呈下降趋势，但剪切裂隙的水力开度和渗透率要大于张拉裂隙，其中水力开度高20%~24%，渗透率高44%~56%；在传热特性方面，随着围压的升高，张拉与剪切裂隙的热提取率和总传热系数也有所下降，但剪切裂隙在各温度下的热提取率和总传热系数都要比张拉裂隙更高，其中在50 ℃下高约140%，在100~200 ℃下高80%~84%。研究表明剪切裂隙具有比张拉裂隙更好的渗透性能及传热性能。

粤西石菉大型夕卡岩型Cu-Mo矿床位于云开地区阳春盆地北西侧。矿体主要赋存于早白垩世花岗闪长岩与下石炭统之间的夕卡岩与夕卡岩化大理岩中，受NE向断裂控制。为厘清该矿床的成矿过程，在详细查明该矿床地质特征基础上，采用电子探针与LA-ICP-MS原位微区分析方法，聚焦其中的石榴子石和符山石，对其开展元素地球化学特征研究。结果表明：石菉Cu-Mo矿床中的石榴子石成分以钙铁榴石为主（Gro0-36And63-100），辉石成分绝大多数为透辉石（Hed1-14Jo0-6Di81-99），两者共同指示早期流体处于高氧逸度环境。符山石成分较为复杂，多数属于普通符山石，其余为富铝、镁铝和镁铁符山石。石榴子石形成于弱酸性、高水岩比、以渗滤交代为主的开放流体环境中，其与符山石主要源自花岗闪长岩和石英闪长岩相关的岩浆热液流体。在夕卡岩阶段向退化蚀变阶段演化过程中，流体成分呈现出从富Fe3+到富Al的转变趋势，并伴随w(∑REE)显著降低，指示流体演化过程中物理化学性质（如pH值）发生变化，同时还表明开放体系中除岩浆流体外，存在大气降水等外源流体的混入。此外，研究表明该矿床具有一定的钨成矿潜力，但锡成矿潜力较小。

在大陆弧环境中，理解安山岩的形成及其源区特征对于揭示弧岩浆作用具有重要意义。本研究聚焦于大兴安岭索伦地区，通过综合应用年代学、地球化学研究，深入探讨该地区粗安岩和安山岩的成因及其岩浆源区属性。结果表明：粗安岩和安山岩形成于早白垩世(134~129 Ma)；研究区粗安岩和安山岩SiO2质量分数为57.13%~58.16%，全碱(K2O+Na2O)质量分数为6.10%~6.40%，Al2O3质量分数为17.09%~17.59%，TFe2O3质量分数为6.71%~6.92%，Mg#值为41.52~43.94，具有高钾钙碱性的弱过铝质岩石特征；粗安岩和安山岩样品轻稀土元素富集，大离子亲石元素(如K、Rb、Ba)富集和高场强元素(如Nb、Ta、P和Ti)相对亏损，具有微弱的Eu负异常 (δEu=0.88~0.89)，表明其为大陆弧岩浆作用的产物。样品具有较高的锆石εHf(t)值（5.81~11.29）和全岩εNd(t)值（0.6~1.3），暗示索伦地区中性岩浆源于被俯冲流体交代的亏损岩石圈地幔的部分熔融。

为探究青藏高原冰碛土在冻融循环过程下的强度劣化规律与微观机制，采用室内试验与数值分析相结合的方法，通过开展标准三轴试验、扫描电镜实验及核磁共振实验，系统研究了不同初始条件（含水率、冻融循环次数）下冰碛土强度劣化特性和微观结构演变，并借助回归分析方法，建立了宏观强度参数与冻融作用之间的量化关系。结果表明：1）冻融循环后冰碛土的应力-应变关系曲线呈应变软化趋势，弹性模量与抗剪强度均随冻融次数增加而下降。在冻融循环前期（0~5次），弹性模量与抗剪强度的平均损伤率分别增至16.60%和10.33%，此时强度劣化最为明显；而在冻融循环后期（10~20次），强度特征参数呈小幅波动状态并趋于平稳。黏聚力与冻融循环次数呈负指数关系，而内摩擦角受其影响较小，仅表现为小幅波动。2）随冻融循环次数增加，冰碛土颗粒排列从密集、有序向松散、无序状态转变，孔隙结构发生明显变化。3）随冻融循环次数增加，细、微孔隙在水-冰相变过程产生冻胀力的作用下逐渐扩张并合并，形成大、中孔隙；冻融循环次数为20时，大、中孔隙占比上升至59.55%，细、微孔隙占比减少至40.45%，且孔隙结构调整在冻融后期（10~20次）已基本趋于稳定。基于此，本研究改进了适用于冰碛土在冻融循环下的莫尔库伦强度准则，并建立了抗剪强度、弹性模量与冻融循环次数的多参数耦合模型。

为了解溶质在非均质岩石中的反应迁移机理，需要对岩石的非均质空间结构进行刻画。以中国甘肃北山地区的花岗岩为研究对象，分别通过灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法对花岗岩矿物组分进行分割，并结合地质统计学方法，利用变异函数建立非均质花岗岩吸附系数的空间相关结构。结果表明：灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法获取的矿物分割结果和花岗岩样品各组分矿物的实际质量分数误差均小于5%，且智能识别方法可更好地还原矿物连续性；花岗岩的主要组分矿物中，黑云母吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为3.75、4.92、4.14 mm，长石吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为7.88、6.15、5.94 mm，石英吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为5.25、5.45、5.28 mm，表明花岗岩具有明显各向异性。

为应对增强型地热系统在压裂刺激、诱发地震及地层渗流不确定性等方面的技术挑战，本研究探索了一种更具环境友好性和运行稳定性的替代开发路径——闭环地热系统（CLGS）。通过对比分析，明确了CLGS的技术优势。首先系统梳理了CLGS在长周期运行条件下的力学稳定性与高效采热模式研究进展，重点分析了不同注采参数对采热性能的影响，并对多种采热模式的热能提取效率进行了综合评估；进而探讨了井壁在热-流-固耦合作用下的稳定性影响机制。结果表明，对于CLGS：螺旋形井筒结构可显著提升长期换热能力，在50 a周期内平均每延米换热量提高23.73%；间歇采热模式能够显著提升热交换效率，平均产热率提高3.95 kW，累计发热量增加34.6%；此外，注入速率被证实对采热周期演化及井壁应力扰动过程具有关键调控作用。

辽东本溪地区位于华北克拉通东部陆块东北部，是研究区域太古宙演化的重要地区，对了解华北克拉通前寒武纪陆壳的形成与演化具有重要的意义。为了探讨本溪地区新发现的刘家堡子岩体岩石成因和形成的构造背景，对其进行了岩石学、地球化学、成岩年代的研究。研究表明：刘家堡子岩体位于胶—辽—吉造山带内，岩性为似斑状细中粒黑云母二长花岗岩，属准铝质—弱过铝质、高钾钙碱性系列钾质岩石；主要富集高场强元素La、Th和大离子亲石元素Sr等，亏损元素P和高场强元素Nb等，REE曲线右倾，负Eu异常，属于I型花岗岩；岩体锆石U-Pb年龄为（2 518±21）Ma，形成于新太古代晚期；岩浆主要来源于地壳，是壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物。岩体形成于与俯冲相关的活动大陆边缘岛弧环境，表明研究区在新太古代晚期（（2 518±21）Ma）华北克拉通东部陆块的龙岗陆块和狼林陆块尚未拼合在一起，刘家堡子岩体为大洋向大陆俯冲作用的产物，与研究区内形成于碰撞造山后伸展环境的马家沟岩体（（2 490±21）Ma）共同构成了华北克拉通微陆块第一次俯冲拼贴的岩浆演化过程，代表了华北太古宙克拉通固结基底形成之前的最后一次岩浆活动。

河北丰宁兴源超大型萤石矿床位于冀北—辽西萤石成矿带西段，前人对该矿床的基础地质特征开展了一定程度的研究，但该矿床的形成时代、成矿动力学背景和物质来源等问题仍不清楚，矿床成因类型也亟待查明。本文在详尽的野外调研基础上，开展了成矿花岗斑岩锆石U-Pb测年、岩石地球化学测试和Sr-Nd同位素研究。结果表明：萤石矿体产于花岗斑岩脉内部及岩脉上下盘断裂破碎带中，矿石以脉状、网脉状、角砾状、条带状构造为主，围岩发育硅化、绢云母化等蚀变；花岗斑岩锆石U-Pb年龄为（137.9±3.4）Ma，形成于早白垩世，高硅（w(Si2O)=72.48%~75.70%）、高碱（w(Na2O+K2O)=5.28%~10.23%）、贫钙（w(CaO)=0.35%~2.52%）、贫镁（w(MgO)=0.10%~1.47%），属于过铝质、钙碱性-钾玄岩系列；微量元素蛛网图中显示其相对富集Rb、Th、Zr，亏损Sr、Ba、Nb和Ta，轻稀土元素相对富集,以及强烈的Eu负异常特征,显示其具有A型花岗岩的地球化学特征。结合成岩时代及区域地质背景，本文认为其为华北克拉通北缘及相邻地区的大规模伸展减薄背景下的产物，Sr-Nd同位素显示花岗斑岩应为壳源物质部分熔融演化而来。综合矿床地质及地球化学特征认为，该矿床成矿流体中的Ca应来自流体与火山围岩发生的水岩反应,以及富Ca地层，而F主要来源于岩浆，矿床成因类型为与花岗斑岩有关的中低温岩浆热液型萤石矿床。

岩溶塌陷是岩溶发育区常见的一种动力地质灾害，具有突发性强、隐蔽性高等特点，对场地稳定性及工程安全构成严重威胁。为准确识别广佛肇地区岩溶塌陷的主要诱发因素，本文基于区域地质条件，分别构建深度神经网络（DNN）模型与传统层次分析法（AHP）模型，对易发性进行评价预测，并进行精度对比验证。结果表明，DNN模型在预测精度和可靠性方面均优于AHP模型，其整体评价精度达到87.9%，显著高于AHP模型的66.7%。DNN模型在岩溶塌陷易发性评价中具有显著优势，可为岩溶区灾害防治与规划提供科学依据。

为评估沸石作为可渗透反应墙（PRB）填充介质修复NH4+污染地下水效果及原位再生工艺的适用性，实现沸石在去除NH4+污染地下水中的可持续利用，本研究基于NH4+折点氯化去除机理，将沸石的吸附、离子交换作用与原位氯化再生技术结合，通过沸石吸附、离子交换实验、动态模拟实验结合机理分析开展研究。结果表明：当沸石投加量为40 g/L，初始pH=7，吸附时间为180 min时，去除效率为92.47%，最大吸附量为6.22 mg/g；动态模拟实验氯化再生技术可以去除99%吸附在沸石上的NH4+，且再生液中几乎没有NH4+残留；沸石表面的NH4+先被Na+取代，然后被氧化成N2。天然沸石和改性沸石吸附柱均表现出较好的动态去除NH4+效果，且所提出的沸石原位再生工艺经连续循环验证运行稳定，可用于NH4+污染地下水的处理。

深部煤储层中煤层水的可动性是制约煤层气有效产出的关键因素。为明确深部煤储层中煤层水可动性的评价方法，指明未来研究发展方向，本研究在充分调研前人成果基础上，结合理论分析和实验测试结果，探讨了深部煤储层中煤层水可动性动力学机制的研究进展，剖析了煤层水可动性影响因素及规律。结果表明：探明煤储层中水分赋存状态及煤层水可动性特征，通常需多种方法组合使用；水蒸气吸附实验可用于明确纳米级孔隙的吸附水特征，建议优先采用核磁共振和压汞实验联合表征可动水饱和度和全尺度孔隙结构，再结合岩心驱替实验验证煤层水可动性。煤层水可动性受到煤岩学特征、孔渗特征和矿物特征的影响。其中最大镜质体反射率通过改变煤岩孔隙结构对可动水饱和度产生先增后降的非线性影响。镜质组体积分数、灰分产率、孔隙度、渗透率和大孔（半径>1 000 nm）体积分数升高，可动水饱和度显著增加；而惰质组体积分数、固定碳产率、微孔—中孔（半径<1 000 nm）体积分数升高抑制煤层水可动性。未来应重点围绕深部煤储层可动水表征、含水性主控因素及定量评价、产水模拟及机理分析和水运移的动力学机制剖析4个攻关方向开展研究。

可回收式热融探测器（recoverable automatous sonde，RECAS）是进行极地冰下湖洁净探测取样的有效方法。但如何控制RECAS钻进垂直度是准确命中冰下湖探测靶区、实现冰下湖水精准取样需要解决的技术难题。为此，本文建立了热融探测器钻进过程中的力学模型和探测器倾角计算公式，并以RECAS-500参数为例，对探测器结构参数、探测器钻进参数和孔底不均匀融化等因素对热融探测器初始倾角、最大倾角的影响机理进行了量化分析。研究发现：探测器在孔内的最大倾角随着钻进速度的减小和探测器长径比的减小而增大，且当钻进速度小于0.8 m/h、探测器长径比小于40时，最大倾角增大趋势明显；冰温对探测器最大倾角的影响较小，总体波动在0.3°以内。当探测器参数确定时，钻压直接决定探测器在孔内的倾斜状态，为了控制探测器倾角在1°范围内，钻压应尽量控制在200~600 N范围内，最大钻压不应超过1 000 N。

