渤海弧形断层数量多、分布广，控制构造圈闭的发育，但长期以来弧形断层成因机理未系统梳理，其对油气成藏的影响尚未明确，制约油气勘探。基于三维地震资料、断层断距分析、有限元应力模拟等手段，对渤海海域弧形断层的发育机理以及控藏特点进行了深入研究，结果表明：渤海弧形断层主要包括侧向牵引型、走向连接型、斜向伸展型和走滑旋扭型4种主要类型，侧向牵引型弧顶断距最大，斜向伸展型弧顶断距最小，而走向连接型弧顶侧翼断距最小；弧形断层弧顶位置差应力大，促进了储层微裂缝的发育，改善了储层品质；弧形断层通常为自运自封断层，自运自封能力大小与正断层上盘地层倾角、构造圈闭等高线与弧形断层夹角以及弧形断层曲率相关，弧形断层自运自封能力越强越容易成藏。研究明确了渤海弧形断层的发育机理及其对油气成藏的控制作用，可为油气勘探提供指导。

CO₂驱替是提高致密油藏采收率的重要方法。CO₂注入地层与原位矿物发生反应，改变岩石的孔隙结构。但致密砂岩成岩作用复杂，需要明确不同填隙物特征的致密砂岩在CO₂驱替过程中的微观结构变化机制。利用CO₂驱替、铸体薄片、扫描电镜、核磁共振、X射线衍射等方法，研究CO₂驱替前后致密砂岩矿物成分和孔隙结构的变化。结果表明，致密填隙物复杂多样，以黏土矿物和方解石为主，不同填隙物分布差异明显。填隙物会影响致密砂岩的矿物结构和孔隙形态。CO₂驱替后致密砂岩孔隙度增量平均值为0.55%、渗透率增加率平均值为21.59%、相对分选系数平均值仅降低0.01，表明CO₂驱替会增加储集层的孔隙度和渗透率，但对孔隙结构非均质性影响微弱。CO₂驱替过程中长石和方解石被溶蚀，生成石英和黏土矿物沉淀。在黏土含量高的致密砂岩中，CO₂溶蚀作用分散，新沉淀的矿物和从骨架颗粒剥落的黏土会堵塞孔隙，物性变化幅度小。在方解石含量高的致密砂岩中，碳酸会溶蚀大量方解石，形成新的储集空间和流动路径，显著改善致密砂岩物性。因此，CO₂驱替对不同填隙物特征致密砂岩的孔隙结构影响不同，CO₂驱替对方解石含量高致密砂岩的物性增加明显好于黏土含量高致密砂岩。研究成果可为致密砂岩油藏开发评价提供了新的思路。

琼东南盆地陵水X气田已探明天然气地质储量128.09亿m³，但受限于海域盆地水体深度大、钻井资料少、地震资料分辨率低、隔夹层识别不清，无法满足油气勘探需求。基于岩心、测井和地震资料，建立了隔夹层识别标准，并结合拓频与反演技术，揭示了黄流组重力流水道中不同成因隔夹层展布规律，为油气开发方案部署优化提供了依据。结果表明：①研究区整体为峡谷水道沉积体系，发育重力流水道、水道−堤岸、席状砂、滑塌沉积和深海泥5种微相。②黄流组发育泥质隔层、泥质夹层和钙质夹层。其中，泥质隔夹层具有高自然伽马、高密度、中声波时差以及低电阻特征；钙质夹层则表现为低自然伽马、高密度、低声波时差及高电阻特征。③泥质隔层主要分布在峡谷边缘及外部，呈大规模稳定分布；泥质夹层在峡谷内部水道两翼小规模局限分布；钙质夹层分布面积小且稳定性差。④隔夹层发育受沉积微相控制，重力流能量强时，其多出现在水道两侧堤岸泥沉积区，能量弱时则以深水原地沉积为主。⑤优化新开发井A-1部署方案及其井轨迹，形成了一套隔夹层半定量预测技术。研究成果可为研究区和类似深水气田隔夹层识别及预测、后续油气开发提供理论指导和技术支撑。

