鄂尔多斯盆地深部是目前我国石油领域研究的热点。在构造控制沉积的思想指导下，运用层序地层学理论，以野外露头观察、岩心观察、测井和地震剖面研究为基础，以单因素分析-综合编图为方法，以盆地寒武纪构造-沉积演化为主线，以储层-成藏为目标，首次编制了三级层序地层格架下的鄂尔多斯盆地寒武纪岩相古地理图。本区寒武纪具有一个由清水与浑水交替出现的碳酸盐岩缓坡向台地、局限台地演化的动态过程，而且古气候也有一个由干旱向相对潮湿演变的趋势。早期近南北分异，晚期近东西向分异。早期南部存在奥拉谷。中晚期除北部和西缘部分地区外，鄂尔多斯古陆基本被海水覆盖，完成了从陆到海的转变，形成了以陆表海浅水台地为主要特点的古地理格局。“古鄂尔多斯海”的形成是环境变化的转折点。晚期西部发生隆起，这是鄂尔多斯盆地“中央古隆起”的雏形。该隆起走向近南北，与奥陶纪中央古隆起范围基本相同。通过构造沉积-演化分析，首次明确了“中央古陆”最早的形成时间为寒武纪芙蓉世到早奥陶世，也明确了鄂尔多斯盆地寒武纪早期潮坪相为优势相带、而张夏组鲕粒滩具环陆分布特点、三山子多孔白云岩主要发生于寒武系上部，具有全区分布特点。怀远运动是寒武系顶部遭受风化剥蚀而发生岩溶作用的主因。祁连洋的俯冲作用是鄂尔多斯古陆发生变异的主要动力。怀远运动形成的寒武系顶部（包括部分下奥陶统）不整合面可能是最重要的深部勘探方向。

近期在塔里木盆地顺托果勒地区顺9井发现了下志留统柯坪塔格组下段原生油藏。通过岩心、测井和三维地震综合解释认为：柯坪塔格组下段沉积期间，顺托果勒地区经历了半深海-浅海-三角洲沉积过程，油层砂岩属于柯坪塔格组下段上部的由北向南的三角洲河口坝与分流河道沉积。南部附近的塔中隆起虽然距顺9井较近，但并未提供陆源碎屑物质。由于后期构造南抬北降，所以油藏区现今构造属于北倾缓坡背景，其上局部发育低幅度构造。圈闭类型主要为三角洲砂体岩性圈闭，其次为低幅度构造圈闭和岩性构造复合圈闭。有利圈闭区位于三角洲前缘主砂体发育带和局部构造圈闭叠合区。

研究鄂尔多斯盆地延安组的煤层发育特征，首先建立延安组等时的层序地层格架，进而分析可容空间变化对煤层形成的控制作用。通过分析野外露头、钻孔、测井等资料，识别延安组中发育的关键层序地层界面，将延安组划分为3个三级层序；层序由低位正常湖退、湖侵、高位正常湖退和强迫湖退4个体系域组成，并建立了全盆地范围等时的层序地层格架。研究发现:在等时层序地层格架中，煤层主要发育在层序I、层序Ⅱ湖侵和高位正常湖退体系域的中、晚期和层序Ⅲ的湖侵体系域的晚期；在区域上，盆地北部地势较为平坦，发育中等厚度、区域稳定性较好的煤层,盆地南部发育稳定性较差的厚-巨厚煤层；从滨湖平原到三角洲平原再到河流泛滥平原，厚煤层从位于四级基准面上升半旋回的底部逐渐过渡到中上部。综上可知，不同沉积区可容空间增加速率与泥炭堆积速率达到平衡的位置不同，厚煤层主要发育在二者近似处于平衡状态的位置，并且发育随着沉积相带变化有规律地迁移。

通过详细的野外地质调查和有机地球化学、流体包裹体、(U-Th)/He、裂变径迹及盆地模拟等测试分析手段，深入系统地探讨了中扬子北缘京山雁门口二叠系古油藏源岩、原油有机地球化学特征及古油藏形成-改造过程。研究结果表明：区内二叠系烃源岩有机质丰度高、类型好，属于优质烃源岩；区内油气显示主要为黄绿色或褐黄色轻质油苗，产状以晶洞型、裂缝型和缝洞型为主；源岩和原油的有机质主要来源于海相还原环境，推测原油可能主要来源于二叠系烃源岩，为自生自储；古油藏油气显示保存至今的最主要因素可能是保存条件或封闭条件较好。通过流体包裹体和地层埋藏史分析认为，区内二叠系烃源岩生油时间主要在早三叠世初期；而在晚三叠世-晚侏罗世(203~159 Ma)有一期或多期与油气运移有关的热流体活动，同时也是古油藏形成的关键期。裂变径迹和(U-Th)/He热年代学证据则显示古油藏形成后主要经历3期构造叠加改造(晚侏罗-早白垩世的强烈构造抬升-冷却、晚白垩世-古近纪早期的缓慢抬升-冷却及古近纪中后期以来的相对强烈的抬升-冷却),其中晚侏罗世-早白垩世的构造抬升剥蚀-冷却事件可能是古油藏被改造，乃至完全破坏的主要因素。通过对该古油藏系统分析认为，在中扬子燕山期构造活动较弱地区，二叠系裂缝、晶洞发育带内上古生界海相油气勘探潜力较大。