海拉尔盆地克鲁伦凹陷砂岩型铀矿赋铀地层为下白垩统大磨拐河组和伊敏组，目前缺乏对其沉积物源的系统研究。本文通过岩石学、锆石U-Pb定年和砂岩地球化学联合方法研究，旨在查明赋铀地层沉积物的来源，进而指导本区砂岩型铀矿勘探。岩石学观察显示：克鲁伦凹陷西部伊敏组和大磨拐河组砂岩岩屑和砾岩砾石成分以花岗岩为主，少量火山岩，且靠近凹陷西缘花岗岩砾石体积分数高、粒度大、分选磨圆差，部分细砾岩由风化花岗岩中的石英、长石等矿物直接固结而成，显示近源快速堆积特点；凹陷东部钻孔岩心的砾石成分主要为火山岩砾石，难见花岗岩砾石。锆石U-Pb定年结果显示，凹陷西部砂岩碎屑锆石年龄主要集中在257~236 Ma之间，与凹陷西缘塔尔巴格特隆起出露大量的二叠纪和三叠纪岩浆岩可以良好对应，表明碎屑沉积物主要来自西缘隆起区；凹陷东部碎屑锆石年龄主要集中在170~154、180~177、269~244 Ma三个年龄段，年龄峰值与凹陷周缘早—中侏罗世花岗岩体及中—晚侏罗世火山岩有极好的对应关系。砂岩主微量元素特征显示砂岩成熟度低，为快速堆积的产物，源岩为长英质岩石。综合分析认为西北部蚀源区富铀二叠纪、三叠纪花岗岩是克鲁伦凹陷西部赋铀地层及成矿的主要物源及铀源区，东部凹陷的沉积物主要来自东缘汗乌拉隆起区的侏罗纪火山岩和花岗岩。

磁性物体在磁场中产生的扰动信号为目标定位与跟踪提供了非接触式、无源的技术手段。传统基于物理建模的磁矢量定位方法在复杂环境中面临精度下降和鲁棒性不足的挑战。本文提出了一种磁异常跟踪卷积神经网络（MagTrack-CNN），旨在解决磁性物体的高精度空间动态定位。该方法采用双层磁矢量数据观测架构，通过垂直梯度信息增强深度方向的定位敏感性，设计了双分支独立预测网络结构，避免各维度间的梯度竞争；构建了多尺度特征提取框架，有效捕获不同空间尺度的磁异常模式。稳定磁场区域内、单个均匀磁化目标定位场景下的实验结果表明，MagTrack-CNN在测试集上实现了1.98 cm的整体定位精度以及良好的z轴定位效果。实验针对不同运动轨迹类型的测试均实现了有效的定位跟踪。同时，噪声敏感性实验表明，在0.5%~3.0%的测量噪声水平下，模型仍能保持较低误差（平均绝对误差由0.42 cm增至0.46 cm）。此外，该方法的单样本推理时间保持在2.3 ms以内，展示了良好的应用前景。

针对岩土颗粒介质逾渗内在机制不明晰的问题，通过调整黏粒与粗砂配比，配制岩土颗粒介质样品并测定其渗透系数，借助图像分析方法对实验样图像与随机模拟生成图像的粗砂分布形态参数开展统计，在此基础上深入剖析岩土颗粒介质逾渗规律及其内在机制。结果表明：随着粗砂质量分数的增加：粗砂连通团数量呈现出先增加后减少的变化规律，粗砂质量分数30.0%位点是连通团数量变化的转折点；最大连通团面积、平均连通团面积、粗砂分布分形维数、实验样渗透系数则均表现为单调递增；粗砂质量分数在60.0%附近时，连通团数量、最大连通团面积和平均连通团面积增长速度急降或急增，同时岩土颗粒介质的渗透系数也迅速跨越2个数量级，逾渗现象发生。岩土颗粒介质逾渗现象的发生与粗砂占比变化所引发的连通团形态变化密切相关：在粗砂质量分数低于30.0%时，粗砂颗粒呈“孤岛”状分散在黏粒中；当粗砂质量分数超过30.0%后，粗砂开始相互连通，连通团数量下降，但仍呈“块斑”状，连通性差；在粗砂质量分数达到60.0%后，粗砂相互连接为单一连通团的概率逐渐趋近于1.0，形成贯穿全渗流路径的高渗透性通道而触发逾渗。

古亚洲洋的构造演化对东亚大陆的形成与演化具有决定性意义，深刻影响了中亚造山带的岩浆活动、地层发育和构造格局。然而，古亚洲洋东段最终闭合的时间一直存在争议。本文利用机器学习估算了华北克拉通北缘东段及邻区三叠纪的地壳厚度，为古亚洲洋的最终闭合方式和时间提供了新的约束。研究表明：早—中三叠世，华北克拉通北缘东段及邻区平均地壳厚度在吉林四平地区达到约66 km的最大值，且产出同时代的埃达克质岩石，向东地壳厚度整体呈现降低的趋势，岩石组合以钙碱性中酸性侵入岩为主，表明该时期古亚洲洋在吉林四平地区发生了闭合，导致地壳增厚，同时造成早三叠世地层的缺失，而东端延边地区的古亚洲洋尚未闭合，地壳厚度接近正常大陆地壳厚；晚三叠世，华北克拉通北缘东段及邻区自西向东地壳逐渐增厚，在吉林延边地区达到66 km的最大厚度，伴生同期埃达克质岩石的产出，而辽西—吉林四平地区地壳厚度较早—中三叠世发生减薄，且发育晚三叠世双峰式火成岩组合，指示晚三叠世古亚洲洋在延边地区最终完成闭合，同时西侧已闭合位置由碰撞挤压环境逐渐转变为碰撞后伸展环境。华北克拉通北缘东段及邻区三叠纪地壳厚度的空间变化，结合区域火成岩的岩石组合特征，进一步印证了古亚洲洋自西向东的剪刀式闭合过程，最终闭合发生在晚三叠世。

裂缝对改善油气储层渗流能力至关重要，明确储层裂缝展布特征及发育程度，对裂缝性油气储层勘探开发方案的科学制定、推动油气资源的高效开发具有重要的研究意义与应用价值。本文系统调研了现有油气储层裂缝识别和预测方法，梳理了储层裂缝研究方法与进展，分析了不同储层裂缝预测方法及适用性。结果表明：地震裂缝预测方法、分形法、曲率法和生产动态资料预测法能够表征储层裂缝的发育程度；构造应力场数值模拟、3DMove模拟技术等可实现对裂缝参数的定量计算。不同储层裂缝预测方法的适用性存在明显差异，需结合各种方法的优势开展综合预测，以获取更为可靠的裂缝预测结果；不同方法得到的预测结果在精度和尺度上存在明显区别。综合运用多种储层裂缝识别方法刻画不同尺度的裂缝特征，构建区域-井区-单井的多方法融合的预测思路，是未来裂缝研究的重要发展方向。

渤海湾盆地歧口凹陷是华北克拉通东部重要的新生代沉积凹陷，其古近纪构造演化过程对理解区域构造-沉积响应及油气成藏机制具有重要意义。本文基于歧口凹陷的南部三口取心井（X、Y、Z）的沙河街组一段（Es1）与二段（Es2）碎屑岩样品，开展系统的碎屑锆石U-Pb年代学与微量元素分析，结合物源贡献度反演与构造背景判别，探讨了古近纪构造背景对物源体系的控制作用。结果表明：Es1样品主要年龄峰为120、284、1 866和2 515 Ma，Es2样品则集中于252~246、320~291、1 882~1 877和2 542~2 532 Ma，两件样品碎屑锆石年龄谱系存在显著差异；物源解析显示，Es1物源主要来自华北板块北缘的板缘造山带北部、胶东半岛与辽东半岛，Es2物源则主要源自中亚造山带与苏鲁造山带；物源贡献度模拟进一步揭示，Es1以胶北（76.48%）、胶东（12.14%）和辽东（6.65%）为主要供给区，Es2则显著受中亚造山带（9.46%）与苏鲁造山带（5.65%）影响。结合碎屑锆石结晶年龄与沉积年龄差值（CA-DA）累积曲线及区域断裂系统演化，认为歧口凹陷在渐新世整体处于伸展构造背景，但Es2至Es1阶段发生了显著的物源体系转换，反映了断裂系统由NE向转为近EW向的构造转型。该转变导致源—汇路径由南北向转为东西向，进一步佐证了太平洋板块俯冲背景下区域应力场转换对盆地构造-沉积过程的深部控制。

甘肃省宕昌—崖湾地区是西秦岭的重要锑成矿区。通过分析该地区水系沉积物中Ag、As、Au、Bi、Cu、Hg、Mn、Mo、Pb、Sb、Sn、Zn等12种元素地球化学特征，进行了锑找矿预测研究。结果显示：Sb元素相比水系沉积物中其他元素，其浓度克拉克值、全域浓集系数（Kk）、叠加强度(D)、变异系数(Cv)值均显著较大，反映出Sb元素极度富集、后生叠加作用强、分布极不均匀的地球化学特点；Sb元素的成矿指数（β）最大，反映其成矿潜力最大，三叠系中Sb元素丰度平均值为（3.45～10.29）×10-6，是地壳背景值的17～40倍，表明三叠系是锑的主要矿源层，以扎里山组（T1z）和郭家山组（T2gj）条件最好；元素异常在空间分布上总体受区域性断层构造控制，锑矿化与Sb元素富集中心高度吻合，与As、Au、Hg元素浓集区重合度较高，揭示Sb元素为自身找矿的直接地球化学标志，Sb-As-Au-Hg为锑找矿地球化学组合标志。根据元素异常特征和找矿地球化学标志，在宕昌—崖湾地区划分出10个锑成矿靶区，新发现6处锑矿化点。

大型复式岩体的成岩时代与岩浆演化对于揭示其岩石成因与深部动力学过程具有重要意义。新疆东准地区黄羊山岩体是卡拉麦里富碱侵入岩带内典型的碱性与铝质A型花岗岩共生的复式岩体，岩体内超大型晶质石墨矿床与铝质单元密切共生。该岩体各岩相演化序列和岩浆演化与石墨成矿关系仍存在争议。在详细的野外地质调查和前人资料基础之上，本文对黄羊山岩体不同岩相代表性岩石开展SIMS 锆石U-Pb年代学研究，并探讨了其演化序列和岩浆演化与石墨矿床形成的关系。结果显示：岩体形成于晚石炭世，由南至北发育的细粒黑云母碱长花岗岩、中粗粒黑云母碱长花岗岩、中细粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石花岗岩和中细粒钠铁闪石花岗岩的成岩年龄分别为(312.7±1.4)、(313.5±1.5)、(302.4±1.9)、(297.7±1.5)和 (297.1±1.5) Ma，呈现从早到晚的岩浆演化序列；铝质A型花岗岩浆活动持续长达15 Ma之久，是岩体内超大型晶质石墨矿床形成的关键因素之一。黄羊山岩体的形成首先经历了岩浆源区钙碱性岩石中黑云母和角闪石脱水熔融形成铝质A型单元，随着幔源高温岩浆或富碱流体的交代，先存钙碱性岩石发生角闪石（和少量黑云母）的部分熔融，最终形成岩体北部的碱性A型单元。

北方造山带东段位于欧亚大陆东缘，自西向东由额尔古纳、兴安、松辽和佳木斯-兴凯等微陆块组成，记录了古生代以来古亚洲洋、黑龙江洋及古太平洋等多个古大洋演化历史，但微陆块群的陆壳演化及其与全球超大陆旋回的构造联系研究相对空白，是地学领域研究的热点问题之一。首先系统收集北方造山带东段微陆块群太古宙至早古生代地质年代学数据，进而通过锆石年龄谱分析划分演化阶段，再结合相应岩浆作用的地球化学特征，探讨太古宙以来全球超大陆旋回地质过程中微陆块群与古老陆块的构造演化亲缘性，最终重建超大陆演化模型。研究表明：北方造山带东段微陆块群太古宙至早古生代记录了5期重要的地质事件，具有3个特征的构造演化旋回，表明深度参与哥伦比亚、罗迪尼亚及冈瓦纳超大陆阶段性演化的地质过程；同时，微陆块群构造演化具有大陆边缘演化属性，超大陆旋回中与塔里木克拉通保持构造演化亲缘性。早古生代，北方造山带东段微陆块群自冈瓦纳超大陆东北缘裂离，向北漂移至西伯利亚克拉通南缘，奠定欧亚大陆东缘后续多个古大洋叠加与转换的区域构造背景。

纤维状方解石脉因其特殊的脉体特征与生长习性而深受地质学界的广泛关注，其对于有机质富集过程与古环境演化恢复具有重要指示意义。本文以银额盆地巴音戈壁组上段发育的纤维状方解石脉为研究对象，按不同脉体类型开展岩矿学观察、元素地球化学以及C-O同位素测试分析，探讨其在成因机制上的区别及其与热液活动的联系。结果表明：研究区主要发育背生式与向生式纤维状脉体。背生式脉体主要发育于白云岩中，脉体中部存在中间线，纤维状特征主要出现在脉体边缘，存在多期次生长特征；向生式脉体主要发育于油页岩层段，脉体宽度更大，纤维状对称性明显，生长期次较少。研究区纤维状方解石脉均受不同程度热液活动影响。其中：向生式脉体的δ13C平均值为9.06‰、δ18O平均值为-7.09‰，在热液活动相对适中的环境下发育，所需异常高压来自黏土矿物脱水；背生式脉体的δ13C平均值为2.24‰、δ18O平均值为-10.62‰，主要发育在强热液活动时期，所需异常高压来自深部热液活动作用。不同类型纤维状脉体发育特征与不同强度的热液活动之间存在紧密的联系。