那能金矿床是滇东南地区一个重要的中型卡林型金矿，野外调研和室内岩相学观察表明该金矿发育2期黄铁矿（PyⅠ和PyⅡ），利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）对载金矿物黄铁矿和毒砂开展了原位微量元素分析，并结合硫同位素分析，探讨了成矿物质来源和矿床成因。LA-ICP-MS分析结果显示PyⅠ含有一定量的Au（质量分数均值6.37×10⁻⁶），主要富集Co、Ni、Se、W等元素；与PyⅠ相比，PyⅡ微量元素分布特征相似，但Au质量分数（均值68.02×10⁻⁶）偏高，相对富集Au、As、Sb、Cu等元素；毒砂中Au质量分数均值为36.02×10⁻⁶，主要富集As、Ni、Sb、Se、Au等元素，Zn、Ag、Hg、Tl元素含量较低。载金矿物δ³⁴S值分布范围较为一致，主要集中在13.7‰～16.5‰，暗示载金矿物的S可能主要来自于围岩。初步分析表明，那能金矿形成过程中，富含Au、As、Sb等微量元素的中低温热液流体，在相对稳定的成矿环境中形成PyⅠ黄铁矿，少量Au以固溶体（Au⁺）形式与PyⅠ同时沉淀，在PyⅡ阶段，区内强烈的构造活动使得成矿流体沿断裂上涌，与围岩发生硫化反应后，流体中H₂S浓度降低，Au-HS络合物失稳，Au过饱和沉淀后以纳米级包裹体（Au⁰）形式在PyⅡ黄铁矿中大量富集。研究成果对滇东南地区卡林型金矿床勘探与成矿规律研究具有重要指导意义。

为建立页岩沉积构造的测井精细分类方案与定量表征方法，支撑页岩油的高效勘探开发，以松辽盆地古龙凹陷青山口组一段（K₂qn₁）陆相页岩层系为例，基于岩心和薄片观察、全岩矿物X射线衍射和电成像测井资料，明确了岩性差异下的沉积构造特征，建立了适用于陆相页岩层系的沉积构造测井定量识别方法。结果表明，K₂qn₁页岩层系的不同岩性下沉积构造特征的差异主要体现在纹层的矿物组成和层理（纹理）的厚度变化上，沉积构造类型基于单层厚度的大小可分为纹层状（单层厚度≤1 cm）、层状（单层厚度1～10 cm）和块状（单层厚度≥10 cm）；依托电成像测井切片图像的高分辨率优势，利用边缘检测和霍夫变换识别电成像测井切片图像中的层界面，基于层界面厚度的大小，实现沉积构造类型的定量划分；该方法不仅克服了传统动静态成像测井图像对毫米级纹层表征精度不足的难题，同时弥补了以往利用纹层密度不能对测井单位窗长内层状和纹层状沉积构造进行精细划分的弊端。这种基于电成像测井切片图像的沉积构造测井识别方法精度高、应用广泛，可为后续陆相页岩储层有效性评价提供有力支撑。

二氧化碳强化石油开采（CO₂-EOR）是目前全球广泛应用的油田增产和碳封存技术之一。“双碳”目标导向下，CO₂-EOR数值模拟需考虑非独立水相对相间传质的影响，实现CO₂在油、气、水三相溶解分布的刻画。基于苏北盆地张家垛阜三段油藏实际储层条件，采用多相流数值模拟软件TOGA建立岩心驱替模型，实现三相全组分互溶模拟。通过模拟不同压力和注气速率下CO₂与油藏流体的相互作用，实现了研究区储层条件下CO₂在水、气、油三相中溶解性的差异性刻画，揭示了混相驱油机理。模拟结果表明，研究区发生混相驱的最小混相压力为30 MPa，此时油气界面张力接近0。混相驱替显著提高了石油采收率，如38，10 MPa围压下的采收率分别为85%，52%。CO₂在油相中的溶解性远大于其在水相中的溶解性，随着围压的增加CO₂在油、水两相中的摩尔百分数均提高，在22，38 MPa的围压下，水相中迁移的CO₂摩尔百分数分别为1.8%，2.1%，油相中迁移的CO₂摩尔百分数分别为70%，80%。研究区储层条件能够实现混相驱油，同时也有利于碳封存；提高CO₂注入速率可以提高生产效率，但对采收率和CO₂封存量的影响较小，还会增大气窜风险。研究成果为张家垛阜三段油藏的场地模拟和泄漏风险评估提供了技术参考。