巴西坎波斯盆地和桑托斯盆地均为典型的被动陆缘盆地。随着勘探程度的增加和近年来在桑托斯盆地深水区盐下油气的重大发现，坎波斯盆地和桑托斯盆地之间的构造-沉积演化和油气地质特征的差异性越来越明显。通过对坎波斯盆地和桑托斯盆地区域地质特征和油气成藏条件差异性的比较，总结出两个盆地油气分布特征的截然不同。研究表明，盐窗比较发育的坎波斯盆地中已发现的油气主要富集于盐上浊积砂岩,而连续盐岩发育的桑托斯盆地已发现的油气则主要富集于盐下湖相碳酸盐岩。对于盐下层系，连续分布的盐岩和圣保罗高地的发育控制了盐下层系油气的分布；对于盐上层系，盐相关构造的发育则为油气垂向运移提供了有利通道，从而控制了盐上油气藏的形成与分布。

锆石U-Pb定年结果显示，松辽盆地长岭断陷松南180井中基性火山岩形成于101～116 Ma的早白垩世晚期，属于营城组，非火石岭组火山岩。岩相学观察主要由安山岩和橄榄玄武岩组成，化学成分显示为玄武岩、粗面玄武岩和玄武质粗面安山岩，属碱性系列，镁质量分数较低，镁值较小（Mg^#=0.27~0.53）。稀土元素总量较高（w（∑REE）=（164.98~257.27）×10^-6），轻重稀土分馏明显（（La/Yb）_N=6.60~10.96），铕异常微弱（δEu=0.85~1.02）。富集大离子亲石元素和轻稀土元素, Rb，K 相对亏损，相容元素（Cr、Co、Ni）质量分数低，高场强元素Nb、Ta弱富集，整体表现出与 OIB(洋岛玄武岩)一致的稀土图谱和微量元素特征。岩浆源区为软流圈地幔，经历了深部地幔流体的交代富集作用，岩浆未遭受地壳物质的混染。

延吉盆地是一个后期改造较为强烈的断陷盆地。应用地震、地质、测井资料识别出延吉盆地中存在6个较大的不整合面，它们以角度不整合和超覆不整合2种类型为主。分析认为,燕山Ⅰ、Ⅱ幕运动形成了盆地雏形,燕山Ⅳ幕运动则使盆地回返，此期出现大量高岭石（40%），表明其与大气水淋滤等有关。短暂沉降后（龙井组）,燕山运动晚期（Ⅴ幕）发生的又一次大规模以南北挤压为主的构造运动,导致南北两翼抬起幅度巨大，剥蚀厚度超过700 m，盆地中部剥蚀厚度大约为300 m。不整合面是划分三大构造层（前断陷期、断陷期、坳陷期）的依据。其早白垩世铜佛寺组和大砬子组间的整合关系利于油气的生成。不整合面既可改善储集体的渗透性，又是形成油气二次运移的良好通道。初步预测与不整合有关的油气藏（侵蚀残丘、地层超覆不整合、断层坡折）可作为下一步勘探的目标。

介绍一种定性识别和预测断层相关裂缝的新方法-断面脱空法。该方法以断面脱空理论为基础，通过建立断面脱空空间与断层相关裂缝之间的置换模型，从而实现通过观察断层形迹开展地下断层相关裂缝的定性识别。以塔中Ⅰ号断裂带西侧中古3、塔中72两个井区下奥陶统良里塔格组（O₃l）为例，基于地震资料分别开展剖面和平面上的断层相关裂缝识别，并将预测结果与钻井、测井及地震属性分析获得的裂缝发育特征进行对比研究。结果表明:利用断面脱空原理预测结果与钻测井揭示结果基本一致，与根据均方根检测的裂缝平面分布对比，细节上有差异，但总体特征基本一致，表明利用断面脱空原理可以定性地对断层相关裂缝做出预测。断面脱空理论的提出不仅为定性评价地表、地下断层相关裂缝发育分布规律提供一种新思路，更为定量表征断层相关裂缝提供重要的理论依据。