在音频大地电磁（autio-frequency magnetotelluric, AMT）正演模拟中，常规有限元法（finite element method, FEM）固有地受制于计算精度与效率之间的权衡。为解决这一问题，本文提出了一种基于超收敛单元片梯度恢复（super convergent patch recovery, SPR）的自适应有限元方法。该方法利用后验误差估计动态识别待加密单元，实现鲁棒的局部网格优化；将从SPR计算中求得的高精度梯度直接用于辅助场计算，提升整体正演精度。通过一系列系统性的数值实验，对该算法的精度和计算效率进行了全面验证。在水平层状地层中与常规FEM的精度对比结果表明，本文算法经5次迭代后均方根相对误差仅为1.02%，充分证实了其高精度；在高低阻组合模型的正演计算中，视电阻率随迭代的进行逐步逼近模型的真实电阻率，验证了算法稳健的收敛性；复杂地电模型的数值模拟确证了算法对非均质地质模型的良好适应性。结果表明，基于SPR的后验误差估计方法能够有效识别待加密单元并显著提高辅助场计算精度，实质性地提升了AMT正演模拟的精度。

大兴安岭位于中亚造山带东段，为蒙古—鄂霍茨克洋、古亚洲洋、环太平洋三大构造域的复合部位，构造-岩浆活动强烈，是研究东北地区中生代构造-岩浆演化的最佳窗口。为了厘清大兴安岭中段岩体成因和构造意义，以大兴安岭中段金江沟岩体侏罗纪花岗岩为研究对象，开展了系统的锆石U-Pb同位素测年和岩石地球化学研究。锆石U-Pb年代学研究结果显示：中细粒花岗闪长岩成岩年龄为(165±1)Ma，成岩时代为中侏罗世；中细粒正长花岗岩成岩年龄为(152±1)和(147±1)Ma，中粗粒二长花岗岩成岩年龄为(148±1)Ma，成岩时代均为晚侏罗世。岩石地球化学研究结果显示：花岗闪长岩和二长花岗岩样品具有低硅、贫镁铁钛，低TFeO/MgO、Zr/Hf值，相对富集Th、Rb、U、Ce、La、Hf等元素，亏损Sr、Nb、Ba、Ti、P等元素特征，具有I型花岗岩地球化学特征，岩浆来源于下地壳火成岩物质部分熔融源区。正长花岗岩具有富硅、高钾、贫镁铁钛，低TFeO/MgO、Zr/Hf值，分异指数相对偏高，较强铕负异常，相对富集Th、Rb、U、Hf、 Ce、La、Nd元素，亏损Sr、Nb、Ba、Ti、P等元素特征，具有属于高分异I型花岗岩地球化学特征，岩浆来源于下地壳火成岩物质部分熔融源区。结合年代学和地球化学特征，中细粒花岗闪长岩形成于同碰撞构造环境，中细粒正长花岗岩和中粗粒二长花岗岩形成于造山后伸展构造环境，与蒙古—鄂霍茨克洋自西向东剪刀式闭合作用相关，并限定了蒙古—鄂霍茨克缝合带西段最终闭合时间为中侏罗世晚期。

 大多数地震数据处理方法的开发，旨在解决实际地球物理问题，缺少对数据本质属性的研究。地震数据是一种时-空-频变信息，传统的信号分类方法并不适用于这种数据，当前没有形成地震数据本质属性的定义，这对开发更高精度的地震数据处理技术构成了主要限制。本文基于地震勘探观测系统中地震数据的特殊排序关系和实际非确定性因素，给出地震数据非平稳性的新定义，并且在该定义下给出了地震数据六种代表性非平稳特征（包括随机噪声的统计性，有效信号的振幅压缩性、能量谱预测性、时频谱衰减性、波形相似性及振幅周期性）的性质以及相应七种表征处理技术的进展，如中值滤波、稀疏变换、预测滤波、时频分析、Q值估计与反Q滤波、相似性分析以及混沌系统，这些分析和处理方法有助于实现“三复杂”（复杂地表、复杂构造和复杂岩性）环境下“两宽一高”一体化采集模式对海量复杂地震数据提出的“三高一快”（高保真度和快速计算的条件下实现高信噪比和高分辨率）处理新目标，为高精度地震勘探提供理论和技术支撑。

调整分数阶磁梯度的求导阶数可改变对不同深度磁性体的分辨能力，然而目前缺乏分数阶磁梯度的直接测量方法，因此本文针对分数阶磁梯度测量方法展开研究。本文以拉普拉斯方程在球坐标系中解的外部源项作为球内磁场模型，对模型计算相应方向上的分数阶导数，实现了对分数阶磁梯度的测量。通过仿真分析了测点位置误差和磁场测量误差的影响，结果表明：归一化均方根误差均随求导阶数升高而增大。设计实验对测量原理进行了验证，实验结果与理论值相对误差不超过6.00%，验证了测量方法的正确性。

为揭示东亚中生代多板块汇聚的时空过程与动力学机制，本文选取蒙古—鄂霍茨克构造域为关键研究区，通过厘清中亚造山带东段重要组成部分在中生代的构造演化历史，为重建区域板块相互作用提供约束。本研究聚焦中国东北黑河以北地区，通过系统整合已发表的岩浆岩、沉积岩锆石U-Pb年代学与全岩地球化学数据，并结合漠河盆地沉积序列的精细解析，重建了该区晚中生代构造演化历史。结果显示：锆石U-Pb年代学限定漠河盆地额木尔河群沉积时代为晚侏罗世—早白垩世（160~140 Ma），早白垩世火山活动峰期为125~110 Ma；地球化学特征揭示岩浆源区从活动陆缘弧向后碰撞伸展环境的渐进式转变；地壳厚度定量重建显示增厚—减薄—再增厚的“N”型演化轨迹，对应俯冲挤压（约40 km）、碰撞垮塌（约35 km）及后期叠加改造（约40 km）三阶段动力学过程。综合表明，蒙古—鄂霍茨克洋经历了穿时性“剪刀式”闭合模式，其中段于中侏罗世晚期（约165 Ma）闭合，东段持续至早白垩世早期（约145 Ma），随后区域进入造山后伸展阶段，并受到古太平洋板块俯冲体系远程效应的叠加影响。

九寨沟县下草地村含金花岗斑岩位于西秦岭阳山金矿带西延地段。为了探讨西秦岭阳山金矿带西延地段岩浆活动与金成矿的关系，以及含矿花岗斑岩的母岩特征，对西秦岭九寨沟县下草地村含金花岗斑岩开展了岩相学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究，并与区域上中酸性侵入岩（脉）进行了对比分析。结果表明：岩石地球化学特征指示花岗斑岩属钙碱性系列，具富硅、铝，贫铁、镁、钙的特点；微量元素化学特征表现为富集K、Rb、Cs、U、Pb等元素，而Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等元素质量分数较低，Ba、Sr、Nb、Ti等元素亏损，δCe为0.91～0.98，曲线与火山弧花岗岩分布型式类似，指示岩体可能与俯冲碰撞环境密切相关；稀土总量为74.78%～90.28%，具轻稀土元素富集、重稀土元素亏损特征；δEu为0.62～0.79，铕为弱亏损，属于过铝质花岗岩。通过锆石U-Pb同位素测年分析获得4组同位素年龄，分别为（217.7±2.2）、（222.3±5.2）、（216.5±5.5）和（758.0±11.0）Ma。结合前人对阳山金矿带内中酸性侵入岩（脉）的元素地球化学和同位素等测试数据进行对比分析，认为阳山金矿带内金成矿作用与印支晚期岩浆活动关系密切，且花岗岩来源于碰撞环境下基底岩石（碧口群）的部分熔融。下草地村花岗斑岩属阳山金矿带内典型的岩浆期后热液型金矿床的岩石类型，此类富硅、过铝质花岗斑岩是横向上的金矿找矿标志，而在纵向上其下部可能存在与早期中性岩脉相关的金矿体。

中国东北地区作为衔接西太平洋俯冲体系与中亚造山带的关键区域，其中生代盆地演化与多板块相互作用密切相关。本研究综合分析东北地区及邻区 NNE 走向中生代沉积盆地的构造-地层特征、岩石圈结构，结合板块相互作用的浅部过程与深部动力学演化，系统探讨盆地形成的动力学机制。结果表明：东北地区中生代盆地呈盆岭式构造格局，分为西部、中部、东部三大盆地群，岩石圈结构呈现西厚东薄的差异特征；盆地演化经历早—中三叠世剥蚀夷平、晚三叠世—晚侏罗世早期双侧俯冲差异响应、晚侏罗世—早白垩世早期全域挤压、早白垩世中—晚期伸展主导和早白垩世末期—晚白垩世挤压-伸展交替五大阶段；古太平洋板块俯冲样式演变与蒙古—鄂霍茨克洋闭合的双构造域叠加，是控制盆地演化的核心动力学机制，其中古太平洋板块俯冲回撤引发的区域伸展是盆地形成的关键动力。

岩石热物性是地热学、工程地质及油气地质等研究领域的关键基础参数。为了揭示孔隙流体介质和饱和度等因素对碎屑岩热导率的影响，本研究选取柴达木盆地新生界不同类型的碎屑岩样品，运用非稳态法测量其热导率。结果显示：碎屑岩热导率随孔隙度的增加而降低，在孔隙度低于5.0%的致密储层样品中，热导率降幅最大可达37.6%；碎屑岩热导率与饱和度呈显著的正相关关系，且含水饱和度对横、纵向热导率的影响均较含油饱和度更显著；碎屑岩烘干状态下和饱和水状态下的热导率各向异性系数范围分别为0.648~1.546和0.840~1.200，说明饱和度对热导率各向异性有减弱作用；石英含量对岩石热导率的影响较大，且富石英碎屑岩脆性大，导致岩石样品中的微裂缝更为发育，而原状地层中的微裂缝通常饱和孔隙流体，推测裂缝的发育在干燥状态下对实际地层热导率及其各向异性有消极影响，但在含水条件下，流体沿微裂缝对流，会显著提高热导率。

当前，我国平原及低缓丘陵地区找矿潜力已较为有限，未来重点将转向西部高海拔深切割区。该类区域地形复杂、环境敏感、交通困难，传统地面物探方法受限。时间域航空电磁法作为一种高效探测技术，在此类复杂地区具有重要应用价值。本文基于有限体积法与八叉树网格技术，开展了时间域航空电磁三维正演模拟研究。研究首先通过均匀半空间模型验证了正演算法的正确性，并构建了典型山脊与山谷地形模型以对比分析不同飞行模式下的电磁响应差异。进一步地，通过在起伏地形中设置低阻异常体，研究了地形与矿体响应的耦合机制。最后，基于夏日哈木矿区真实地质剖面进行了正演建模。研究表明：在山脊与山谷的陡变地形区域，早期道响应普遍增强，在山脊顶部晚期道响应显著降低，山谷底部的响应则显著增大，揭示了地形引起的响应畸变特征。其次，地形会对含矿异常体的响应会产生多方面的复杂畸变，早期道和晚期道的响应会被淹没到地形引起的畸变中，但在响应中期阶段由异常体引起的响应变化仍可有效识别。最后，通过真实地质剖面的建模结果验证了该方法在深切割地形与复杂地质条件下的实用性，为时间域航空电磁三维反演提供了可靠的理论支撑。

在寒区工程中，冻土-结构界面的剪切性能是影响设施长期服役稳定性的关键因素，而现有研究对多物理场作用下的界面损伤机制缺乏系统表征。为揭示热力学条件扰动下，各影响因素通过调整冰水相变过程，进而重塑冻土-结构界面的力学行为，本文从试验方法、影响因素及本构模型三个方面，对冻土-结构界面剪切性能的研究进展进行了系统梳理与评述。首先通过总结直剪试验、现场原位试验及模型桩试验等方法，明确了热-水-盐-力多场耦合条件下各因素对界面力学行为的影响路径；进而分析了温度、水分、冻融循环和盐分等因素通过调控冰水相变过程对界面剪切性能的作用机制；最后，评估了现有冻土-结构界面本构模型的适用性与局限性。结果表明：温度梯度与水分迁移通过调控冰水相变过程的冰胶结强度与未冻水膜厚度改变界面剪切性能；冻融循环引发的孔隙重构与冰晶分异，导致界面强度劣化；盐分则通过改变相变温度阈值和盐结晶膨胀效应，影响界面空间构成。现有模型在冰水相变、长期冻融及多场耦合表征上存在明显不足。建议未来从“试验-观测-模型”多角度出发，结合跨尺度观测技术构建界面热-水-盐-力耦合模型，为寒区工程抗冻胀设计和灾害防控提供设计依据与研究方向。

已发现的天然氢具有广泛分布的特征，已开采的天然氢表现为低成本的特征。基于此，天然氢在能源方面展现出良好的资源潜力。当前研究对于天然氢类型的认识没有统一的标准，且不系统。为此，本文从天然氢的形成机理出发，划分其类型，并基于大地构造背景论述了我国天然氢的形成机理，最后分析了我国生氢潜力。结果显示：共有9类21种化学过程可形成天然氢，分别是原始深层氢气、含铁矿物反应生氢、深部流体演化与脱气作用生氢、与放射性元素有关的生氢过程、变质作用中的生氢过程、岩石机械破碎生氢、磷化氢水解生氢、水自发电化学反应生氢和（潜在）上地幔-地壳交代作用中的氢气生成机制；共有板块边界（离散型、汇聚型、守恒型）、裂谷构造系统和克拉通基底三个构造域的天然氢形成机理；中国广泛的板块汇聚区带、裂谷盆地和克拉通基底，为天然氢的形成提供了物质基础。目前，揭示的天然氢主要与超基性岩—基性岩的蛇纹石化反应相关，其他反应过程的生氢潜力仍需进一步研究。

