传统基于已有钻孔数据插值的温压场分析方法不能很好地反映地热资源渗流−传热耦合过程，造成对地热资源的成因机制认识不足。首先基于钻孔信息、物探信息、高程数据等多源数据进行相互融合，建立了张掖盆地高精确度三维地质模型。对比传统插值模型表明，多源数据融合建模能提升钻孔间地层精度50～300 m。基于三维地质模型开展了盆地渗流−传热场耦合数值模拟，对比关键点空间插值法，多场耦合分析更合理地揭示研究区储层温压特征。研究区地热水头在盆地中心靠东南处较高，逐渐向盆地北东方向降低，呈现整体由南东向北西渗流，经断层补给储层，渗流过程中被地温场充分地加热，随后由于储层埋深变浅和盖层变薄失去热量，温度场表现为中间高四周低，中心温度可达78℃。最后，建立了三维地热概念模型，结合构造、水文地质和地热地质条件等综合解释了盆地地热资源的成因机制。较之以往的二维模型，本研究三维概念模型和热−流耦合的方法更准确地描述了地热资源的空间分布特征和更合理地解释了资源成因机制。研究结果揭示了储层地下水由南东向北西渗流过程及盆地地热资源菱形叶状分布的成因机制，为精确圈定地热靶区和地热资源合理开发利用提供理论依据。

富满油田油气勘探潜力巨大，是塔里木油田增储上产的重要战略接替区。分析该区原油的来源、热成熟度以及充注过程对揭示研究区油气成藏模式和富集规律以及指导后期油气勘探至关重要。通过对富满油田F_I17走滑断裂带15个原油样品的有机地球化学和3口井（HD32，MS2和MS5）流体包裹体样品的系统分析，结合走滑断裂的走向分段及活动期次探讨了F_I17走滑断裂带原油地球化学特征和油气充注过程及其主要控制因素。研究结果表明该断裂带原油均源于下寒武统玉尔吐斯组烃源岩，芳烃参数换算的原油等效镜质体反射率值介于0.80%～1.20%之间，总体经历了较弱的原油热化学硫酸盐还原作用（TSR）、气洗和原油裂解作用。断裂带及周缘经历了加里东晚期、海西中−晚期和喜山期3期不同成熟度油和喜山期天然气充注，但南北存在同期不同成熟油充注差异，北段和中段以第2期（蓝绿色荧光）和第3期（亮蓝色荧光）油贡献为主，南段以第2期（亮蓝色荧光）油充注为主且存在喜山期天然气气侵改造。F_I17走滑断裂带原油热成熟度、气洗和原油裂解程度以及晚期油气贡献由北向南呈增大趋势，这种变化规律主要受控于南强北弱的断裂活动强度差异。研究表明断裂带北段−中段深部可能存在晚期较高成熟度油气，当前勘探深度并未达到液态烃赋存的下限，更深部的储层仍具有较大的油气勘探潜力。

准噶尔盆地勘探目的层埋深大，地震波高频吸收衰减严重，地震子波主频低、频带窄，导致地震数据分辨率不足，严重影响了砂泥岩薄互层的识别精度。反褶积是提高地震数据分辨率的重要手段，提出了一种频率域反褶积方法，通过优化目标谱设计达到拓宽地震数据有效频带范围、提高地震数据垂向分辨率的目的。首先构建了广义余弦宽带目标谱，根据目标谱与地震记录频谱对角矩阵和拓频因子之间的关系建立了拓频正演模型，然后利用整形正则化反演方法进行了拓频因子反演，最终实现了对地震数据的拓频处理。模型测试结果验证了基于广义余弦宽带目标谱反演的拓频方法的有效性，准噶尔盆地实际数据应用结果表明地震频带得到了有效拓宽，薄层识别能力得到了有效提高。广义余弦目标谱设计灵活，具有较宽的频带范围，其对应子波旁瓣振幅小，旁瓣宽度窄，基于广义余弦宽带频谱反演可有效提高地震资料分辨率，为非常规油气勘探提供可靠的数据支撑。

经历多年勘探，顺北地区走滑断裂带陆续取得了油气突破，形成北部油藏、南部凝析气藏、东部过渡到干气藏的油气类型和相态分布格局。因此，从整体油气分布讨论其天然气成因机制、来源和热成熟度，对下一步超深层油气勘探持续推进具有重要参考意义。通过系统采集不同断裂带天然气样品、对顺北地区天然气地球化学特征进行了详细剖析。研究结果表明：除断裂带局部存在较强的热化学硫酸盐还原作用（TSR）改造外，顺北地区天然气总体受TSR改造较小。顺北1号和5号带北段和中段天然气主要为来自干酪根初次裂解的原油伴生气，而5号带南段和4号带天然气主要为早期干酪根裂解气（油伴生气）与晚期原油裂解气的混合。顺北12号带天然气则为深部高温原油裂解气成因，原油裂解级别达到湿气裂解。研究区天然气主要来自下寒武统玉尔吐斯组烃源岩，生气母质具有底栖藻类或者底栖藻类和浮游藻类混源特征。最终，建立了针对玉尔吐斯组烃源岩生烃过程甲烷碳同位素热成熟度回归方程。研究结果可为下一步超深层天然气成因、来源和热成熟度分析提供重要参考。