对安徽新桥矿床进行系统的野外地质调查和矿相学研究发现，层状矿体中的胶状黄铁矿交代矽卡岩磁铁矿矿体，为探讨层状硫化物矿床是早期沉积成因还是岩浆热液成因提供了新的地质约束。对铜陵矿集区内的新桥矿床层状菱铁矿矿体和凤凰山矽卡岩型矿体中的菱铁矿开展了Fe同位素组成的对比研究，结果显示：新桥矿床菱铁矿与典型低温热液脉型矿床和沉积铁矿中的菱铁矿在Fe同位素组成特征上有所不同，而与凤凰山矽卡岩型矿床中的菱铁矿更为接近；新桥矿床中胶状黄铁矿和菱铁矿相对于磁铁矿富集Fe的轻同位素，表明磁铁矿不是过去认为的由胶状黄铁矿和菱铁矿矿胚层经热液改造形成，而是与典型的岩浆热液有关。新桥矿区层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体中，近岩体矽卡岩和最早形成的金属矿物磁铁矿比岩体更为富集Fe的轻同位素，而赋矿围岩比岩体更为富集Fe的重同位素。同时，不同矿化阶段形成的含铁矿物和不同空间位置的硫化物中的Fe同位素组成呈现出时空分带现象，Fe同位素组成的时空演化特征与流体出溶、流体演化非常一致，并且符合同位素分馏的基本理论，表明层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体具有相同的成矿物质来源，为同一流体体系演化的产物。新桥矿区岩相学的研究结果和Fe同位素组成特征均表明，新桥层状硫化物矿床不是海西期喷流沉积成矿作用的产物，而是燕山期热液成矿作用的产物，为一个典型的热液成因矿床。

西秦岭造山带东段西成矿田内发育一系列泥盆纪的喷流沉积型（SEDEX）铅锌矿床，甘肃徽县洛坝铅锌矿床就是其中的代表型矿床之一。它产于中泥盆统安家岔组焦沟层上部，矿体分布受洛坝背斜和南、北两翼断裂控制，与地层产状基本一致，矿石主要为纹层状、层状、浸染状、块状构造。经过详细的显微构造和SEM扫描电镜分析，鉴定出与喷流沉积有关的通道构造、淬火构造等。矿床地球化学分析显示,该矿床赋矿围岩的Ba、As、Sb、B、Ag、Hg等喷流沉积指示元素值均较高，且两者均具有LREE相对富集、明显的Eu正异常和中等Ce正异常特征，对比表明,成矿流体中的REE主要继承赋矿围岩（硅质岩）。矿床包裹体及硫同位素分析表明：成矿温度为168~350℃，以中、高温为主；早期矿化硫化物的δ³⁴S值（平均9.8‰）明显大于晚期矿化硫化物的δ³⁴S值（平均5.6‰），说明后期改造作用中有地层硫的参与。综合研究表明，该矿床为热水喷流沉积型铅锌矿床，后期又受到海西期-印支期的叠加改造，并确定该矿床为秦岭后造山期板内伸展热水喷流的产物，最后建立了洛坝铅锌矿床热水喷流沉积成矿模式。

八里房金矿床位于黑龙江省漠河县西北部，是一个新发现的金矿床。矿体赋存于闪长岩和中侏罗统额木尔河组长石砂岩中，矿石由含金、黄铁矿的长石砂岩和石英细脉组成。岩石地球化学研究表明：闪长岩稀土总量中到低，富集大离子亲石元素(如K、Rb、Ba)和化学性质活泼不相容元素(如U、Th、Pb)，相对亏损高场强元素(如Ta、Nb、P、Sr、Ti)，球粒陨石标准化稀土配分模式为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型，具有弱的Eu负异常(δEu平均值为0.8)，无Ce异常(δCe=0.9～1.0)，元素地球化学性质反映出八里房闪长岩具有岛弧岩浆岩的特征;长石砂岩稀土元素总量(∑REE)变化较大，具弱Eu负异常(δEu平均值为0.8)，无Ce异常(δCe=0.9～1.0)，为活动边缘砂岩系列。含金石英脉中流体包裹体有气液两相、含CO₂三相和纯CO₂流体包裹体3种类型。气液两相包裹体均一温度为107.9～247.4 ℃，盐度(w(NaCl))为3.05%～8.55%，密度为0.84～1.00 g·cm^-3;含CO₂三相包裹体完全均一温度为269.8～332.7 ℃，盐度为4.41%～10.29%，成矿流体为中低温、低盐度的热液流体体系。基于矿床地质特征、岩石地球化学和成矿流体特征的研究，笔者认为八里房金矿床为造山型金矿床。

岩前钨矿位于南岭东西向构造与滨太平洋北北东向构造带的交汇复合部位，南岭成矿带东段北部。主要矿床类型有矽卡岩型白钨矿和石英脉型黑钨矿，矿体产于燕山早期花岗岩内外接触带内。在区域地质和矿床地质研究的基础上，采用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 法和辉钼矿Re-Os等时线方法，对与成矿关系密切的岩前花岗岩和含矿石英脉中辉钼矿进行精确定年，获得花岗岩的单颗粒锆石U-Pb谐和年龄加权平均值为(160.6±0.72) Ma，黑钨矿化石英脉中的辉钼矿为(159.2 ±2.3) Ma。这一成果揭示，花岗岩的就位年龄与含矿石英脉的形成几乎在相同热过程完成。结合前人研究，进一步得出南岭地区160~150 Ma成岩成矿作用主要分布于南岭中东段，成岩成矿作用与华南地区东部岩石圈大规模伸展的构造运动力学背景有关。岩前钨矿与区内盘古山、画眉坳、柿竹园等著名矿床具有相同的成矿时代、成矿背景和相似的成矿条件，属同一个成矿亚系列，预测岩前钨矿具有较大的找矿潜力，重点突破对象为内接触带石英脉型和接触交代矽卡岩型钨多金属矿体。