天然氢；氢能；无机成因；大地构造背景；生氢潜力

深度学习（deep learning, DL）多次波压制方法一直是地震数据处理领域的重要研究方向。传统的监督型神经网络方法属于数据驱动，依赖端到端的直接映射，网络模型输出结果的物理可解释性较差，且多次波压制效果受限于标签地震数据的质量。本文提出一种改进的DL方法，将三维地震数据体的时-空物理信息作为先验知识，与神经网络输出相结合，构造关于多次波与原始地震数据的隐式关系多项式。在本文方法中，神经网络的输出不再是标签地震数据，而是多项式函数空间的系数组。通过将三维地震数据体的物理信息作为先验知识引入损失函数，并通过最小化损失函数，得到准确的自由表面多次波与原始地震数据的关系多项式，避免了传统表面相关多次波压制方法中的匹配相减过程。合成数据和实际数据的多次波压制结果表明，与传统端到端DL方法相比，本文提出的方法对自由表面多次波压制效果更好，精度更高。

志靖—安塞地区是鄂尔多斯盆地长7段夹层型页岩油的重要产区，其储层致密且物性较差，目前尚缺乏针对性的储层分类评价标准。本文以志靖—安塞地区长7段储层为研究对象，结合岩矿分析、物性测试、电镜观察、压汞实验、氮气吸附等手段，对储层的岩石学特征、物性特征和孔喉结构进行分析，并制定分类评价标准。结果表明：1）储层矿物成分以斜长石为主，岩石类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，孔隙度为2.0%~17.0%，渗透率为0.001×10-3~1.486×10-3  μm2，总体较为致密；2）储层有利成岩相为长石溶蚀、绿泥石薄膜胶结和自生黏土矿物溶蚀成岩相；3）孔隙类型主要为原生孔隙、次生孔隙和微裂缝3类，储层孔喉结构分为4类；4）结合孔渗数据和排驱压力，将孔隙度2%、渗透率0.01×10-3  μm2作为研究区有效储层物性下限。最终结合储层特征及孔喉分类标准建立研究区长7段夹层型页岩油储层分类评价标准，并将储层分为4类，其中Ⅰ类和Ⅱ类为有利储层。

矿区建筑物分割大多采用U-Net编码器-解码器网络结构，而编码器-解码器结构并未充分利用语义特征和空间特征从而导致分割精度低。针对现有建筑物提取方法存在的缺陷，提出了语义空间一致性语义分割网络（semantic spatial consistency semantic segmentation network，SSC-SeNet）。该网络首先利用多通道结构，实现了语义特征、空间特征和一致性特征的提取融合；其次在主通道的前三层坐标卷积处引入空间提取通道，并针对空间特征的进一步提取设计了Gabor傅里叶滤波器；然后在主通道的每一层常规卷积块处引入语义提取通道，提高了语义特征提取能力；最后采用特征融合模块将空间提取通道、语义提取通道和主通道的特征进行融合，并生成最后的分割图像。在分辨率为0.03 m的湘潭锰矿建筑物数据集上进行的试验结果表明，SSC-SeNet的交并比高达88.47%，整体准确度达97.09%，均显著优于U-Net等传统网络。此外，得益于其轻量化特点，该模型成功克服了过拟合问题。

微动HVSR（horizontal-to-vertical spectral ratio）法是一种高效、非侵入式的地球物理探测手段，广泛用于城市地质调查与工程勘探。然而，行人、车辆等瞬态干扰会导致HVSR曲线畸变。现有瞬态干扰剔除方法存在局限：STA/LTA（short-term-average over long-term-average）法易误判且调参复杂，手动剔除法效率低，频域窗剔除法仅关注峰值频率信息。为此，本文提出一种基于机器学习的微动HVSR数据干扰信号压制方法。首先通过提取曲线形态特征训练曲线剔除模型，用于剔除HVSR数据中显著偏离平均趋势的离群HVSR曲线；随后提取峰值特征训练峰值识别模型，用于识别曲线中的有效共振峰值；最后结合DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）聚类算法对识别出的有效峰值进行聚类与二次剔除，去除频率和振幅异常的峰值所在曲线。曲线剔除模型和峰值识别模在测试集上的F1分数分别为0.967和0.985，均表现出优异的分类性能。实际算例结果表明，本文方法在异常曲线剔除方面相较于STA/LTA法和频域窗剔除法具有更高的稳定性与准确性，处理后的曲线频谱分布更加集中，标准差曲线更加收敛，峰值更加清晰稳定。本文方法在实现高效自动处理的同时，剔除效果与手动剔除法高度一致。

管事平顶海山地理位置处于南海17°N残留扩张脊附近，且东临马尼拉海沟。作为南海中央海盆最大的平顶海山，海山范围内的拖网岩石样品辉石40Ar/39Ar测年和全岩测年结果分别为(32.3±0.5) Ma和(28.9±1.9) Ma，指示其可能为南海中央海盆年龄最老的海山，这与当前主流研究的南海海盆扩张时间框架（约23.6 Ma）并不一致；且岩石样品全岩分析结果为MORB（mid-ocean ridge basalt）型大洋斜长花岗岩，使得管事平顶海山可能成为进一步认识南海海盆演化历史的重要研究区域。经初步测量得到岩石样品的密度在2.757 3~2.941 6 g/cm3之间，中位数为2.846 5 g/cm3。构建了跨管事平顶海山的多道地震地层速度场，对时间域地震剖面解释资料进行时深转换得到深度域沉积基底结构，结合同测线重力资料开展重震联合建模试验，通过对多种建模方案的分析比较，认为管事平顶海山及地壳平均密度在2.70~2.75 g/cm3之间，不排除海山南部局部区域可能存在密度大于2.80 g/cm3的岩体，海山及地壳平均密度高于南海中央海盆停止扩张后的海山（2.60~2.70 g/cm3），低于洋壳下地壳辉长岩（2.80~2.90 g/cm3）。综合考虑海山及地壳平均密度、多道地震成像、平顶海山形成原理，认为管事平顶海山可能是南海中央海盆海底扩张期间板内海山演化的产物。要解决板内海山演化过程中大洋斜长花岗岩如何形成的问题，需要探索更为合理的构造模式。

渤中凹陷多口井在中生界火山岩钻遇油气藏，多数井段产能不理想，少数井产能较高，储层非均质性是制约勘探的核心问题。通过铸体薄片、扫描电镜、地球物理、物理模拟实验等手段，对渤中凹陷中生界火山岩储层形成机制开展研究。结果表明：构造裂缝的发育程度决定了储层物性差异，构造裂缝占多数的裂缝型储层可以突破传统火山机构、岩性岩相等原生因素的约束，形成规模性优质储层；构造裂缝发育程度受喜马拉雅期走滑活动及基底先存断裂影响，其中，喜马拉雅期走滑派生的拉张断层主要控制火山岩潜山顶部200 m以内的储层段裂缝发育程度，先存断裂的向上活化贯通对整个火山岩体裂缝发育具有重要控制作用；单一走滑剪切带造缝范围窄，仅集中在断裂带附近，多条走滑断裂分段生长形成的右旋左阶走滑转换叠覆区压扭形变大、范围广，可形成规模性裂缝，正向挤压背景下岩石破裂强度主要局限在近断层带，规模较小。基于此，本文提出喜马拉雅期是火山岩构造裂缝发育的关键期，渤中凹陷喜马拉雅期走滑叠覆区是寻找规模性裂缝储层的有利区带。

中国东北地区自古生代以来经历了包括泛大洋、蒙古—鄂霍茨克洋、古亚洲洋和古太平洋在内的多个古大洋构造体制叠加作用的影响。但是关于它们之间的叠加与转换过程仍存在诸多未解之谜。佳木斯-兴凯地块位于中国东北微陆块群的最东段，在大地构造位置上，不仅是中亚造山带（古亚洲洋构造域）东段完成闭合的最后一块拼图，其东北缘还与蒙古—鄂霍茨克构造域相接，东缘与古太平洋或泛大洋构造域相邻，因此成为链接这些古大洋构造体制叠加与转换过程的关键桥梁。本文通过对佳木斯-兴凯地块的变质基底、沉积盖层，以及周缘构造混杂岩的岩石组成、年代学和地球化学特征等方面的综合解析，恢复了佳木斯-兴凯地块古生代—中生代的构造演化历史，进而为欧亚大陆东缘构造体制叠加与转换过程提供关键制约。佳木斯-兴凯地块古生代—中生代的构造演化可分为4个阶段：早古生代之前，佳木斯地块与东北地区其他微陆块共同起源于西伯利亚克拉通内的萨彦—贝加尔造山带，并整体经历了泛非期的变质作用（约500 Ma）；随着中亚造山带构造演化进程的推进，这些东北地区的块体在约500 Ma开始向南漂移至中亚造山带东段；晚古生代期间，蒙古—鄂霍茨克洋或泛大洋的俯冲诱发佳木斯-兴凯地块西缘的弧后伸展，导致黑龙江洋的打开，使得佳木斯-兴凯地块从复合块体中裂离并向东漂移；晚三叠世—早侏罗世期间，随着黑龙江洋的闭合和东部古太平洋的俯冲，佳木斯-兴凯地块与相邻的中亚造山带重新拼合，标志着中亚造山带的最终形成，该区域转向以古太平洋构造体制为主导的新阶段。

中牟凹陷主力含气层段太原组中—小尺度裂缝较为发育。该区构造复杂，煤层屏蔽作用明显，地震资料分辨率和信噪比较低，利用常规手段计算的裂缝数据体难以表征其中—小尺度裂缝发育规律，需要寻找一种适合于该区的裂缝识别方法。为此，本文对三维地震数据依次进行了最大似然体的细化及增强处理，获取初始的裂缝方位及裂缝密度；利用裂缝方位及裂缝密度建立方位指导场，通过方位指导场和裂缝密度计算随机离散缝网模型，将随机离散缝网进行连接处理，建立适合中牟地区的连续随机离散缝网模型，反映中—小尺度裂缝的发育规律及分布特征，并对连续随机离散缝网模型与随机离散缝网模型进行对比分析。结果表明：裂缝距离连接阈值对连续随机离散缝网建模具有重要影响；中牟地区中—小尺度连续裂缝缝网以北东东向为主；该层段随机离散缝网与裂缝密度基本重合，且井周围裂缝方位玫瑰图的方位信息与裂缝建模方向信息一致。该模型在南华北盆地某实验区下古生界地层裂缝发育区的预测中也取得了较好的效果。

森林生态系统在陆地生态系统中发挥着不可替代的重要作用。中朝俄跨境森林拥有丰富的森林资源，为众多野生动植物提供了广阔的栖息地。科学评价森林健康，不仅有助于保护和管理自然资源，还能有效维护生物多样性，促进区域的可持续发展。本文以中朝俄边境地区为对象，采用主客观赋权法确定各评价指标的初始权重，利用博弈论思想对权重进行组合优化；确定权重后，基于可拓学原理，构建物元可拓模型对多年森林健康状态进行评价。研究表明：①博弈论优化后的权重分配显示，林分活力指标在四大类评价指标中占据主导地位，权重达到51.85%，凸显了林分活力指标在森林健康评价中的重要性；其次是系统恢复力指标（18.16%）、场地条件指标（16.43%）、土壤质量指标（13.56%）。②2000、2010和2020年三期结果显示，研究区森林中度健康状态占比最高，良好健康状态占比第二，不健康状态占比最少，分别为16.50%、15.53%、15.42%，呈下降趋势，反映出虽然部分区域处在不健康状态，但森林健康状态正在向更好的方向发展。③多年研究区内森林健康多时空特征状态以中等健康稳态为主，体现了森林健康的稳定性，但区域间差异显著，其中，中国区域波动与优质稳态并存，朝鲜以低位稳态为主但有改善迹象，俄罗斯西部与东部健康状态多样。

利用深度学习技术开展致密砂岩储层薄片图像识别能够有效提高成分鉴定的准确率和效率，是矿物识别的发展趋势。然而，薄片图像采集难度较大、标注成本高和隐私保护等因素导致致密砂岩薄片图像样本稀少，无法满足深度学习图像识别模型的训练需求。为增加样本数量，提升深度学习模型的训练效果，本文以鄂尔多斯盆地临兴区块为靶区，通过结合数据过采样方法和数据变形方法各自的优势，提出一种致密砂岩图像增广方法。首先，改进样式生成对抗网络，以生成高分辨率致密砂岩图像，提升数据多样性；其次，使用数据变形方法，实现带标签图像增广，降低标注成本、扩大数据规模；最后，使用增广后的数据训练BlendMask算法，实现砂岩颗粒的准确识别与精准分割。实验结果表明，该方法相较于同类型对比算法IS（inception score）最高，为2.43，FID（Fréchet inception distance）最小，为22.71，同时，添加生成图像后的识别精度为92.7%，表明本文所提方法在生成图像质量和提高深度学习模型的训练效果方面具有显著优势。

以辽河坳陷古近系玄武岩为代表的盆地深层玄武岩电阻率普遍低于50 Ω·m，具有明显的低阻特征，在储层测井解释中易导致岩性判别和流体性质分析存在多解性。本研究运用25口钻井岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜和矿物X射线衍射分析结果与电阻率测井资料相结合，明确了低阻玄武岩的矿物组成及导电矿物对电阻率的影响，并探讨了低阻玄武岩的油气地质意义。研究表明：玄武岩中主要原生矿物斜长石、橄榄石和辉石均为高阻非导矿物，少量副矿物磁铁矿和埋藏成岩作用形成的具导电性的次生矿物是造成玄武岩低阻的关键内在因素。根据导电机理不同，确定玄武岩中导电矿物主要包括金属矿物、沸石族矿物和黏土矿物3类，其中以磁铁矿和皂石导电性最强、对玄武岩电阻率影响最大。盆地深层玄武岩低阻特征指示其经历了一定程度的蚀变作用。玄武岩黏土矿化蚀变形成的晶间微孔和微裂缝，以及叠加溶解作用形成的基质溶孔，有利于孔隙连通性和储层渗透性的提高。