目前库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组煤层的研究主要集中在浅部，有关深部煤层的研究较少。针对库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组煤层煤岩特征、储层物性和含气性不明等问题，依托钻井资料，采用地震资料处理、连井分析、取样观察及气测孔渗、等温吸附实验等方法，对该区块煤层的几何分布特征、煤岩煤质特征、储层物性、吸附性和含气量等方面进行了研究。研究表明：①研究区克孜勒努尔组深部煤层以原生结构为主，有机显微组分以镜质组为主，平均占比达62.20%，有机质类型均为Ⅲ型，中煤阶；整体属于中高挥发分、特低硫分、特低−低灰分的煤层；②深部煤层的气测孔隙度平均值为7.10%，平均渗透率为0.685×10⁻³ μm²，其甲烷的吸附能力受镜质体反射率、水分含量和灰分产率的影响大；③库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组埋深2 000～5 000 m的煤层主要分布在北部构造带内，面积达2 800 km²，单层厚度最高可达22 m，实测深部煤层平均含气量11.77 m³/t，资源潜力巨大。对比浅部煤层，研究区克孜勒努尔组深部煤层受埋深影响明显，成熟度高并已规模产气，具备勘探潜力；含水饱和度是影响克孜勒努尔组煤层含气性的关键因素；含水饱和度低且有利于游离气富集的迪北缓坡平台将是库车坳陷煤岩气的有利目标区。

歧口主凹新部署的HT1井在东营组三亚段（东三段）钻遇一套重力流砂体并获工业油流，取得了主凹区的勘探突破，但是目前对其物源方向和空间展布特征尚不明确，制约了下步勘探工作。基于地震和测录井资料，利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法对歧口主凹区东三段砂岩开展了源−渠−汇约束下的沉积体系研究工作。碎屑锆石U-Pb定年结果表明，歧口主凹东三段砂岩碎屑锆石年龄主要集中在160～100，300～240，2000～1680，2600～2300 Ma 4个年龄区间内，其中160～100 Ma区间年龄峰值明显。盆外物源区沧县隆起FU1X1井东三段砂岩碎屑锆石年龄在二叠纪（300～240 Ma）具有明显峰值。北部燕山造山带发育有从太古宙到中生代的岩浆岩，中生代岩浆作用强烈，160～100 Ma区间的年龄峰值特征明显。HT1井东三段砂岩碎屑锆石年龄特征与燕山造山带年龄峰值特征具有较高一致性，表明北部燕山造山带为其物源区。结合前人轻重矿物研究成果和东三段沉积时期歧口主凹区北高南低的古地貌特征，构建了歧口主凹区东三段砂岩“远源供砂、沟槽输砂、深凹聚砂”的沉积模式。研究成果为后续主凹区井位部署提供了依据。

构造成因裂缝对改善深层火山岩潜山储层物性和提高油气产能具有重要意义，由于其非均质性较强，需要对断裂带不同部位的裂缝发育密度进行精细刻画。实际生产中由于岩心和成像测井资料获取成本较高，因此引入基于常规测井曲线计算的综合裂缝指数，据此划分断裂带内部结构，定量识别裂缝发育密度，为火山岩裂缝型储层勘探提供依据。通过声波时差（AC）、中子孔隙度（CN）、密度（DEN）、井径（CAL）、深侧向电阻率（RD）、浅侧向电阻率（RS）和微侧向电阻率（RMLL）7种测井参数，构建了渤海湾盆地渤南地区中生界火山岩综合裂缝指数（CFI）模型；利用累计CFI曲线斜率变化定量划分了裂缝发育密集段边界，将断裂带内部分别划分为断核、损伤带和围岩，裂缝在损伤带内发育密度最大，其次为围岩，在断核内几乎不发育。研究区中生界火山岩中7种常见测井曲线在裂缝发育带中分别表现为AC、CN和CAL值增大，DEN、RD、RS和RMLL值减小的响应特征，CFI值在裂缝发育位置出现明显上升。结合成像测井和岩心资料表明，CFI曲线高值区与裂缝发育段呈对应关系。结合地震解释确定断核后，可以明确损伤带及围岩分布范围并进一步对渤南地区中生界火山岩中的裂缝进行有效预测。基于测井曲线计算的CFI模型能有效量化火山岩裂缝发育强度，定位裂缝发育密集带的井下空间位置，通过累计CFI曲线可实现断裂带内部结构的有效识别。