翠宏山钨钼多金属矿床是小兴安岭-张广才岭成矿带内一个重要的矽卡岩型矿床，钨、钼、锌均达大型规模。为确定该矿床的形成时代，对取自岩体内接触带钨钼矿体的7件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年研究。结果表明:辉钼矿中Re质量分数为（0.376 9～0.973 7）×10^-6，Os质量分数为（1.272～3.234）×10^-9;获得的模式年龄为(199.0±3.1)～(203.9±3.8) Ma，加权平均年龄为（201.6±1.4）Ma(MSWD=0.80)，等时线年龄为（198.9±3.7）Ma(MSWD=0.83)。结合区域成矿作用分析认为:翠宏山多金属矿床的形成时代为早侏罗世，与成矿带内的霍吉河和鹿鸣等斑岩型（细网脉型）钼矿床同属燕山早期大规模构造-岩浆-成矿事件的产物。根据本次辉钼矿Re-Os定年结果，结合前人在矿区内所测多个花岗岩体的锆石U-Pb年龄认为:与翠宏山多金属矿床具成因联系的岩体应为二长花岗岩、碱长花岗岩，成岩成矿作用与古太平洋板块俯冲有关。辉钼矿中Re质量分数、成矿岩体的物质源区综合研究表明，翠宏山多金属矿床的成岩成矿物质具有壳幔混源特征。

运用Re-Os 同位素定年对赣北九岭-鄣公山多金属成矿带梅子坑钼矿床进行成矿年龄的厘定，获得5件钼矿石样品的Re-Os模式年龄为148.2~ 150.7 Ma，加权平均值为（150±1） Ma（MSWD=0.66），对应的等时线年龄为（148.9±4.4） Ma，指示该矿床的成矿时限为150 Ma左右，表明其形成与晚侏罗世中晚期的岩浆活动有关，可能与该时期由太平洋板块的俯冲而导致的持续挤压作用有关。结合该成矿带上的成岩成矿年龄，可推断该成矿带的形成不仅包括与岩石圈伸展减薄背景有关（约135 Ma）的钨多金属成矿作用，应该还存在中侏罗世晚期以来（约150 Ma）由东亚岩石圈板块汇聚作用而形成的一定规模和强度的晚侏罗世成矿作用。该年龄的精确测定将对赣北九岭-鄣公山多金属成矿带找矿起到很好的指示作用。

色那金矿是西藏多龙矿集区内发现的一个浅成低温热液型金矿点，其成岩成矿时代一直缺乏精确的年代学约束。对该金矿石英二长闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、主-微量元素分析和Sr-Nd同位素组成研究，首次获得了多龙矿集区色那金矿赋矿岩石的成岩时代。石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（122.0±1.8）Ma，代表岩浆的结晶年龄。石英二长闪长岩具低硅（57.26%~58.88%）、高铝（16.58%~17.50%）、富镁（2.65%~2.98%）特征，铝饱和指数（A/CNK）为0.93~1.09，富集轻稀土元素（LREE/HREE=6.28~7.25），δEu为0.85~1.05，富集大离子亲石元素Rb、U、La、Sr、Sm，亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等，相对于原始地幔具高Sr\[(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.705 023~0.705 453\]、低Nd\[ε_Nd(t)=-0.18 ~ 2.43\] 的同位素组成和古老的Nd同位素二阶段模式年龄（T_DM2=0.78~1.03 Ga），属于偏铝质-过铝质岛弧型花岗岩。多龙矿集区色那金矿早白垩世末岩浆活动与成矿作用很可能是班公湖-怒江洋向北俯冲诱发洋壳物质部分熔融，并有少量俯冲沉积物（3.1%~5.1%）和幔源岩浆参与部分熔融混合形成母岩浆，再经一定程度的分异结晶作用和接触交代作用而形成。

新华龙钼矿床位于中国东北地区吉林省东部，是一个新发现的斑岩型钼矿床。矿床产于花岗闪长斑岩中。矿床成矿阶段包括石英-浸染状辉钼矿、石英-网脉状辉钼矿、石英-黄铁矿-黄铜矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐化5个阶段。流体包裹体实验结果表明：流体包裹体的类型主要为气液两相包裹体，其次为纯气相和纯液相包裹体，还有少量含子矿物的多相包裹体。流体包裹体的均一温度为172～385 ℃，盐度(w(NaCl))为8.51%～45.44%。从早阶段到晚阶段成矿流体温度具有规律的演化，均一温度分别为360～390 ℃、270～350 ℃、250～260 ℃、220～230 ℃、170～190 ℃。其中:含子矿物多相包裹体均一温度为272～385 ℃，盐度为35.79％～45.44％，密度为1.07～1.08 g/cm³；气液两相包裹体均一温度为172～381 ℃，盐度为8.51％～23.36％，密度为0.70～0.99 g/cm³。激光拉曼光谱分析表明，包裹体的气体成分主要为CO₂、H₂O、N₂和CH₄。包裹体岩相学及测温表明，流体由早期的高温、高盐度、含二氧化碳的含矿流体在主成矿阶段发生流体包裹体的沸腾、CO₂逸出、温度降低等过程,导致大量金属硫化物沉淀。结合氢氧同位素特征，初步确定该矿床的成矿流体主要以岩浆水为主，后期有大气水的加入。流体沸腾是新华龙钼矿床成矿的重要机制。