面孔率是评估致密储层质量和资源潜力的关键指标。目前基于单一图像分析技术的储层孔隙智能提取及面孔率计算方法存在前期配置繁琐、稀疏样本学习能力弱、复杂孔隙形态识别准确率不高等问题。为此，本文基于混合智能思想，提出一种融合SOLO（segmenting objects by locations）v2算法和OpenCV（open source computer vision library）的致密砂岩薄片面孔率智能计算方法。使用实例分割算法SOLOv2分割和标记图像中的孔隙区域，结合OpenCV提取孔隙分布和占比，进而计算面孔率。对比实验结果表明，该方法在Dice系数（0.88）、像素准确率（0.91）和面孔率计算误差（<0.1）方面优于对比算法YOLACT（you only look at coefficients）、Mask R-CNN（mask region-based convolutional neural network）和SOLO，且执行速度更快。

中国东北张广才岭地体发育大量的二叠纪—侏罗纪岩浆岩，为了解该区域构造演化提供了重要信息。本文系统总结了该地体266~163 Ma岩浆岩的地质年代学及全岩地球化学特征，识别出四期岩浆事件。266~240 Ma岩浆活动主要由埃达克质和I型岩浆岩组成，而229~210、209~185和184~163 Ma则以埃达克质、I型和A型岩浆岩为主。根据对这些岩石的源区性质和构造背景分析，结合以往的研究，认为张广才岭地体的构造-岩浆历史受黑龙江洋的演化所制约，其在266~210 Ma期间向西俯冲到张广才岭地体之下，并于210~180 Ma闭合。这一闭合过程导致了佳木斯-兴凯地块与松辽地块的最终碰撞。残余洋壳在180~163 Ma的折返-仰冲则导致了黑龙江增生杂岩的构造剥露和最终就位。岩浆间歇期（240~230 Ma）的出现与黑龙江洋洋壳的低角度俯冲有关。张广才岭地体是由晚古生代—早中生代增生杂岩和大陆弧构成的组合地体，而不是具有新元古代基底的古老地块。

断裂体系的发育和演化不仅塑造了古潜山的形成过程和地质结构，也深刻影响着潜山油气的成藏规律。以渤海湾盆地义东地区中―古生界古潜山为研究对象，在系统表征古潜山地层结构、构造样式的基础上，查清断裂体系的差异发育特征与时空演化路径，并结合平衡剖面恢复结果明晰古潜山的成山过程和现今结构，进而探索古潜山油气的进山、运移和聚集成藏规律。结果表明：研究区中―古生界可划分为两大构造层和四个构造亚层，山体地层结构以双构造层和多构造层为主，部分残留单构造层；义东古潜山的形成历经中―新生代多期沉降、隆升、剥蚀演化阶段，响应了NW向、NNE-N向、NEE-E向三组断裂体系的挤压、拉张、走滑复合作用；古潜山油气具有多层系含油、沿断裂分布、被内幕分隔的成藏特点，顺源断裂、侧接供烃窗口和内幕断裂共同决定了油气成藏规律。

为突破复杂条件下钻采理论与技术瓶颈，增强我国在战略资源开发、新能源利用、极端环境探测等领域的竞争力，本文首先明确复杂条件的科学内涵，将其划分为复杂地质条件、复杂地表环境、复杂资源条件、复杂环保要求四个维度。其次系统梳理国内外该领域的核心文献、典型工程实践案例及关键技术突破成果，从深部钻探技术与装备、极地科学钻探技术、非常规能源与矿产钻采技术、仿生钻采理论与技术、多工艺冲击回转钻进技术五个方向，深入剖析该领域当前存在的技术瓶颈。在此基础上，结合深地、深海、深空、极地等国家重大战略需求，提出从深地极端地质、跨境极端环境、低质难采资源、严苛环保约束四个维度出发，实现从“被动应对复杂”到“主动驾驭极端”的跨越性技术突破路径。研究成果可为国家资源安全保障、能源结构转型升级与科技强国战略实施提供系统的技术发展框架与决策支撑。

利用未知硒数据快速、高效、精准地圈定富硒土壤，需构建预测富硒土壤的最佳模型。从1 277个1∶5万表层土壤的地球化学数据中选取502个数据组成数据集，以w(Zn)、w(K2O)、w(P)、w(Mo)、w(Mn)、w(Cr)、pH、D（泥盆系）为自变量，以是否富Se为因变量，运用SPSS Modeler 18软件构建二元Logistic回归模型、多层感知器神经网络模型、随机森林模型及支持向量机模型（包括线性、多项式、径向基和Sigmoid核函数），并通过35组土壤样品实测数据进行验证。结果表明：二元Logistic回归模型、多层感知器神经网络模型、随机森林模型及（线性、多项式、径向基、Sigmoid）支持向量机模型的预测准确率和验证总体准确率分别为88.8%和94.3%、91.0%和97.1%、96.6%和97.1%、87.9%和97.1%、86.1%和94.3%、86.9%和94.3%、80.3%和91.4%；以上模型的曲线下面积（AUC）值分别为0.948、0.950、0.993、0.937、0.945、0.928和0.873，随机森林模型的准确率和稳定性最佳。同时，本次研究发现了清洁富硒土壤及绿色富硒山稻，表明该方法在富硒土壤预测中具有可行性，且可进一步拓展到地质找矿及环境监测等领域。

为揭示古太平洋板块向佳木斯地块东缘之下的俯冲-增生过程，阐明中国东北地区构造域转换历史，以重塑古大洋板块俯冲-增生历史为切入点，综合分析了中国东北那丹哈达地体(那丹哈达增生杂岩带)的物质组成、增生过程、就位时代及构造背景。本文将那丹哈达增生杂岩带划分为跃进山和饶河增生杂岩两部分：跃进山增生杂岩的岩石组合以镁铁质—超镁铁质岩、硅质岩、大理岩和变碎屑岩等为特征，其中镁铁质—超镁铁质岩形成于晚石炭世—晚三叠世，变玄武岩的原岩具洋中脊和洋岛背景，变辉长岩的原岩形成于活动大陆边缘环境；跃进山增生杂岩记录了两期重要事件——晚石炭世—晚三叠世泛大洋板块俯冲增生及晚三叠世—早侏罗世古太平洋板块俯冲启动，其晚三叠世—早侏罗世就位时代与地块西缘吉林-黑龙江高压带基本一致，共同指示了中国东北地区由此进入古太平洋构造域的演化阶段。饶河增生杂岩是一套洋岛杂岩，含石炭纪—二叠纪灰岩、中三叠世—中侏罗世硅质岩和硅质页岩及晚三叠世—中侏罗世镁铁质—超镁铁质岩等外来岩块，其碎屑岩基质沉积下限时代为中侏罗世—早白垩世，限定了增生杂岩的主体增生时代，并于早白垩世就位于跃进山增生杂岩的东缘。综上，那丹哈达增生杂岩带的形成过程完整记录了晚石炭世—早白垩世期间泛大洋和古太平洋板块向佳木斯地块东缘之下的连续俯冲-增生历史。

为研究不同施工参数对深层页岩储层水力压裂的影响，基于四川盆地龙马溪组3 500 m埋深页岩储层施工现场测井数据，根据油气储层赋存条件和地质特征，采用细观统计损伤有限单元方法，建立了深层页岩储层多簇水力压裂三维数值模型，并分别进行了不同射孔簇间距、压裂液黏度、射孔簇数的水力压裂数值模拟研究，分析了不同施工参数下起裂压力、声发射能量及裂缝扩展形态的变化。结果表明：在射孔簇数为7、压裂液黏度为1 mPa·s条件下，簇间距从6 m增至12 m时，起裂压力由16.47 MPa线性增至22.14 MPa，声发射能量由10.27 kJ增至13.98 kJ，水平/竖直面裂缝扩展面积显著增大；在簇间距为10 m、压裂液黏度为1 mPa·s条件下，射孔簇数从3增至9时，起裂压力由 10.65 MPa 增至 25.36 MPa，声发射能量由6.43 kJ增至16.09 kJ，裂缝扩展面积同步提升；在簇间距为10 m、射孔簇数为7条件下，压裂液黏度从1 mPa·s增至6 mPa·s时，起裂压力由20.08 MPa降至12.14 MPa，声发射能量由13.06 kJ降至7.18 kJ，裂缝扩展区域减小且形态在水平面和竖直面趋于似圆形。

近年来，废弃轮胎的数量持续增多，其合理处置成为亟待解决的问题。为探索大规模处理废弃轮胎的有效途径，开展了利用废弃轮胎衍生橡胶纤维改良膨胀土的可行性研究。首先利用直剪试验，探究不同橡胶纤维掺量对膨胀土力学特征的影响，然后基于离散模型建立了橡胶纤维加筋膨胀土的强度预测模型。结果表明：与原状膨胀土相比，纤维掺量为5%和10%的橡胶纤维加筋膨胀土的强度提升显著，其中掺量为10%时强度提升最大；橡胶纤维可增强膨胀土的黏聚力，但对内摩擦角影响极小；当橡胶纤维掺量达到15%时，橡胶纤维相互黏附，纤维难以被土颗粒完全包覆，形成土颗粒断层，导致土壤强度下降。在离散模型的基础上提出了橡胶纤维加筋膨胀土的强度预测模型，可有效预测橡胶纤维加筋膨胀土的剪切强度。

古亚洲洋东段最终闭合问题是地质学研究的热点问题之一，然而由于松辽盆地西缘被巨厚的中生代盖层覆盖，有关索伦克尔缝合带向东延伸的最终闭合位置存在较大争议。新近发现的突泉蛇绿岩是索伦克尔缝合带内蛇绿岩残片的重要组成部分，为揭示索伦克尔缝合带向东延伸位置提供了重要的制约。LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年研究结果显示，蛇纹石化橄榄岩和辉长岩的年龄分别为 (265.5±3.5)和 (276.5±4.6) Ma，代表其形成时代为早二叠世晚期—中二叠世。结合突泉蛇绿岩的地球化学特征，突泉蛇绿岩形成于早二叠世—中二叠世古亚洲洋双向俯冲消亡的弧前构造环境，揭示古亚洲洋最终的俯冲碰撞至少持续到晚二叠世。研究结果进一步表明，突泉蛇绿岩可视为索伦克尔缝合线向东延伸的直接地质证据，为中亚造山带东南部晚古生代的演化格局提供了新的约束条件。

为提升海洋勘探信号质量，本文研究了具有不确定性扰动的海洋可控震源系统的稳定控制问题。首先，针对海洋复杂工作环境引起的外部扰动和内部扰动，设计一种最佳的快速有限时间扩展状态观测器用于观测系统集总扰动，同时该观测器可以估计系统的状态变量；其次，为提高可控震源输出波形的稳定性，设计分数阶有限时间滑模面控制方案，减少位移误差和控制器输出抖振；再次，通过Lyapunov整数阶和分数阶定理证明所设计控制系统是快速有限时间稳定的；最后，仿真验证所设计的快速有限时间扩展状态观测器和分数阶有限时间滑模控制器结合方案的有效性和可行性。结果表明，观测器最大相对误差降低了29.5%，控制器抖振峰-峰值减小了25%。

为实现湖库清淤底泥氟固化/稳定化，采用氢氧化钙、磷酸二氢钾、硫酸铁、氯化镁复配药剂体系，以含氟底泥的固化/稳定化效率为因变量，以氢氧化钙添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸铁添加量和氯化镁添加量为自变量进行了响应曲面法优化实验。结果表明，最佳固化/稳定化药剂配比为氢氧化钙3.572%、磷酸二氢钾4.342%、硫酸铁3.391%、氯化镁3.391%。在该条件下利用响应曲面法进行实验验证，清淤底泥中的氟固化/稳定化效率可达73.91%，与预测值（75.62%）吻合度高，表明模型可靠有效。

松辽盆地是我国重要的能源与工业基地，CO2排放量大，同时赋存良好的地下咸水层，具备开展CO2地质封存的潜力。为实现该区域咸水层CO2地质封存的科学选址，系统评价其封存适宜性，本文以松辽盆地南部中央坳陷区为研究对象，采用基于地理信息系统（GIS）的多准则决策分析（MCDA）方法，综合考量研究区域咸水层CO2地质封存工程地质条件、封存潜力及社会经济因素。首先，构建了由3个一级指标与31个二级指标组成的评价指标体系，其次利用GIS将各评价指标数据分别生成分辨率为1 km的栅格图层，然后以分级标准为准则对栅格数据进行重分类，接着结合层次分析法（AHP）所确定指标权重对各指标栅格图层进行加权叠加，最后生成研究区咸水层CO2地质封存适宜性分区图。结果表明：研究区内适宜区主要分布于红岗阶地北部小部分地区与长岭凹陷西南部，约占区域总面积的24.0%；不适宜区集中分布于扶新隆起带，仅占区域总面积的6.8%；适宜和较适宜区合计占比近56.0%。松辽盆地南部中央坳陷区超过半数区域具备咸水层CO2地质封存的基本条件，下一步可进行进一步优选与工程部署。