通过天文旋回研究，建立北礁凹陷渐新统陵水组的高精度且连续时间地层格架，并丰富该地区的古气候研究。采用时间序列分析方法，对北礁凹陷A井开展了旋回地层学分析研究；结合古生物多指标解释，开展了古气候演变分析。结果表明：在北礁凹陷陵水组沉积地层识别出了405 ka长偏心率周期、100 ka短偏心率周期、42.7 ka和43.2 ka斜率周期及20.5 ka岁差周期。通过天文调谐建立了持续时间约5.59 Ma的“浮动”天文年代标尺，以渐新世顶界面的地质年龄23.03 Ma作为时间锚点，最终建立陵水组(28.62～23.03 Ma)高精度的绝对天文年代框架。其中陵一段、陵二段和陵三段的底界面年龄分别为23.97，25.43，28.62 Ma，平均沉积速率分别为18.4，8.6，12.8 cm/ ka。利用有孔虫、有机碳质量分数、有机屑组分和碳氧同位素等古气候指标重建了陵水组沉积时期的古气候，其整体表现为暖−凉−暖的变化趋势。古气候分析和天文旋回分析对比显示，这一时期的气候演化受到偏心率、岁差等天文轨道力的控制。对北礁凹陷陵水组沉积地层进行天文旋回研究，探讨天文轨道参数对古气候的控制作用，建立了渐新统陵水组高精度且连续的时间地层格架。该方法为油气勘探中优质储集体层段预测提供了精细的年代框架，促进了北礁凹陷油气勘探的发展。

板桥凹陷沙三段扇体前缘远端−深湖区发育典型陆相断陷湖盆深层页岩层系，为了查明板桥凹陷深层沙三段页岩沉积特征，厘定页岩油气纵向甜点段，综合评价深层页岩勘探潜力，基于岩心、录井、分析测试等数据，采用地质统计、沉积相与有机地球化学分析、岩石薄片观察、全岩矿物X衍射、显微CT扫描及地球物理预测等技术，综合剖析页岩的宏观沉积特征和岩石组构类型、层理结构以及微观结构和组成特征，分析其生烃物质基础和成烃条件。结果表明，沙三段页岩层系宏观上可分为混积型、夹层型和互层型3种类型，其中混积型和夹层型分布范围广，岩石发育黑色、深灰色泥岩，为优势岩石组构类型。微观上极薄纹层、薄纹层泥页岩具有较高的有机碳含量，为优势纹层类型。成岩演化分析表明，3350 m深度以下发育层间水快速排出带、层间水随有机质快速排出带，形成的异常高压利于微观孔隙保存。综合研究表明，板桥凹陷沙三段页岩层系主体已达成熟−高熟阶段，具备油气富集成藏、规模聚集的良好条件，并指明C2，C6甜点段为主要的油气富集段，为页岩油气勘探评价提供了理论支撑。

近年来，鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气勘探取得了重大突破，吸引了国内外的广泛关注。同期，临兴地区本溪组铝土岩气也取得了一定进展，但对于该区铝土岩储层特征及其发育控制因素认识不清，制约了勘探进程。为了明确临兴地区本溪组铝土岩的储层特征与控制因素，通过开展全岩 X 射线衍射（X-ray diffraction，简称 XRD）、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、氮气吸附、二氧化碳吸附、常规孔渗检测等分析手段，对铝土岩储层的矿物组成、孔隙结构、储层物性等进行了精细表征，并结合地震测井等资料对铝土岩储层发育的控制因素进行了探讨。研究表明：临兴地区本溪组铝土岩中含铝矿物主要为硬水铝石，孔隙类型主要为粒内溶孔、粒间溶孔、基质溶孔、晶间孔以及微裂隙，偶见有机质孔。此外，铝土岩孔隙体积主要由介孔和宏孔提供，孔峰分布范围主要为30～70，80～130，4000～13000 nm。再次，铝土岩储层物性条件一般，孔隙度平均为3.28%，渗透率平均为1.398×10⁻³ μm²，但底部硬水铝石含量较高层段仍具有较好的物性条件。最后，临兴地区铝土岩储层发育受控于古地貌形态、古沉积环境和成岩作用，其中，洼地和沟槽的古地貌形态和封闭−半封闭的间歇沼泽和泻湖沉积环境控制了铝土岩的富集和分布，成岩作用则是在沉积环境基础上控制了铝土岩储层储集空间类型和物性条件。研究成果可为铝土岩气勘探提供理论参考。