松辽平原东部受第四纪差异性构造活动影响，形成特殊的更新世沉积地层。由于第四纪划分方案和地域差异，松辽平原东部中、晚更新世界限仍处于不确定状态。通过黑龙江省方正剖面的研究、中更新统顶部(149.6±10.4) ka光释光年龄和主要氧化物、微量元素、稀土元素分析以及区域剖面对比，认为将松辽盆地东缘中、晚更新世的界限年龄置于140 ka更适合地层实际情况。中更新世地层以河湖相、河流相和洪积相沉积物为主，完整的晚更新世地层应该包括下部的沼泽漫滩相黏土、亚黏土和上部亚砂土、黄土沉积。黑龙江省荒山剖面哈尔滨组下部可能由于相变而缺少沼泽漫滩相的沉积物。方正剖面与榆树东岗组剖面地层可以对比。中、晚更新世沉积环境发生了明显变化，主要氧化物、微量元素和稀土元素含量在中、晚更新世的地层界限处都发生了明显的突变。

为探讨南京下蜀土在三轴压缩下的宏观力学性质及微观演化机理，分别通过三轴试验仪和扫描电子显微镜（SEM）研究了下蜀土的宏观变形、强度特性及微结构变化规律。结果表明：下蜀土的结构强度与围压的比值基本上为常数，土体的结构强度与内部颗粒的排列、胶结性能,以及外部应力状态有关。三轴压缩下，随着应变增大，下蜀土中较大颗粒集聚体受剪破坏，而较小颗粒通过聚集增大，使得土体颗粒面积比例增大，但颗粒集团化程度降低，平面分布分散，颗粒排列逐渐朝无序发展，并在无序程度最高部位形成了剪切破坏带。

寒区工程被破坏的最主要原因之一就是冻融循环作用，冻融循环过程可导致土的工程性质发生较大的变化，进而导致寒区工程设施产生变形，甚至失稳。对冻融循环作用下土的结构、基本物理性质以及力学性质进行了分析和总结。研究发现：冻融循环作用后土颗粒之间的原有结构被破坏，从而形成新的结构，土中团粒会发生分裂和团聚作用，团粒粒径向均一性趋势发展，并且在不同的内部及外部条件下，土会产生不同的构造；冻融循环后，土的渗透性增大，塑性指数减小。松散土和密实土的密度以及孔隙比具有不同的变化趋势，并且可使无湿陷性的黄土状土中大孔隙增加并产生湿陷性。土的力学性质变化趋势不一，一方面这与土的构造变化直接相关，另一方面冻融循环试验方法的不同也是引起研究结果差异性较大的重要原因。因此，需要建立冻融循环作用下土工程性质变异性的判定方法、评价及预测体系，而这些也可能成为未来研究工作的方向。

充分认识岩石的地质本质性是准确描述其物理力学特性的桥梁。岩石的地质本质性涵盖了岩石的物质性、结构性和赋存状态3个方面的内容。在综合考虑岩石上述3方面特征及其与单轴试验联系的基础上，以矿物组成、密度、纵波波速和含水状态为基本指标，采用回归和BP神经网络的方法对碳酸盐岩单轴抗压强度进行预测，并采用灰色关联分析法验证本研究所选用的预测基本指标的合理性。实例应用表明：本次采用的回归方法对该类岩石强度预测的最大误差为15.3%，BP神经网络方法预测的最大误差为8.5%。预测误差出现的原因为碳酸盐岩物质组成复杂，所选预测基本指标是实际情况的简化，同时泥灰质岩石所具有的膨胀性也导致实测和预测结果具有一定的差异。

为辨识在天然降雨条件下，植被发育斜坡非饱和带中具有优先流效应的大孔隙流路径，不包括死端大孔隙，分析两种植被群落下非饱和带大孔隙流路径分布模式差异及植被根系、有机质含量、土壤颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响；选择亚甲基蓝作为染色示踪剂，结合降雨入渗模拟试验，在马卡山草本植被群落斜坡和木本植被群落斜坡开展染色示踪渗透试验。基于垂直开挖剖面采用图像处理技术获得大孔隙流路径分布模式图像。采用非参数检验分析大孔隙流路径差异。采用差方分析、回归分析法分析根系质量分数、有机质含量和颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响。结果显示：木本植被群落斜坡大孔隙流路径分布模式更复杂，尺度更大；根系显著影响大孔隙流路径数量、尺度和分布特征，尤其是垂直向下和顺坡向下的根系，当根系尺寸增大时，其对大孔隙流路径影响更显著；有机质有利于团聚体间大孔隙的形成；黏粒、粉粒和砂粒对大孔隙流路径形成没有积极功效，但砾粒有利于大孔隙路径形成，尤其是在表土层；根-土界面和砾-土界面也是重要的大孔隙流路径。研究表明，可以通过根系分布形态、规模，有机质含量和砾粒含量综合评价植被发育斜坡大孔隙流路径分布模式。