针对标准BP（back propagation）神经网络易陷入局部最优解、对初始权重敏感等缺陷，引入小龙虾优化算法（COA）对其进行优化，构建COA-BP滑坡易发性评价模型，以浙江省武义县为研究区，开展滑坡易发性评价。首先，采用四种单峰测试函数和一种多峰测试函数对COA进行性能测试，并与多元宇宙优化算法（MVO）、麻雀优化算法（SSA）、海洋捕食者算法（MPA）进行对比；然后，提取研究区高程、坡度、坡向、降水量等13个环境因子数据，利用本文提出的COA-BP模型对研究区进行滑坡易发性评价，与BP、MVO-BP、MPA-BP、SSA-BP模型进行对比，并通过混淆矩阵及二级指标雷达图进行精度检验。结果表明：COA比其他三种算法更具优势；COA-BP模型的预测性能较强，滑坡易发性区域划分更为清晰；同时，该模型对滑坡点和非滑坡点识别精度较高，AUC（曲线下面积）值在0.9以上，满足该地区滑坡易发性评价精度要求。

冻土孔隙水压力是揭示寒区冻胀融沉产生机制的关键物理量。为系统分析动荷载作用下冻土孔压的发展模式及其影响机制，基于室内动三轴试验，测量了高温饱和冻土在动荷载作用下的孔压，探究了温度、动应力幅值、初始干密度对孔压的影响。在此基础上，归纳建立了考虑上述因素的三参数孔压-振次经验模型，并验证了模型的适用性。结果表明：动荷载作用下高温饱和冻土孔压的发展模式类似于融土，可分为剧烈上升、缓慢上升、动态稳定三个主要阶段；温度对孔压的影响最为显著，尤其是试验温度为-0.5 ℃时，孔压变化速率最快，峰值高达265.24 kPa；冻土孔压峰值随温度和动应力幅值的增大而增大，随干密度的增大而减小；荷载作用前期，冻土孔压和应变近似呈线性关系。所建模型拟合效果较好（R2≥0.98），能够准确预测冻土孔压在不同试验条件下的变化模式。

为探讨在冻结施工条件下偏高岭土基地聚合物改良土体的力学特性，以福州地区粉质黏土为研究对象，研究试验温度、激发剂模数、水玻璃与偏高岭土质量比（S-MK比）、地聚合物掺量及养护龄期对改良土单轴抗压强度的影响，结合土体应力-应变曲线及破坏形态分析强度发展规律，并通过扫描电子显微镜（SEM）对比分析不同激发剂模数的地聚合物改良土和水泥改良土的外观形貌，揭示其在微观层面的强度发展机理。结果表明：冻结条件下，偏高岭土基地聚合物改良土的单轴抗压强度显著高于常温条件；抗压强度随碱激发剂模数增加而降低（低模数时呈脆性破坏），随 S-MK 比增加先升后降，随地聚合物掺量增加而增强，但掺量超过 25% 后增幅趋缓。确定改良土的最优配比为激发剂模数1.3、S-MK比1.4、地聚合物掺量25%。

为构建矿区综合防污染体系、保障土壤与地下水安全并维护公众健康，系统研究矿区重金属的释放与迁移规律，发展相应的污染评价与数值模拟方法，具有重要科学意义与实践价值。本综述在梳理已有研究成果的基础上，系统归纳了尾砂与废石中重金属释放研究的常用实验方法及动力学模型，总结了内在矿物学特性与外部环境因子对重金属释放行为的影响机制，揭示了重金属赋存形态、理化特性及土壤理化性质在其迁移过程中的关键作用；同时，系统评述了当前地下水重金属污染领域常用的评价方法与数值模拟软件，对比分析了各类方法与工具的适用条件及局限性，并探讨了机器学习技术在该领域的新兴应用进展。研究表明，尽管现有成果在揭示矿区重金属在地下水环境中的释放迁移规律及污染评价预测方面已取得重要进展，但在全面阐释多因子耦合作用下的释放迁移机制与实现长期动态精准预测方面仍面临挑战。未来研究应加强实验室机理研究与现场监测的结合，推动多学科交叉与数据驱动技术的深度融合，从而为矿区重金属地下水污染防控与生态环境保护提供更加坚实的科学依据与技术支撑。

西南地区广泛分布着结构松散、孔隙率大、强度较低的欠固结土石混合回填土。当隧道穿越此类地层时，常面临成洞条件差、开挖易坍塌和隧道结构失稳等问题，严重威胁隧道施工及运营安全。鉴于此，以重庆市轨道交通某区间隧道为工程背景，通过模型试验研究隧道开挖施工中的力学响应，揭示了围岩位移、应力变化和地表沉降的演化规律，并对比了全断面法、上下台阶法及预留核心土法三种开挖方法对隧道围岩变形、应力释放和地表沉降的差异性变化特征。结果表明：在开挖作用下，围岩位移演化可分为未扰动阶段、缓慢变形阶段、突变阶段和平衡稳定阶段四个阶段，相较于拱肩和拱腰，拱顶围岩变形更为显著，距离隧道拱顶0.2倍洞径处围岩竖向位移为距离拱腰0.2倍洞径处围岩水平位移的1.96倍；围岩各点径向应力变化均呈现出“之”字形趋势，围岩应力释放影响由强至弱依次为拱顶、拱肩、拱腰，而应力降低幅度排序则为拱肩、拱腰、拱顶；地表沉降按变化趋势可分为不敏感阶段、缓慢变形阶段、加速变形阶段和平稳阶段四个阶段，隧道轴线处的地表监测点曲率随着开挖面接近监测断面而逐渐增大；不同开挖方法对围岩扰动的影响强度减弱顺序依次为全断面法、上下台阶法、预留核心土法，采用预留核心土法能有效减小围岩变形、地表沉降及地表影响范围。

在低水力梯度条件下，低渗透介质往往会出现低速渗流现象。探究低速渗流的机制对地下水环境保护研究至关重要。低渗多孔介质中流体流动受多种因素的共同影响。本文通过室内定水头渗透实验和核磁共振实验，系统研究了不同温度对不同类型黏性土低速渗流的影响规律与机理。结果表明：1）温度升高显著提升黏性土渗透系数，在5~30 ℃范围内，随温度升高，白浆土、黄土、淤泥质土稳定渗透系数分别提高了289.9%、210.4%、156.2%，同时临界水力梯度从10左右降至4左右；2）温度升高促进弱结合水向自由水转化，温度由5 ℃上升到30 ℃，白浆土、黄土、淤泥质土结合水质量分数分别降低23.1%、22.8%、25.6%，结合水质量分数减少可增大有效孔隙空间，降低流动阻力，进而提升渗透系数并降低临界水力梯度；3）温度对渗透系数的调控存在黏度-结合水耦合效应，但结合水对渗透性的影响占主导地位，在5~30 ℃区间，随温度升高，结合水对黏性土渗透系数的贡献率整体呈增加趋势，相同温度条件下，白浆土结合水对渗透系数的影响最大，黄土次之，淤泥质土最小。

选取适宜的地下水背景值评估方法是客观认知地下水背景值的关键。本文在回顾地下水背景值研究发展历程的基础上，概述了现有评估方法及其优缺点，并指出其未来发展趋势。地下水背景值评估方法大致可分为基于未被污染地下水样本的方法、预筛选法、数理统计法、基于图谱的探索性数据分析方法及多方法组合等五类。其中：基于未被污染地下水样本的方法因其自身局限性较强已很少采用；预筛选法和数理统计法是当前常用单一类方法，前者主观性较强而后者客观性更优；基于图谱的探索性数据分析方法少见单独使用，多与其他方法组合联用;多方法组合通过互补单一方法的局限性已经成为地下水背景值评估研究的重要发展方向。多方法组合中：预筛选-数理统计组合方法最常见，应用较广；新兴的基于图谱的探索性数据分析方法与预筛选法、数理统计法或预筛选-数理统计法三种方法中的其中一种分别组合的方法更为优越，但该类组合方法的使用往往需要以研究区水文地球化学的深入认知为基础，便捷性和普适性不如预筛选-数理统计组合方法。多方法组合已成为地下水背景值评估研究的主要发展趋势。

为探究潜孔锤与冲击钻机联合钻进工艺的效果，本文首先基于有限元模拟软件LS-DYNA数值模拟平台，采用HJC岩体本构模型和侵彻分析方法，模拟分析了灌注桩成孔过程中小钻孔布孔前后及不同钻孔直径条件下岩石与冲击锤头的冲击碎岩过程，然后结合福建泉州金屿大桥现场试钻试验，定量对比了单一冲击钻机钻进与联合钻进工艺的碎岩效率差异。结果表明：在小钻孔数量一定的情况下，随着岩体上所布小钻孔直径的增大，地层的损伤体积分数随之增大，同时单位体积岩石所需的能量降低，有利于提升岩体的破碎效果；能量传递效率与冲击锤头-岩体接触面面积密切相关，小钻孔数量一定时，随着小钻孔直径的增大，能量的传递效率初始有所提升，但当小钻孔直径超过一定数值后反而不利于能量的有效传递；冲击锤冲击岩石地层过程中，应力波随时间向岩石深部扩散并逐渐形成5条由中心向四周呈放射状的细长裂隙。此外，泉州金屿大桥现场试验定量数据表明：相较于单一冲击钻机钻进工艺，潜孔锤与冲击钻机联合钻进工艺的钻进效率平均提升54.47%，证实该工艺的实施有利于提高现场碎岩效率。

利用大尺度模型试验系统，在黏性土中进行了静压沉桩室内模型试验，获得了黏性土中静压桩贯入特性的宏观现象。为了解决静压桩沉桩过程中桩身宏细观力学响应问题，利用二维颗粒流数值模拟软件，模拟了静压桩的连续贯入过程，在细观层面上研究了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化规律。结果表明：静压桩桩身受力特性与桩径密切相关，桩径越大，对土体的侧向挤压力越大，桩侧摩阻力发挥得越明显，压桩力也越大；随着入土深度增加，临近桩身位置处土体的水平接触力链增大，越靠近桩端处的水平力链越大，桩端处土体的接触力链密集区呈现圆形。

为探究两种孔压模式下饱和重塑黄土的强度衰减规律和剪切变形规律，本文开展了增加孔压常应力排水剪切（CQD）试验和减小围压常应力排水剪切（RPD）试验，并提出了应变速率增量法判断黄土试样的失稳点。结果表明：在CQD试验中，孔压增速升高时试样更容易失稳；在RPD试验中，围压减小越快，试样失稳越早，且初始固结压力及初始孔隙比对两种加载模式下试样的失稳时间均有影响。对于初始状态（孔隙比、围压）相近的饱和黄土试样，RPD试样在失稳时的平均有效应力更高，且失稳时间更早；试样失稳至剪切结束，RPD试样的有效主应力降低幅度约为CQD试样的2倍。在CQD试验中，受局部超孔压累积影响，黄土试样的有效应力仅在局部范围内降低；而在RPD试验中，受静孔压影响，饱和黄土试样的整体有效应力降低，较前者更易发生失稳。

为全面探讨裂隙特征对岩体强度及变形破坏的影响，本文利用离散元软件PFC^3D对裂隙砂岩展开不同围压、不同预裂隙倾角的变形破坏试验。结合变形破坏全过程的宏观力学特性，基于细观裂纹数目演化规律，分析裂隙砂岩的渐进破坏特征；进而根据细观裂纹数目定义损伤变量D，构建能够反映裂隙岩体渐近破坏的损伤本构关系。结果表明：裂隙砂岩具有明显的围压效应，围压越大，抗压强度越大；相同围压下，裂隙砂岩抗压强度随预裂隙倾角增大呈现先减小后增大的趋势。裂隙砂岩变形破坏过程对应细观裂纹数目演化曲线具有阶段性，依据裂纹数曲线进行了平滑段、线性增长段、上凹增长段及最后趋于平缓段的阶段划分，确定了相应的特征应力点。渐进破坏过程中，0°、90°裂隙岩样细观裂纹几乎遍布在整个试样中，30°、45°及60°裂隙岩样细观裂纹趋于沿预裂隙与上下加载面贯通面产生。各特征应力点处，总裂纹数随围压增大而增大，且围压越大剪切裂纹比例越大，总裂纹数随预裂隙倾角增大先减小后增大。根据细观裂纹数构建的本构关系具有合理性，能够较好地反映裂隙砂岩的基本力学特征。

为探究冰碛土在冻融循环作用下物理力学特征参数劣化对冰湖冰碛堤稳定性的影响，本研究以青藏高原山南市努确沟为研究区，对高溃决风险冰湖及冰碛堤进行野外详查。首先在现场采集冰碛砂土和冰碛粉土两种土样，采用层次分析法选取8个因子,对努确沟流域18个冰湖进行危险性分析；然后在室内对不同冻融循环次数下的冰碛砂土和冰碛粉土开展静三轴试验及变水头渗透试验，分析冰碛堤稳定性的变化规律；最后采用Massflow数值仿真软件推演冰碛堤失稳—冰湖溃决—洪水—泥石流的动力学灾变演进全过程。结果表明：1）冻融循环前期（冻融0~5次），冰碛砂土和冰碛粉土的黏聚力劣化趋势明显，劣化率分别为12.21%和7.89%，内摩擦角随冻融循环次数增加呈小幅波动态势，渗透系数持续增大，冻融循环对土体结构和孔隙分布的影响具有持续效应；2）冰碛堤稳定性系数在冻融循环前期衰减率最大，为－0.022 2，衰减规律与冰碛土强度特征参数的劣化规律一致，表明冰碛土的强度特性是影响冰碛堤稳定性的重要因素；3）BH06冰碛堤在完全失稳的最不利条件下，导致冰湖溃决，进而引发山洪并演化为泥石流，最大流速达5.1 m/s，最终堆积厚度为4.5 m，堆积面积为4 220 m²，堵塞了流域部分主沟道。综上，冻融循环前期冰碛土强度劣化显著，导致冰碛堤稳定性快速下降，并可能引发冰湖溃决及链式灾害。