松辽盆地的热结构分析多局限在南北分区的沉积层尺度，缺乏岩石圈尺度的全盆地热结构刻画，制约了以地球动力学为背景的成因分析。综合利用已发表的地表热流、地温梯度以及热物性参数，补充了姚家组、青山口组和泉头组的热物性测试分析，并增加了多个地温场数据，全面刻画了整个松辽盆地的地温场特征，剖析了现今岩石圈尺度的热结构特征。结果表明，松辽盆地地温梯度范围为21.10～63.45℃/km，平均值为（41.41 ±7.97）℃/km，高于全球平均的地温梯度值30℃/km；地表热流值的分布范围为30.38～106.58 mW/m²，平均值为（71.85 ± 12.87） mW/m²，也高于全球平均的地表热流值60 mW/m²，是一个典型的“热”盆。受太平洋板块俯冲作用、拆沉作用和热侵蚀作用的影响，热岩石圈明显减薄至现今的58.59 km。由减薄地壳中放射性元素生热产生的热流仅为16.40 mW/m²，占地表热流的22.83%；而受滞留板片脱水作用的影响，部分熔融的地幔热物质上涌，地幔热流贡献高达55.45 mW/m²，占地表热流的77.17%。因此，受控于岩石圈减薄作用和地幔上涌作用，松辽盆地具有“热”盆属性和“热幔冷壳”的岩石圈热结构特征。

川南地区下二叠统茅口组岩溶储层发育，是川南常规油气勘探关键层系。表生型岩溶储层发育程度直接受控于丰富多变的岩溶微地貌，所形成的岩溶储层横向非均质性强。利用三维地震资料，结合地层厚度、梯度结构张量属性和地质体雕刻技术刻画了云锦地区东吴期岩溶微地貌特征，并通过模型正演和振幅属性，预测了表生岩溶储层有利区带。研究结果表明：①云锦地区在东吴期岩溶微地貌差异大，发育一系列岩溶塌陷体，在地震上表现为茅口组顶界地震同相轴“下拉”的特征；②利用梯度结构张量属性结合地质体雕刻技术有效刻画了云锦向斜区岩溶塌陷体，分析了其展布规律，平面上呈孤立、线状或连片3种展布方式；③岩溶塌陷体边缘两侧地震振幅减弱区，岩溶作用强烈，溶蚀孔洞发育，为储层发育有利区带。研究成果对后续川南云锦地区茅口组储层预测工作具有指导意义。

干热岩是一种开发前景广阔的地热资源。增强型地热系统（EGS）是当前干热岩开发的主要方式，需要通过多个工程环节衔接实施，循环试验是其中的重要步骤。循环试验实施过程具有长期性和复杂性的特点，亟需技术突破降本增效。总结了国内外较为典型的干热岩开发EGS工程的循环试验经验和探索方向，阐述了多种因素对于循环试验的影响，并结合青海共和场地的实际情况提出了发展建议。可以看出，以往提高循环试验效果主要是通过开发层位和井组调整、长期循环、储层改造以及化学刺激等方法实现的，而当前技术人员主要通过改进准确获取工程参数的方法，以及改进注采井组设计和储层改造工艺进行探索。循环试验的方案制定需要充分考虑地质因素，且数值模拟、储层刺激、流程设计、工程实施等方面都值得进行深入研究。随着开发技术的日趋成熟，干热岩地热资源将会成为我国能源结构中的重要一环，为经济发展和环境保护发挥重要的作用。

我国关键金属铌（Nb）资源匮乏，被“卡脖子”的风险高，为了破解这一困局，加强新类型铌矿床的研究和地质勘探迫在眉睫。以川南兴文地区上二叠统龙潭组（P₃l）下部黏土岩为研究对象，在样品铌含量分析的基础上，结合粉晶Ｘ射线衍射（XRD）、扫描电镜−能谱（SEM-EDS）、电子探针（EPMA）等手段，对富Nb样品进行了矿物鉴定及定量分析。结果表明，黏土岩中Nb₂O₅质量分数为41×10⁻⁶～437×10⁻⁶，平均187.2×10⁻⁶，达到了风化壳型矿床的最低工业指标，Li、Ga等元素富集程度也较高，是多种关键金属的富集层，具有良好的成矿潜力和找矿前景。粉晶X射线衍射（XRD）分析显示富铌黏土岩中含有较丰富锐钛矿，电子探针（EPMA）分析表明锐钛矿中Nb₂O₅的质量分数为0.09%～3.40%，平均1.17%。依据锐钛矿中铌含量、扫描电镜−能谱（SEM-EDS）扫面，以及全岩样品Nb₂O₅的含量特征，认为铌主要以类质同象形式赋存于锐钛矿之中，还有一部分被黏土矿物所吸附。Nb主要继承自峨眉山玄武岩中榍石等矿物的风化产物，风化作用的强弱对Nb富集成矿具有重要的影响，为风化−沉积型矿床。研究成果为铌资源地质找矿、资源评价以及综合开发利用提供科学依据。