库区崩塌落石以直接打击和涌浪的形式威胁航道安全。三维流体力学与固体力学耦合分析崩塌落石产生的涌浪是目前该领域的研究热点和未来发展方向。以三峡库区巫峡剪刀峰河道为例，利用Flow-3D首次建立了一个k-ε湍流模型和GMO碰撞模型的流固耦合模型，假定的落石体积为1.2×10⁴ m³。流固耦合分析结果显示:运动物体在陆地斜坡上进行弹跳、翻滚、滑动；进入水体后，其运动受水体严重影响，运动物体将一部分能量传递给水体，能量传递率约为6.54%；水体获得了能量，最大涌浪达到10 m，但衰减很快，至河道中心线时浪高2.4 m，至对岸边浪高为0.89 m。根据涌浪高度大小进行了航道预警分区，建议将预警区北航道线南移350 m左右，航道内涌浪风险将大大降低，航道安全度得到提高。

岩爆是深部高地应力区地下岩体工程中的主要工程地质灾害之一，其发生及烈度预测是一个复杂的不确定系统问题。为了有效预测和判别深部工程岩爆灾害，在总体考虑岩爆各影响因素的基础上，选取地下工程中岩体完整性指数、岩石单轴抗压强度、岩石单轴抗拉强度、围岩最大切向应力、围岩抗压强度与其抗拉强度的比值、围岩切向应力与围岩抗压强度比值、弹性能量指数、岩爆倾向性指数作为岩爆预测的评判指标，提出了一种基于非线性参数优化的RBF-AR岩爆预测模型。在终南山隧道竖井岩爆判别中，利用RBF-AR法进行计算，计算结果与实际情况完全一致，表明该模型在岩爆预测中的可行性和有效性。

为了研究高温-高含冰量冻土的蠕变特性，在青藏高原多年冻土区开展了旁压蠕变试验。试验结果表明：旁压蠕变曲线可以借鉴Ladanyi的工程蠕变理论来表示；每个试验中瞬时弹性应变在各级压力下的总应变中所占比例的平均值为3%～7%，冻土温度轻微的改变都会引起剪切模量的大幅变化；冻土的初始蠕变应变可以采用幂函数形式来计算，其强化系数k=1.87，应变系数与负温绝对值之间呈线性正相关关系。稳定蠕变阶段的应变速率可以用Glen蠕变模型来表示，其中参数n随体积含冰量的增加而线性增加；若体积含冰量外推至100%（纯冰）时,n=3.85，这与前人通过室内试验得出的结果有些差异。温度较低时，蠕变速率较小；当温度趋近于0 ℃时，蠕变速率迅速增大。

水文地质参数在含水层压密过程中不断变化，这是诸多地面沉降模型实际应用中的难点之一。就含水层压密对水文地质参数的影响开展了初步的实验，结果表明，压密前后含水层的渗透系数和给水度发生了较大的变化。其中：渗透系数随模拟含水层介质压密过程的变化几乎呈线性的减小趋势，线性拟合决定系数为0.959 2~0.997 1；给水度随着含水层的压实而表现出下降的趋势较为复杂，随介质类型的不同而有差异。渗透系数和给水度的下降速度在不同介质中也有一定的差异。在本研究的实验模型尺度下，给水度和渗透系数呈现一定的线性正相关关系，一次线性相关函数斜率为0.001 3~0.005 1，截距为0.011 6~0.038 1，基本相近且在相同数量级。

入海河口中河水与海水的混合是海洋学中一个重要的界面过程，两者混合尺度和混合速率关系到河流携带物质的扩散范围和归宿，采用天然示踪剂²²⁴Ra和²²⁶Ra计算河水与海水的混合速率。2010年8月28日，采集了闽江河口区地下水样20个、河水样13个、河水与海水的混合水样12个，分别测量了每个水样的盐度、²²⁴Ra活度和²²⁶Ra活度。结果表明：地下水中²²⁴Ra、²²⁶Ra活度普遍高于河水；所有水体中的²²⁴Ra活度普遍都高于²²⁶Ra活度；河水遇到海水后，²²⁴Ra活度出现较大幅度的增加，而²²⁶Ra活度的增加并不明显。基于²²⁴Ra与²²⁶Ra半衰期的差异，在只有河水与海水发生涡流混合的情况下，计算获得河水与海水的混合速率为140.2~142.5 m/h。