为充分利用已揭露的水文地质信息生成深部水文地质剖面，提出一种基于条件生成对抗网络的深部水文地质剖面生成方法。首先，对浅部地质剖面图进行分割处理，提取已揭露的地质剖面数据作为训练样本，并生成相应虚拟钻孔作为条件数据，构建出条件生成对抗网络的样本库；随后，搭建并训练条件生成对抗网络，其中生成网络使用U-Net网络结构，判别网络使用多尺度卷积网络，并设计出多尺度的判别损失函数；接着，输入深部钻孔数据到训练完成的生成网络，成功生成目标区块的深部水文地质剖面；最后，与基于迭代卷积的XGBoost模型进行对比，验证本文方法的精度与应用效果。结果表明：条件生成对抗网络在剖面的细节和结构表现上具有明显优势，生成的剖面更完整且准确度更高；输入相同的6条钻孔时，相比于XGBoost方法，评价指标中的峰值信噪比(PSNR)值平均提升了1.165 2 dB，结构相似性(SSIM)值平均提升了0.051 0，图像块感知相似度(LPIPS)指标平均降低了0.023 8；当输入6条深部钻孔时，模型生成的剖面与矿区结合多种数据绘制出的剖面图高度接近。

咖啡因（CAF）作为一种新污染物在各类环境介质中被广泛检出，其环境持久性和潜在生态风险对水环境安全构成了威胁，开发一种高效的CAF去除技术以确保水环境安全至关重要。本研究采用新型无溶剂法制备了三维多孔结构催化剂CuFe2O4-P，开展了CuFe2O4-P催化过一硫酸盐（PMS）降解CAF的实验，并利用电子自旋共振分析、自由基淬灭实验、X射线光电子能谱表征和水质因素影响实验，系统考察了此体系对CAF降解效率、作用机制和水质因素的影响。结果表明：CuFe2O4-P/PMS工艺表现出较好的催化性能，在优化条件（pH=7、PMS质量浓度为18 mg/L和催化剂投加量为0.3 g/L）下可实现对CAF的完全降解（180 s内降解效率为100%）；CuFe2O4-P/PMS工艺中羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基（SO4·-）对CAF降解过程的贡献率分别为66%和34%；催化剂表面Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cu(Ⅰ)氧化还原循环的存在可促进降解体系中SO4·-的生成，有效强化了CAF的降解过程；碳酸根（CO32-）和腐殖酸（HA）分别使CAF降解效率降至8%和20%，对降解过程有显著抑制作用，而硝酸根（NO3-）的影响可以忽略不计。该体系对实际污水厂出水中的CAF仍表现出40%的降解效率，显示出良好的实际应用潜力。

西宁盆地地热资源丰富，地热水呈现出高矿化度特性。为揭示该区地热水高矿化度的成因机制与循环演化规律，本研究选择西宁盆地东北部青海省互助县典型地热田为研究对象，通过地热水采样测试、同位素技术、传统水文地球化学方法和水文地球化学模拟等多方法协同分析，对区内地热水水化学特征、成因机制进行系统研究，在确定互助县地热田水化学特征的基础上，探讨了地热水补给来源和循环深度，定量评价了水循环过程中引起高矿化度特性的矿物反应机制，并构建了地热田成因模式。结果表明：区内地热水中水化学组分以Na+、Cl-、SO42-为主，水化学类型为Cl·SO4-Na型。区内地热水为弱碱性的高矿化度（TDS）、高氟热水，其中TDS质量浓度为9 530～43 056 mg/L，F-质量浓度为1.26～2.31 mg/L。区内地热水接受大气降水入渗补给，循环深度为2 274.9～2 635.7 m，径流路径先后经过灰岩、片麻岩、砂岩及砂砾岩地层。区内地热系统为中低温传导型，热源主要来自下部地壳和上地幔的大地热流，盖层为古近系泥岩、石膏岩、砂质泥岩，热储层为白垩系砂岩-砂砾岩，热储温度为63.50～72.70 ℃，区内地热水高矿化度的来源主要受石膏、岩盐溶解和正向阳离子交换作用的影响；其中岩盐溶解和正向离子交换使Na+和Cl-质量浓度增大，蒸发盐岩中石膏的溶解使Ca2+和SO42-质量浓度增大，H2SiO3和F-分别来自石英和萤石溶解。

开展城市地下空间资源综合质量评价，是推进地下空间合理开发利用的关键环节。日照市主城区近年来经济发展迅速，但地下空间开发利用程度偏低，亟需开展地下空间资源综合质量评价，为区域地下空间资源合理开发利用提供科学依据。本文以日照市主城区为研究区，结合层次分析法和最不利判别法模型，分别构建地质适宜性评价体系和潜在价值评价体系，对研究区的地下空间开发地质适宜性和潜在价值进行评价；在此基础上，运用加权法模型和约束判别法模型开展地下空间资源综合质量评价，并对比两类模型的评价效果。结果表明：研究区地下空间资源以综合质量高、中等级为主，合计约占总面积的80%；综合质量低的区域约占总面积的20%，主要分布在研究区北部，在其他区域零星分布，其中，北部集中分布区主要为地下空间开发潜在价值低的区域，零星分布区主要受文物与饮用水源保护区、高层建筑分布区的制约，以及海水入侵等地质灾害的影响。相较于加权法模型，约束判别法模型的评价结果更符合研究区实际情况，更适用于研究区的地下空间资源综合质量评价。

河北省张北县作为典型农牧交错区，是中国北方重要的生态防线，为了探明区内生态环境脆弱性现状及影响因素，为生态环境保护提供依据，本文采用敏感度-恢复力-压力度（SRP）模型，从生态敏感度、生态恢复力和生态压力度3个方面，综合考虑地形、气象、地下水、植被、生物多样性及人类活动等6个影响因子，选取16个评价指标，运用层次分析法-熵权法、空间自相关分析和地理探测器等方法，分析了张北县生态环境脆弱性空间格局及空间自相关性，并探讨了其主要驱动力。结果表明：1）张北县生态环境脆弱性以潜在脆弱、微度脆弱和轻度脆弱为主，三者共计占总面积的77.79%，中度和重度脆弱区分别占总面积的16.76%和5.45%。2）空间分布上，由西部往东部逐渐从重度、中度脆弱区向轻度、微度脆弱区过渡，且城镇地区脆弱性明显高于郊外地区，具有明显的空间差异性。3）张北县生态环境脆弱区分布存在显著的集聚现象，“高-高”集聚区表现为高脆弱性区域呈空间聚集状态，主要分布在重度、中度脆弱区，“低-低”集聚区表现为低脆弱性区域呈空间聚集状态，主要分布在潜在脆弱区和微度脆弱区。4）张北县生态环境脆弱性是多个指标相互作用共同驱动的结果，其中植被因子、地下水环境因子和气候因子是影响其分布格局的主要因素。

乍得湖流域是非洲水资源矛盾最为突出的地区之一，水资源危机严重制约了经济发展与社会稳定，也影响了流域国家间的关系。本文从乍得湖萎缩、河流径流量减少、湿地退化、地下水和水冲突等方面开展文献检索与整理，全面总结乍得湖流域水危机演变过程，系统归纳该流域水危机成因。通过文献分析得出了以下结论：1）乍得湖水资源危机在自然层面主要表现为自20世纪60年代以来湖面持续萎缩、各河流径流量大幅度下降、湿地退化、多区域地下水资源枯竭；在社会层面表现为水争端与水冲突频发、经济社会发展条件恶化及恐怖组织快速蔓延。2）20世纪60—80年代的大干旱是乍得湖流域河流径流量锐减和湖泊萎缩的重要原因，同时也推动了区域内水利工程的建设热潮。以大坝工程为主体的水利工程群不仅减少了河流径流量，而且改变了河流径流的季节分配，加剧了湿地退化，减少了沿岸地区的地下水补给量，进一步加剧了水资源危机。3）人口快速增长导致水资源需求激增，进一步加剧了乍得湖流域的供需矛盾；而统一、有效的流域协同合作机制的缺失，则制约了水资源管理水平的提升，限制了各国应对危机的能力。综上，乍得湖流域水危机仍是国际社会广泛关注的热点问题，开展多视角、系统性研究将是其综合治理的重要方向。

酸性矿山废水是造成矿山土壤环境退化的主要因素之一，对其进行生态风险评价至关重要。在这一评估过程中，指标权重分配起关键作用。本研究针对现有赋权方法中对逆向指标考虑不足及人为赋权主观性强的问题，提出了一种基于模糊认知图（FCM）的赋权方法。筛选8项含逆向指标的核心风险因子，采用双曲正切函数构建模糊认知图，通过迭代收敛计算权重；结合敏感性分析与皮尔逊相关性检验进行验证，并将该方法应用于安徽省某矿区开展实地评价。结果表明：污染物潜在生态危害指数权重最高（0.856），裂隙率、巷道规模等权重均高于0.770，生态恢复措施为负权重（-0.749）；敏感性分析显示模型稳定性高；皮尔逊相关系数均在0.85以上；实地评价中，引入FCM权重后低风险区减少5.3%、中高风险区增加6.5%，成功识别出矿区混合井处被忽视的高风险区域，评价结果更符合实际。

“三生”空间适宜性分析有利于乡村生产、生活和生态空间的合理布局，对于我国实施乡村振兴战略中协调土地规划有着重要意义，在乡村生态风险管控中也具有指导作用，且能有效推动乡村的可持续发展。本研究基于“三生”空间功能视角，运用层次分析法建立评价指标体系对乡村进行适宜性分析，并运用景观生态风险评估模型对乡村空间进行风险评估。结果表明：天津市蓟州区赵家峪村的生产空间最适宜与高适宜区主要位于村域北部，低适宜与不适宜区主要位于村域南部；生活空间以最适宜、高适宜和中适宜区为主，主要分布于村域北部；生态空间以最适宜和高适宜区为主，分布在村域东部，东南部居多。生产空间的景观生态风险较高，其中旅游生产空间风险最高;生活空间的景观生态风险适中；生态空间的景观生态风险较低，其中林地与灌木生态空间风险最低。根据本研究的结果可对该区域进行空间调整优化，从而促进其生态文明建设。

地下管线的精准定位对于预防施工事故和确保城市发展至关重要。探地雷达（ground penetrating radar, GPR）方法作为一种高效且无损的探测手段，能快速获取地下结构信息。现有的GPR地下管线数据处理多依赖于B-Scan图像的人工解析，存在复杂性、主观性及精度的局限。针对这一问题，本文提出一种基于卷积神经网络的反演方法，自动从GPR数据中识别管线特征，实现精确定位。首先构建不同材质、尺寸和埋深的地下管线模型，以模拟现实中管线的多样性与复杂性；接着运用gprMax模块对模型进行正演模拟，形成训练数据集；然后建立端到端深度学习网络，其输入为归一化的GPR正演响应，输出为目标介电常数模型，获得正演响应与介电常数模型之间的网络模型；最后利用训练好的网络模型对输入的观测GPR数据进行反演，得出地下管线的介电常数模型。实验结果表明，在信噪比从0 dB降至-15 dB的测试中，反演结果的结构相似性均保持在0.86以上，均方误差维持在0.1以下，证实了该方法不仅能高精度反演管线位置与尺寸，且具备良好的抗噪性。实测数据验证进一步表明，所提方法在实际GPR数据中具有可靠的应用效果。

针对深度学习变化检测方法对光照和配准误差敏感及样本数量不足的问题，本文从理论和实际应用的角度出发，提出并实现了一套基于Cesium的WebGIS和深度学习理论的煤矿区地表遥感影像变化图斑智能提取方法和技术流程。首先，利用改进的融合时空特征匹配一致性检测及大卷积核时空注意力构造多任务时空注意力变化检测网络（multi-task spatio-temporal attention change detection network, MSTACDN）的深度学习模型，实现遥感影像变化图斑的智能提取；继而，通过构建的WebGIS平台对提取的变化检测图斑进行可视化展示、管理和多用户人机协同编辑，提高检测成果的正确率和精度；最后，将人工编辑成果作为新样本存入样本库，并反馈给深度学习模型进行自主学习，进一步提高模型精度。三种典型地物（建筑物、水体及道路）变化检测的实际应用结果表明：与FC-SD（fully convolutional-siamese difference）、SNUNet（siamese nested UNet）、BITNet（bi-temporal image transformer network）、ChangeFormer算法相比，所提的深度学习算法获得了最优的检测精度，建筑物、水体、道路的精度指标IoU（intersection over union）和F1得分分别为82.26%和91.79%、81.68%和91.50%，以及72.13%和87.59%，显著优于其他模型；利用增强的样本库自主学习，有效弥补了样本数量不足的缺陷，经过一轮样本增强后，建筑物、水体、道路的IoU和F1得分分别提升至89.53%和91.86%、85.74%和91.78%，以及82.32%和89.77%。