在边坡稳定性分析中，通常需要对多个剖面的边坡稳定性进行单独计算。为了提高多剖面边坡稳定性系统计算的效率，提出了一种基于空间多剖面边坡稳定性系数计算的方法。首先，将二维剩余推力法扩展至空间剖面，形成空间剖面的剩余推力法；其次，通过在三维边坡工程地质模型上实现剖面图的自动生成和管理，进一步优化了计算流程；最后，为了实现快速高效计算边坡稳定性系数，引入了基于多线程并行计算的方法，并结合空间剖面的剩余推力法，对空间多剖面边坡稳定性系数进行了更为准确和高效的计算。以内蒙古锡林浩特某露天矿为应用实例，建立了内排土场边坡三维边坡工程地质模型，在此基础上，自动生成了7个空间剖面图，采用多线程并行计算出7个剖面的稳定性系数，通过可视化手段对计算结果进行了直观展示。采用多线程并行计算多剖面边坡稳定性系数能够充分利用计算资源，提高计算效率，同时，在实际工程应用中进一步证实了该方法的可行性和适用性。

裂隙岩体渗流具有非均匀性和各向异性，其复杂性体现在单裂隙的密度、产状和迹长等参数上以及裂隙网络的连通性上，而裂隙网络的连通性是三维裂隙岩体渗流参数计算的一个难题。目前三维裂隙岩体渗流参数的计算方法因其模型假设的不同而各有优缺点。为分析裂隙岩体水力各向异性及其渗透系数，基于降维思路，提出了三维裂隙岩体密集切面求解渗透系数的新方法。该方法在三维裂隙网络模拟的基础上，通过不同方向密集切面逼近裂隙岩体，将三维裂隙网络分解成多个连续的二维切面裂隙网络，对切面裂隙网络使用图论法分析裂隙水力的连通性和渗透路径，设置水头边界条件计算渗透系数，通过空间上线、面、体的关系，将二维空间上的渗透系数计算结果表达三维空间上的方向性，构建三维裂隙岩体网络的渗透张量。将切面渗透系数视为渗透椭圆计算切面渗透系数，给出了一种新的岩体渗透张量的求解公式。同时讨论了尺度效应和裂隙岩体渗透各向异性的表征方式，通过构建三维和二维裂隙网络，截取不同大小的单元体计算渗透系数，得出典型单元体的边长为20 m，并通过野外现场钻孔压水实验验证了方法的可行性。研究成果可以为求解不同尺度、非均质裂隙岩体各方向渗透系数提供参考。

研究地震诱发滑坡的空间分布规律，不仅能为灾区地质灾害隐患排查、灾情评估等提供重要依据，同时对后期灾后重建、灾后安置选址以及地质灾害防治等工作具有重要意义。以2022年9月5日四川甘孜泸定县M_s 6.8级地震为例，首先基于获取得到的震后0.2 m分辨率光学影像（digital orthophoto map，简称DOM）和0.5 m分辨率的数字高程模型（digital elevation matrix，简称DEM），采用人工目视三维遥感解译地震诱发滑坡，再结合野外调查修正，确定最终地震诱发滑坡数量，并在此基础上分析地震诱发滑坡分布与地形地貌、地质构造、地震因子等地质背景的关系。结果表明：①此次泸定地震事件在约680 km²的研究区内引发了9248处滑坡，且以中、小型滑坡为主，滑坡面积密度最高集中在鲜水河断裂、大渡河断裂以及锦屏山断裂3条断裂交汇处；滑坡总面积约45.57 km²，平均滑坡面积可达4941 m²。②本次地震滑坡分布主要受地面峰值加速度PGA以及断裂构造影响，多分布在PGA> 0.6 g（g为重力加速度），距发震断裂两侧1 km范围内；此外滑坡的发育还与距水系及道路距离呈负相关；局部受地形因素影响滑坡主要发育在高程1200～2400 m、坡度30°～60°、坡向E及SE向区域，且地层岩性多为硬岩。③此次泸定地震的滑坡数量及面积与震级关系也遵循指数分布；同时由于此次解译基础数据精度较高，解译得到的地震滑坡数量相比于其他文献而言更多，最小面积更小，总面积更大。本研究成果已应用于泸定地震灾区的灾后恢复重建工作，为提高抗灾能力和降低地震风险提供了科学依据。