利用标定后的TDR100系统原位监测太行山前深厚包气带（30.3 m）的土壤水热动态，根据2011、2012年2 a的监测结果，真实准确透析全剖面土壤水热运移规律。结果表明：厚度大、非均质并受控于多重外界条件的深厚包气带的水热运移，必然是相对滞后的复杂往复运动，水分补给滞后时间为2~3个月；粗颗粒层是良好的输水通道，而细颗粒层（如黏土层）才是决定入渗能力的关键层，对土壤体积含水量变化影响可达15%；浅层水热运移取决于降水蒸发和地表温度，5.0 m以下中深层水热运移常态取决于岩性和地下水位，而强降水入渗和人类活动产生瞬态关键效应。

由于盖层中可能存在未知断层和裂隙或被废弃井穿透，储存于深部地层的CO₂会发生向上运移泄漏影响浅层地下水水质，在天然流场的作用下，受影响含水层在泄漏停止后，可能表现出一定的自我修复能力。以美国某野外试验场地为例，以TOUGHREACT软件为平台，模拟分析当CO₂泄漏停止后含水层的自我修复能力。结果表明：CO₂泄露进入含水层会降低地下水中的pH值，从而引起地下水中碳酸盐矿物（本次研究中为方解石矿物）的溶解发生；当泄漏停止后，在天然流场的作用下，地下水中pH值逐渐回升，说明天然条件下的含水层对pH值具有一定的自我修复能力，但在修复过程中，由于沿途方解石矿物的溶解，使得地下水中Ca的浓度值逐渐升高,研究区天然流场对地下水中的Ca修复效果不佳。

作为城市下垫面的最主要组成部分，城市不透水面是引发城市热岛效应的主要因素，但目前不透水面与地表温度之间的定量关系仍不明确，不同研究的结论也不尽相同。选取了上海、广州、北京、长沙、兰州、福州等6个代表我国不同区域的城市作为研究区来进一步研究城市不透水面与城市热环境的定量关系。采用Landsat ETM+影像和线性光谱混合分析法提取出各个研究区的不透水面，利用热红外波段反演出各研究区的地表温度，采用多种回归模型和大样本量对二者之间的相关关系进行定量分析；在此基础上讨论了不透水面对城市热环境的影响机制。结果表明：不透水面与地表温度呈明显的正相关关系，并且以指数函数为最佳拟合模型，回归方程的相关系数均为0.750以上，最高可达0.954 1；高不透水面盖度地区的升温幅度更大，比低不透水面盖度地区高出0.600~1.700 ℃，其原因主要是高不透水面盖度地区的植被覆盖率低，蒸腾蒸发作用小。

为了研究采样和网格化方法对地球物理数据成图精度的影响，为野外数据采集布设提供一定的依据，采用数值模拟确定重力异常场场值，通过不同采样间距和不同插值方法计算重力异常绝对误差均方根值和节点处的绝对误差值，对比不同插值方法的误差，得到了如下认识：1）对于同一插值方法而言，存在小间距绝对误差均方根值小于大间距绝对误差均方根值的关系。2）对不同的插值方法而言:当采样间距小于最小异常地质体尺度时，绝对误差均方根值由小到大的顺序是径向基函数法、改进的谢别德法、克里金插值法、自然邻点法、反距离加权插值法、最近邻点法、最小曲率法，并且线性插值三角网法与自然邻点法具有几乎相同的数值；当采样间距大于最小异常地质体尺度时，绝对误差均方根值由小到大的顺序是径向基函数法、改进的谢别德法、克里金插值法、自然邻点法、最小曲率法、最近邻点法、反距离加权插值法，并且线性插值三角网法和自然邻点法具有几乎相同的数值。3）从绝对误差均方值看，径向基函数方法、改进的谢别德方法和克里金方法数值较小，其中径向基函数值绝对误差均方根值最小。4）从节点处绝对误差值来看，径向基函数方法、克里金方法、改进的谢别德方法相对其他插值方法具有更小的误差，不存在局部误差较小或较大的情况，是相对较好的插值方法，并且径向基函数方法是最好的。

蚁群算法（ACO）主要应用于组合优化问题（COPs），很少应用于地球物理重磁资料物性反演。首先,对蚁群系统中目标函数值与信息素的映射机制进行改进。理论模拟表明，改进后的Gauss模型在收敛速度和反演精度方面比传统的ant-cycle模型要好，适用于重磁资料物性反演。然后，将蚁群算法应用于南岭地区千里山岩体和九嶷山岩体重力资料反演与解释。结果表明:蚁群算法圈定的花岗岩岩体与地面地质填图结果及大地电磁测深反演结果吻合，较好地控制了千里山岩体和九嶷山岩体的深度和形状。该结果可为研究南岭地区花岗岩侵入模式和多金属成矿规律提供参考。