总有机碳质量分数（w(TOC)）作为评价页岩储层地球化学特征的重要参数，是衡量页岩储层有机质质量分数和生烃潜力的重要指标。测井数据具有高纵向分辨率的特点，可以弥补取样数量不足、测试成本高等缺陷。因此，在页岩油勘探中利用测井数据预测w(TOC)已成为一项重要技术。本文提出一种结合高斯混合模型（GMM）和轻量级梯度提升机（LightGBM）算法的组合模型，实现w(TOC)的测井预测。以松辽盆地南部长岭凹陷青山口组一段页岩为研究对象，收集了声波时差、密度、补偿中子、自然伽马和电阻率测井数据，通过箱型图方法进行异常点检测和处理，利用交叉验证和网格搜索方法调节最优参数，建立w(TOC)预测模型。将提出方法与改进 Δlg R、K-近邻、决策树、极端梯度提升和LightGBM模型进行对比，结果表明，GMM-LightGBM模型的预测效果最佳，模型评价指标均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）和决定系数（R2）分别为0.254、0.211、0.766。将该模型应用在另一口实例取心井中也取得了不错的效果，RMSE、MAE和R2分别为0.547、0.462、0.647。

为提高高密度电法在水库堤坝探测中的精度并消除水库堤坝梯形结构的影响，采用有限元-无限元非结构网格方法，对典型堤坝模型进行三维正演模拟。通过堤坝几何结构、不同装置及测线位置的数值模拟，分析了堤坝梯形结构对视电阻率的影响规律。结果表明：水库堤坝梯形结构对高密度电法存在显著影响，尤其对堤坝深部的视电阻率影响较大，一般导致深部视电阻率偏高；不同装置均会受到梯形结构的影响，表现出深部视电阻率偏高；测线越靠近坝顶，受梯形影响作用越大。在此基础上，提出了比值法校正技术，消除水库堤坝梯形结构带来的影响。理论模型数值模拟结果和野外数据实验结果均表明，校正后的正反演结果成功消除了梯形结构引起的深部视电阻率偏高的现象，并且没有出现类似于梯形结构的分层现象，有效地避免了梯形结构对正反演结果的影响。

在海洋可控源电磁法（marine controlled-source electromagnetic method, MCSEM）勘探中，接收电极在海水及其他因素作用下进行无规则振荡，导致数据受到偶极子振荡噪声干扰，影响后续反演与解释的准确性。偶极子振荡噪声具有幅值大、频带宽、周期短的特征，往往表现为不规则的类脉冲噪声，使海洋可控源电磁数据的波形、相位以及振幅-偏移距（magnitude versus offset, MVO）曲线发生畸变，常规噪声压制方法对该类型噪声的处理效果有限。本文引入基于局部平滑约束的局部时频变换，对频率域海洋可控源电磁数据进行时频分析。通过该方法具有的有限离散频点信号分解和重构能力，对具有较强时变性的海洋可控源电磁数据进行低存储、高精度的时频信息表征；利用海洋可控源电磁数据中信号和偶极子振荡噪声的时频域稀疏特征差异，通过时频域软阈值方法进一步从数据中分离偶极子振荡噪声，最终实现对有效信号的准确重建。模型数据与实测数据的处理结果表明，本文方法能够有效压制偶极子振荡噪声，恢复海洋可控源有效信号的幅值和相位信息，保证MVO曲线衰减特征的合理性，提升后续反演结果的精度。

海冰影响着大气、生态、海洋和人类生产生活等各个方面，因此开展海冰反演具有重要意义。目前，基于全球导航卫星系统反射测量（global navigation satellite system reflectometry, GNSS-R）技术的机器学习方法已应用于海冰遥感领域，取得了良好的效果。然而现有算法存在过度依赖标签、结构冗余，以及在样本失衡情况下无法有效反演海冰的问题。因此，本文提出了一种异常检测驱动的GNSS-R海冰半监督多任务反演算法，将半监督异常检测思想应用于遥感海冰反演领域，解决对标签的过度依赖和样本失衡情况下的反演问题。该算法包含数据预处理模块和基于GNSS-R的海冰多任务反演网络（sea ice multi-tasks retrieval network, SIMTRN）。SIMTRN包含海冰检测模块与海冰密集度反演模块，运用模块间数据特征共享机制实现基于单个网络的海冰检测与海冰密集度反演任务，解决结构冗余的问题。另外，针对海冰密集度反演任务，本文考虑了不同大气、气象特征与海冰密集度之间的关系，通过与海冰DDM（delay Doppler maps）特征的融合提高预测精度。实验结果表明，SIMTRN的海冰检测准确率达到了0.973 3，海冰密集度反演相关系数达到了0.969 9，优于现有4种机器学习算法——基于反向传播学习的多层感知器神经网络、基于单层卷积的卷积神经网络、基于特征选择的支持向量、基于双层卷积的卷积神经网络的性能。同时，本文还证明了所提算法的泛化能力优于现有机器学习算法。

裂缝作为地下介质中主要的储存空间和运移通道，在油气储层勘探及二氧化碳封存运移过程中具有重要作用。此外，地下裂缝间的运动和摩擦也与地震和滑坡等地质灾害息息相关。因此，对裂缝的识别及对裂缝运动情况的持续监测具有重要研究意义。相比于岩石受力过程中经典的应力-应变关系，岩石非线性弹性的相关研究体现了岩石作为复杂结构的固体材料，即使在较小的应力作用下，应力-应变关系依然表现出明显的非线性特征。裂缝对岩石的非线性弹性特征产生重要的影响。本实验使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）及砂岩开展裂缝对非线性弹性特征影响的研究。PMMA内部几乎不含有任何微小构造且材质密度分布均匀，展现出近似线性弹性的特征，排除了岩石内部复杂结构对实验结果的干扰；砂岩作为油气储层中常见的岩石类型，在油气勘探及测井勘探研究领域具有重要研究意义，内部带有大量的孔隙裂缝，非线性弹性特征明显。两种不同裂缝数量实验材料的实验结果均证明，裂缝提高了固体材料的非线性弹性特征。本研究对裂缝受正应力模型进行了改良，改良后的模型通过体现裂缝在拉伸与压缩应变下裂缝空间的增减，解释了周期性应变导致材料非线性弹性增强和减弱的现象。

地震勘探方法广泛应用于浅层地壳结构研究，其中双差层析成像是一种常用的高精度成像技术。然而，野外数据存在到时数量不足和射线密度覆盖范围有限等问题，往往导致双差层析成像的反演结果存在不确定性。为此，本文采取基于鲸鱼优化算法（WOA）优化的卷积神经网络（CNN）方法（WOA-CNN）预测地震到时，提高双差层析成像结果的可靠性；并利用在金川矿区速度结构成像中的应用验证方法的可行性。金川大型镍-铜-铂族元素硫化物矿床位于中国甘肃省，已开采50余年，随着浅部矿体日益枯竭，深部矿产勘探需求愈加迫切。为了研究矿区深部结构，在金川矿区布设了69台短周期三分量地震仪，连续采集了27 d的地震数据。通过LOC-FLOW定位方法精准定位了309个矿震事件，包含4 316个P波到时，将其作为双差层析成像方法的输入，但因P波数量较少，成像效果不佳。随后，利用WOA-CNN预测了309个事件的到时，共获得11 124个P波到时数据，加入预测到时，成功反演了研究区的三维P波速度结构。结合以往研究结果，验证该矿区深部存在两个独立岩体，并且这一发现与已有的地质资料高度吻合；同时验证了Ⅱ-36测线浅层矿体的典型“漏斗状”结构，并依据速度变化规律推测金川矿区东段岩体2 km以下仍有较大的找矿潜力。

2022-06-16，天水井下地电阻率三向数据出现高频扰动，变化形态和幅度与2013-04-20芦山M_S 7.0、2013-07-22岷县—漳县M_S 6.6、2017-08-08九寨沟M_S 7.0地震前相似。通过资料收集整理、异常调查分析、干扰核实处理等工作，主要包括自然环境和场地环境调查、观测系统检定、工频干扰测试、干扰源确定、线路检修和运行监测等，发现此次天水井下地电阻率异常并非震前地球物理异常，而是变压器接地漏电电流与地电阻率测量供电电流耦合造成的高频扰动。此次异常核实案例可以为井下地电阻率台站供电线路规划、观测系统运维及漏电异常排查提供参考。

筏式养殖是养殖水产品的一种方式，利用遥感技术进行筏式养殖的准确监测是控制养殖密度和科学规划的重要途径。由于筏式养殖的分布区位深受波浪和镜面反射的影响，在遥感影像上很多筏式养殖区存在信息损失。为提高提取精度和准确性，本文针对有信息损失的筏式养殖要素，提出一种基于改进Criminisi和SAM（segment anything model）算法的提取方法。首先利用暗通道原理对信息损失区进行定位和分类；然后通过优化Criminisi算法的优先权计算、样本块生成、匹配准则，有效修复信息损失区；最后采用SAM算法实现零样本情况下的筏式养殖要素提取。此外，采用高分6号影像数据集，同两种先进的基于深度学习的算法——RSMamba（remote sensing Mamba）和Swin Transformer进行了对比验证，结果表明：本文算法提取结果的准确率和完整率均不低于90%，错误率不高于0.02%。

岩溶是城市环境中的一种典型地质病害体，其发育会影响地表建筑的稳定性与安全性。相比于围岩，岩溶的横波速度较低，以低速异常体形式体现。环境噪声中的面波对横波速度敏感，其中的高阶面波对低速异常更加敏感。然而，由于使用了全局算法，目前的分阶段多阶面波频散曲线反演方法计算量较大。为此，本文对其做出改进：在第一阶段反演中使用局部优化算法中的预处理最速下降算法反演识别出的基阶面波频散曲线；在第二阶段反演中使用模式搜索算法反演所有的频散数据，并在迭代中使用Kuhn-Munkres算法动态确定未定阶次频散数据的阶次。以四层含软弱夹层地质模型反演测试为例，测试改进后方法识别浅层介质低速夹层结构的效果；并将其应用于深圳市龙岗区岩溶发育区的实际被动源数据，以评估改进后反演方法的实用性。结果表明：高阶面波频散数据是独立于基阶面波频散数据的观测约束，可提高反演结果的精度和垂向分辨率，增强对软弱夹层的识别能力；在深圳市龙岗区成功识别出了测线下方的岩溶发育区。高阶面波频散能量缺失与混叠是浅层面波数据中的一种常见现象，在多阶面波频散曲线反演中需要动态识别高阶面波频散数据的阶次。

致密砂岩储层物性差、非均质性强、砂体连通性复杂，水平井体积压裂是该类储层高效建产的主要手段。综合评价储层品质、压裂裂缝空间展布形态、缝网连通性及储层改造体积是决定单井产量的关键。本研究运用井中微地震监测技术对鄂尔多斯盆地中东部地区三个区块六口井的压裂全过程开展裂缝监测，并持续进行生产动态跟踪，综合分析气井压裂改造效果。研究结果表明：水力压裂规模控制储层改造体积，压裂规模增加与裂缝扩展正相关，当压裂规模达到一定水平后，缝网会产生明显的边际效应；在同等压裂改造规模条件下，优质砂体规模越大，水力压裂改造效果越好；根据储层岩石力学性质设计压裂簇间距，储层脆性指数越高，设计簇间距越大；簇间距分布均匀时，压裂后能够形成互相影响的复杂缝网；优质储层条件与压裂改造规模匹配度越高，单井产量越高。

测井曲线构型单元识别是油藏精细描述的重要工作。近年来机器学习方法在构型单元识别中应用广泛，但对占比小的低级次构型单元识别精度普遍偏低。本文提出一种基于双向堆叠长短时记忆网络和随机森林(RF)的逐级构型单元识别方法，并以鄂尔多斯盆地城探3区辫状河储层三、四级构型单元为例进行识别。首先利用时间网络模型提取测井曲线的韵律特征，完成对泛滥平原、河道、心滩等四级构型单元的识别；在此基础上，通过伽马阈值约束的RF方法实现对心滩内落淤层的识别。在下石盒子组8段三、四级构型单元识别应用中，与现有机器学习方法的对比结果表明，优化后的逐级识别方法在验证集储层构型单元刻画中，准确率达到了94%及以上，优于直接采用机器学习方法，具有更高的识别精度。

列车震源作为一种潜在的噪声源，可利用其能量强的特点实现浅地表被动源面波成像；但由于列车信号方位性及可重复性强且非平稳的特点不满足地震干涉法中的震源均匀分布假设，在进行地震干涉时会出现串扰现象，降低了虚炮集的信噪比。互相干干涉适用于震源自身存在相干性的情况，在处理交通噪声等相干噪声源信号时具有更加优越的性能。本文对列车地震数据处理流程进行改进，将互相干干涉引入列车噪声地震干涉成像，开展互相关干涉法和互相干干涉法成像效果对比研究，并依托模拟数据和实测数据验证方法的可行性和有效性。得到高质量虚炮集后提取频散曲线，并利用频散曲线进行反演，最终得到地下速度结构剖面，实现列车震源的浅地表面波频散成像。研究结果表明，互相干干涉法在处理列车震源信号时，能够有效减少串扰现象，显著提高虚炮集的信噪比。

为厘清夹层型页岩油富集的主控因素，根据烃源岩相对发育位置、储层与烃源岩的垂侧向关系，划分了鄂尔多斯盆地姬塬地区长7₁₊₂亚段夹层型页岩油的供烃方式，并利用油气显示井占比、油气充注厚度、油气充注强度与含油饱和度表征了不同供烃方式控制下的含油性，揭示了不同供烃方式控制下的夹层型页岩油差异富集特征。结果表明：鄂尔多斯盆地姬塬地区发育上下供烃型、底部供烃型、下部供烃型和侧向供烃型四种供烃类型；上下供烃型和侧向供烃型含油性较好，底部供烃型和下部供烃型次之。上下供烃型含油性取决于储集岩的储集能力，底部供烃型含油性受控于动阻力的配置关系，侧向供烃型含油性取决于连通烃源岩的砂体连通性，下部供烃型含油性受叠置砂体的裂缝密度影响大。