影响锚杆−砂浆界面黏结性能的因素众多，而目前对该界面黏结性能的研究聚焦于单因素的影响，多因素作用下界面黏结性能的研究仍留有空白。以锚杆−砂浆为研究对象，采用电化学阻抗谱测试技术获取了不同影响因素下的锚杆−砂浆界面状态以及电化学参数，通过拉拔试验获取了锚杆−砂浆界面黏结强度，并结合电化学参数，探究了试样养护完成时，电化学参数与拉拔荷载之间的关系，分析了细砂粒径、锚杆直径和水灰比3个因素对锚杆−砂浆界面黏结性能的影响。由正交试验敏感性分析可知，试样的拉拔荷载主要受锚杆直径控制，孔隙溶液电阻（R_s）主要受水灰比控制，电荷转移电阻（R_ct）则没有明显的控制性因素；在试样养护完成时，受3个因素的影响，锚杆−砂浆界面会出现钝化膜完整与钝化膜不完整2种状态。研究结果表明，在试验所选择的范围内，拉拔荷载会随着细砂粒径的增大和水灰比的减小而增大，并且试样的拉拔荷载与孔隙溶液电阻（R_s）和电荷转移电阻（R_ct）呈正相关。研究成果对锚固结构砂浆配比及应用中的有效性验证具有重要意义。

强酸性废水对碳酸盐岩有很强的腐蚀性，可以导致碳酸盐岩的物理力学性质发生重大改变。为了研究酸性淋滤液对碳酸盐岩的溶蚀损伤和力学损伤，通过开展不同流速条件下，不同时长磷石膏酸性淋滤液对灰岩的溶蚀试验研究，分析了试验前后岩样的表观特征、质量、孔隙度、单轴抗压强度以及声发射计数等指标的变化规律，揭示了酸性淋滤液对碳酸盐岩物理力学特性的影响。试验结果表明：岩样的溶蚀率、孔隙度增量与溶蚀时间及淋滤液流速均成正相关关系，力学强度与溶蚀时间及淋滤液流速均成负相关关系。随着溶蚀的进行，岩样表面会附着越来越厚的萤石矿物，使得岩样的溶蚀速率变慢。单轴试样的破坏形式由剪切破坏向张拉破坏逐渐转变。在磷石膏淋滤液溶蚀的酸性环境下，灰岩内部矿物成分被溶解，从而引起宏观力学参数的变化。研究结果可为酸性废水影响条件下岩溶介质稳定性分析、酸性废水处理、尾矿工程安全设计等方面提供理论与试验数据依据。

断层作为地质构造的重要组成部分，通过改变地下水流动路径、渗透性分布和溶质运移机制，显著影响污染物在地下水系统中的扩散范围和速度，然而国内外针对断层对垃圾填埋场地下水污染迁移模拟的研究尚不多见。基于GMS软件构建了包含断层渗透性的地下水流和溶质运移模型，开展了不同工况及断层渗透性增强下垃圾填埋场特征污染物渗漏对地下水环境和输水隧洞的影响模拟。模拟结果表明：在正常工况下，由于厂区底部防渗措施，污染物扩散范围基本限于厂区内部，且污染物中心最高质量浓度小于0.5 mg/L；在非正常工况下，1号、2号和3号污染源渗漏情景下污染物分别在第800，4015，1095 d扩散运移至输水隧洞所在位置，3种渗漏情景下污染物垂向扩散范围逐渐增大，但在平面上扩散范围存在较小差异。在1号和3号污染源情景下断层F4渗透性增强对污染物运移存在较大环境风险，在2号污染源情景下断层F3渗透性增强对输水隧洞区域未产生更大的环境风险。研究结果可为研究区地下水污染防治和风险评价提供科学支撑。

河湖−地下水交互带的复杂结构驱动着营养盐的迁移转化与归宿，探究氮素在地下水中的时空分布特征及其控制因素对于水质和生态系统的保护具有重要指导意义。以长江中游河湖−地下水交互带为研究对象，分别于丰水期和枯水期采集2个承压水剖面以及1个潜水剖面的地下水样品，进行水文地球化学分析，并运用随机森林模型探讨了氮素富集的控制因素。结果表明：地下水中氮素的主要存在形态为铵氮（NH₄-N），丰水期承压水NH₄-N质量浓度（0.37～4.96 mg/L, 均值2.07 mg/L）显著高于潜水（0～0.096 mg/L, 均值0.012 mg/L）。其低浓度Cl⁻/SO₄²⁻以及高浓度CO₂/HCO₃⁻指示NH₄-N的富集与天然成因条件下含氮有机质矿化过程密切相关。相比承压水，潜水枯水期NH₄-N质量浓度（均值1.25 mg/L）显著高于丰水期（均值0.032 mg/L），呈显著的季节性变化，且其Fe/Mn比值也相对较高。结合水位波动情况，潜水受人为活动影响较大，该含水层中NH₄-N富集后可进一步发生厌氧铁铵氧化过程。研究成果丰富了河湖−地下水交互带氮素赋存规律的认识，并可为氮循环相关的生物地球化学过程提供理论基础。