磁共振地下水探测信号的弛豫时间T₂和振幅与地下岩石孔隙大小和地下水的含水量直接相关。目前，磁共振地下水探测方法中，信号的衰减特性由平均弛豫时间T^*₂来描述。然而，对于复杂的多孔介质组成的岩石结构，仅由T^*₂无法准确描述地下孔隙情况。详细研究了基于不等式约束的多指数分解法，进行了信号T₂谱的提取，并重新计算多指数形式下的信号初始振幅。结果表明：对比信号在不同采集时间下的T₂谱提取结果，延长信号的采集时间有助于T₂谱的准确提取；通过磁共振仿真信号计算并分析不同信噪比下的T₂谱提取结果，信噪比大于30 dB时相对误差平均值小于5%；进行算法改进，得到信噪比大于10 dB时相对误差平均值小于5%的结果，且幅值和T₂的相对误差平均值降低了约1/3。由此可知:采用多指数分解法能够获得磁共振信号的T₂谱，正则化技术和加权修正能够提高T₂谱的准确度和抗干扰能力；与单指数方式相比，采用多指数拟合能够更准确地恢复信号初始振幅。

地震信号通常都被认为是服从高斯分布的。研究了实际地震信号的动态样本方差特征，假定地震信号是服从非高斯α稳定分布的。对于非高斯α稳定分布地震信号，其特征指数的取值大小表征了信号的脉冲强度，对地震信号去噪、阻抗反演等处理算法范数的选取起到了重要作用；当算法选取的范数大于特征指数时，将有可能得不到预期的结果。采用基于分数低阶统计量的α稳定分布特征指数计算方法，并结合粒子群优化算法，估计出了实际地震数据的特征指数最大为1.930 1。研究表明，实际地震数据的脉冲性强于高斯分布，其特征指数小于高斯分布的特征指数2。因此，将实际地震数据的统计分布假设为非高斯α稳定分布比假设为高斯分布更合理。

随钻方位电磁波电阻率成像资料在地质导向中起着至关重要的作用。利用三维有限差分数值模拟方法计算随钻电阻率仪器激发的电磁场随仪器方位变化的规律，分析实现方位电阻率测量以及成像的原理及方法。数值模拟结果表明：在常规随钻电磁波仪器的基础上，增加倾斜或横向接收(发射)天线，可以实现地层方位的预测和判断，同时方位电磁波电阻率成像结果受相对井斜角、地层电导率对比以及地层地质构造的影响；利用方位电阻率成像以及定向信号成像结果可以预测和判断层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向；幅度比电阻率成像效果优于相位差电阻率成像；在均匀各向异性介质中，线圈距和工作频率越大，视电阻率受垂向电阻率影响越大；线圈距越大，定向幅度信号越强，能预测的层界面的距离越大。

在浅层地震勘探领域，便携式可控震源的研制和应用目前仍没有达到实用化水平，震源激发能量与便携性之间的相互制约一直是困扰人们的一个棘手问题。振动式可控震源采用扫频方式激发，具有良好的相关特性，但若要增加输出力必须以增大自身重量、牺牲便携性为代价；冲击式可控震源采用冲击序列方式激发，具有能量强的特点，但若要减小解码地震记录中的相关噪声，必须增加冲击序列的长度，从而增加了勘探施工成本。研究冲击式与振动式可控震源的互补组合激发技术，保持了冲击式可控震源在能量与便携性方面的优势，在不增加冲击序列长度的前提下降低了解码记录中的相关噪声。相关分析、频谱分析、地震数值模拟和实际地震实验的结果均证实了互补组合激发方法的有效性。

裂隙性介质因其复杂的结构和可观的藏储量一直是资源勘查领域的重点研究对象。基于Hudson裂隙理论对裂隙介质中不同裂隙参数（数密度、角度、纵横比）下变化井径的井场响应进行数值模拟，得到如下结果：在裂隙数密度较小的情况下，纵波、横波以及斯通利波幅度对井径变化响应较敏感；在裂隙角度较大的情况下，斯通利波幅度对井径变化响应较敏感；在裂隙角度较小的情况下，横波幅度对井径变化响应较敏感；在裂隙纵横比较小的情况下，纵波、横波以及斯通利波幅度对井径变化响应较敏感；在频率-波数二维谱中，随着井径的增大，波动激发强度峰值所在的频率带以及波动的首次激发频率都向低频区域移动。由此认为：弹性波在裂隙性介质中传播时在受井径变化的影响下产生规律性响应，应用Hudson裂隙理论模拟裂隙介质的井场响应可以系统地分析裂隙参数和井径变化对声波传播规律的影响，进而指导实地裂隙储层声波测井勘探工作。

被动微波遥感混合像元分解是成功应用被动微波辐射计数据的关键，研究被动微波遥感混合像元分解方法具有重要的应用意义。提出基于地物分类信息的被动微波混合像元分解方法，通过模拟具有不同组分亮温分布的观测地区，将其与具有代表性的Bellerby提出的被动微波混合像元分解方法进行对比研究，分析两种分解方法的适用范围及影响其求解精度的主要因素。Bellerby的方法适合于观测地区中陆地组分亮温不变的情况，当观测地区陆地组分亮温发生变化时，笔者提出的方法能得到更加准确的分解结果。研究结果表明：笔者提出的方法进行混合像元分解后，其陆地组分亮温误差的平均值约为 0.1 K，水体组分亮温误差的平均值约为0.2 K；而采用Bellerby方法计算得到陆地组分亮温误差的平均值约为3.1 K，水体组分亮温误差的平均值约为5.9 K。