海洋生态观测是海洋探索、生态保护修复、灾害预警预报、防灾减灾的重要手段和途径。21世纪以来，为进一步开展海洋生态观测，应对在人类活动和全球气候变化影响下各类生态灾害预警、典型生态系统面临退化等威胁，海洋生态观测技术已逐步迈入自动化、智能化、实时反映动态结果的时代，对生态文明建设下海洋生态观测系统研究提出了更高的要求。讨论了国际近岸海域、深海、海底海洋生态观测系统发展和研究现状，对现有观测系统进行了总结，分析了我国改革开发以来海洋生态观测系统技术的发展趋势、海洋生态观测系统发展的必要性，以及目前我国以近岸生态浮标为主的生态观测系统在我国沿海省市发展现状，并对此类观测系统在应对脆弱典型生态系统、新型生态灾害等预警研究中存在的局限性。提出我国生态观测应由简单的生态浮标向立体观测网发展，并且针对不同的典型生态系统建立有针对性的“岸–海–空–天”立体观测网络。

开展土地调查与评价并发展特色产业是实现乡村振兴、巩固脱贫成果的重要工作。为了更加精准有效地指导区域农业生产布局和特色产业开发，在山西省长治市屯留区开展了富硒土地调查与评价工作。选取了富硒产业质量、生态环境和耕地地力3个方面的指标来构建富硒土地综合质量评价体系，运用模糊数学法、熵权法、综合指数法等方法评价与划分土地等级。结果表明：①屯留区硒含量等级为高和适量的土壤占比为54.47%，集中分布于全区东部；耕地地力等级分布不均，整体为西低东高；全域生态环境状况清洁。②屯留区一等富硒土地面积为299.33 km²，占比为26.21%，集中分布于东部平原地区。③屯留区小麦、尖椒和青椒达到富硒标准，尖椒富硒率为100%，农作物清洁状况良好。④依据评价结果，结合屯留区国土空间规划，划分出3类土地：A类地（富硒富肥且清洁）规划种植富硒小麦和绿色蔬菜，同时发展观光农业；B类地（硒适量且清洁）规划种植富硒辣椒，同时发展农产品深加工；C类地（非富硒富肥）打造农产品深加工体系，同时发展农贸和旅游。研究成果为屯留区富硒农业产业规划以及区域协同发展提供了理论支持及科学建议。

海底二氧化碳（CO₂）地质封存技术已成为目前碳封存、碳中和研究的热点，我国南海北部海底沉积层中存在CO₂水合物形成的有利空间和温压条件，在裂隙和孔隙中形成CO₂水合物，能够阻挡CO₂进一步向上运移而产生自封堵能力。然而，目前裂隙中CO₂水合物封堵效果与失稳条件仍不明确。采用高压低温水合物生长失稳可视化实验平台，模拟2℃、3～4 MPa的海底沉积盖层条件，观测裂隙中CO₂水合物的形成与注水增压失稳过程，利用突破压力、突破压差、持续时间、失稳起始阶段渗透率及封堵率为指标对水合物失稳条件与封堵效果进行了研究。研究结果表明，裂隙中水合物的形成经历成核、扩张、成型与聚集4个阶段；裂隙中形成的水合物能够高效地封堵水和CO₂等流体的迁移，但在流体压力逐渐增加达到临界突破压力时开始出现失稳现象，水合物的失稳经历粒度退化与表面摩擦破坏2个阶段，水合物团块内核部先失稳，在水合物表面未破裂前可保持封堵状态；裂隙中水合物失稳的突破压力为6.414～6.966 MPa，突破压差为2.403～3.203 MPa，决定水合物突破压力的关键因素是温度和压力条件，而流速的效应则主要体现在调节水合物进入失稳状态的具体时间；在3～4 MPa的海底沉积盖层条件下，裂隙模型中水合物封堵率为99.0%～99.6%，失稳起始阶段渗透率为0.555×10⁻³～1.260×10⁻³ μm²。需要保证封盖CO₂水合物层之下压力与海底实际压力之差小于2 MPa，以保持水合物的封堵效果。研究结果为南海类似条件下CO₂海底地质封存上覆盖层风险性评价提供参考。

地球物理方法可以有效监测四维水文地质过程中水流的动态和物质的传输，其成像精度往往与监测布置方案密切相关。以常用的高密度电阻率法（electrical resistivity tomography，简称ERT）为例，为了获得良好的成像精度往往需要大量的电极排列，导致监测时间较长，因而不能实时响应四维水文地质动态过程。已有ERT监测方案优化研究多侧重地表ERT，很少针对跨孔ERT。由于跨孔ERT在研究区域高精度刻画方面更具优势，提出了采用贝叶斯实验设计优化跨孔ERT监测方案。通过室内静态/动态实验以及野外场地数据，对比优化电极排列与传统电极排列的监测时间与监测精度，验证了贝叶斯实验设计优化方案的有效性。室内实验结果表明：优化后监测方案能减少约75%的监测时间，而且优化方案反演结果能更精准地动态刻画电阻异常区域，显著改善传统方案监测四维水文地质过程的滞后性误差。野外场地实验验证表明：在保证监测精度的前提下优化方案可减少约95%的监测时间。基于贝叶斯实验设计优化跨孔ERT电极排列监测方案为四维水文地质过程的高效监测提供了技术支撑。

为减轻滑坡灾害风险，进一步保障区域可持续发展，开展有效的滑坡监测与预测研究具有重要的现实意义。通过研究滑坡监测与预测中的关键技术与方法，分析各类算法在滑坡监测与预测场景中的效率和精度，不断提升滑坡灾害防治水平。在特征提取技术方面，对比分析了尺度不变特征变换（SIFT）、加速鲁棒特征（SURF）和自适应尺度不变特征变换（ASIFT）3种基于图像特征匹配算法的性能，其中ASIFT在匹配数量、精确率和召回率方面具有显著优势，尤其适用于准确性要求较高的复杂环境场景；在光流分析技术方面，探讨了基于Lucas-Kanade稀疏光流法和Horn-Schunck稠密光流法的应用效果，其中Lucas-Kanade稀疏光流法计算效率高，适合实时应用场景，但存在遗漏重要运动信息风险，Horn-Schunck稠密光流法能够提供全面的光流场信息，适用于环境复杂场景，但存在计算复杂度较高的不足，因而难以用于实时处理；在滑坡易发性预测方面，详细介绍了支持向量机（SVM）、决策树（DT）和随机森林（RF）等经典机器学习方法在滑坡预测中的应用优缺点，并重点研究了基于粒子群优化支持向量机（PSO-SVM）的模型性能，该模型通过优化超参数，显著提高了模型的分类准确度、泛化能力和预测精度。此外，通过引入Faster R-CNN模型，利用其先进的卷积神经网络架构，实现了复杂场景下滑坡事件的自动识别与分类，进一步提升了滑坡监测预警的效率和准确率。研究表明，ASIFT局部特征提取的精确率为0.84，Lucas-Kanade稀疏光流法的跟踪误差为0.12，PSO-SVM模型的均方根误差为0.52，Faster R-CNN模型在滑坡图像自动识别与分类方面的置信度可达0.98，综合性能较其他算法显著提升。综上所述，通过引入人工智能算法，结合多学科技术手段，全方面提升了滑坡监测与预测技术的效率和精度，研究成果为滑坡地质灾害防治提供了更有力的技术保障。

隧道工程中，隧道设计和施工安全的前提是准确评估隧道围岩变形量。将萤火虫算法（FA）、鲸鱼优化算法（WOA）和灰狼优化算法（GWO）与优化支持向量回归（SVR）结合起来，并基于此构建了3种混合群智能优化预测模型，以预测挤压性围岩隧道变形量。构建了一个包含62个样本的数据库，选取了7种隧道及围岩初始参数作为预测模型输入参数，将隧道径向变形量作为输出量。选择决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）模型预测效果的评价指标。最后，使用归一化互信息法评估不同输入参数对隧道围岩变形预测结果的影响。研究结果表明，FA-SVR模型在训练阶段和测试阶段的预测性能优于GWO-SVR模型和WOA-SVR模型，训练集和测试集对应的R²分别为0.9634和0.9648，RMSE分别为18.786和14.699，MAE分别为9.460和11.170，预测能力排序为：FA-SVR>WOA-SVR>GWO-SVR。萤火虫算法、鲸鱼优化算法和灰狼优化算法均能提高支持向量回归模型的预测性能，FA-SVR模型的预测效果最好，经过优化的混合预测模型性能显著优于经典模型。敏感性分析表明，节理密度是影响隧道围岩变形预测值的最重要参数。研究成果可为隧道工程安全控制提供重要参考。