樊151块为低渗透滩坝砂油藏，储层整体物性差，非均质性强，导致在实际开发中原油采收率较低，滞留了较多的剩余油。分析储层非均质性对剩余油分布的影响，找出剩余油富集部位，对油田提高采收率具有重要的指导意义。同时储层非均质性综合指数的计算在定量表征非均质性方面具有重要意义，因此提高储层非均质性综合指数计算的准确性，可为预测油田开发有利区和寻找剩余油提供参数依据。为提高储层非均质性综合指数计算的准确性，提出了层次分析法（AHP）−客观赋权法（CRITIC）组合赋权法，采用线性组合法得到主客观复合权重，定量计算储层非均质综合指数，该方法兼顾主观性和客观性，实现优势互补弥补了单一赋权的不足。使用该方法对樊151块沙四上纯下次亚段2⁴小层储层非均质性进行了定量研究，结果表明：非均质综合指数I值的范围0.27～0.73，综合指数值在0.4～0.65之间的约占63%。研究区目的层呈现中等−较强非均质，非均质综合指数值I的高值区域分布情况与该小层剩余油饱和度平面等值线图的高值区域基本吻合，表明AHP-CRITIC组合赋权法为评价指标合理地分配了权重，且构建了适用于该小层的储层非均质性定量评价标准。研究成果为储层非均质定量表征提供了新方法。

大坪金矿是哀牢山成矿带上重要的脉状金矿床，累计黄金储量超过 55 t，随着多年开采，矿山保有储量不断减少, 亟需开展矿区深部找矿预测研究，明确深部找矿方向。为探讨大坪金矿床深部成矿潜力，对大坪金矿白沙坡矿区V8脉状主矿体开展了构造叠加晕研究。结果显示：大坪金矿Ag、Cu、Pb元素与Au矿化具有密切联系，Au、Ag、Cu、Pb为大坪金矿近矿晕特征指示元素组合。根据改良的格里戈良分带指数法得到各勘探线轴向分带序列，发现各勘探线轴向分带序列具有“反分带” 特征，指示多期多阶段叠加成矿，结合微量元素轴向变化和地球化学参数变化，其南东方向160～200勘探线深部具有头尾晕叠加特征，指示南东深部矿体仍有延伸。采用克里金插值法得到衬值晕分带图，显示矿体向南东深部侧伏。根据矿体空间展布、地球化学特征和元素空间分布规律，建立了大坪金矿脉状矿体构造叠加晕找矿模型，认为160～200勘探线深部存在有利成矿空间，同时圈定找矿靶位，后续钻孔施工验证成功见矿。本研究表明构造叠加晕方法仍然是当前脉状金矿深部找矿有效手段之一，可为矿区深部找矿预测提供参考。

储层流体可动程度受储层物性及孔隙结构的综合影响显著，单一参数无法准确表征。为了明确孔隙结构综合表征在流体可动程度评价中的有效性，针对鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组长8₂致密砂岩储层，旨在探究孔隙结构参数与流体可动程度的关系。采用核磁共振（NMR）、高压压汞（HPMI）联测的实验方法，计算有效可动流体孔隙度（φ_cutoff）及有效可动流体孔喉半径（r_cutoff），并结合分形理论分析孔隙结构。进而使用主成分分析法（PCA）提取因子，并引入k-means聚类分析法，建立了致密砂岩流体可动程度综合评价方法。结果表明：研究区目的层孔喉类型以中小孔—中细喉为主，可动流体主要赋存在孔喉半径0.01～1.0 μm的孔隙中；分形维数介于2.4400～2.7412之间，平均值2.55；有效可动流体孔喉半径介于0.016～0.095 μm之间，平均值为0.049 μm；有效可动流体孔隙度介于0.716%～2.980%之间，平均值为1.598%。综合流体可动程度参数、物性参数、孔隙结构参数，提取4个主成分，分别评估储层渗流能力与储集能力、微观非均质性、产出能力、大孔喉占比。基于前3个主成分输出聚类结果，将实验样品划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。流体可动程度的综合评价结果可为同类型致密砂岩油藏储层评价及高效开发提供一定依据。

鄂尔多斯盆地南部的断缝体油藏开采前景较好，但其内部结构复杂多变，现有研究难以支撑断缝体油藏精细表征。为明确断缝体内部结构特征的变化规律，采用无人机倾斜摄影技术，对旬邑地区多种典型断缝体露头进行高精度采样和建模，利用自研软件采集并分析断缝体数据，开展其内部结构特征和裂缝发育规律研究。结果表明：①旬邑地区发育张扭型（半负花式、地堑式）、纯走滑（平移式）、压扭型（正花式）3类断缝体；②综合野外露头断层发育情况、岩层形态、裂缝发育特征等参数，将断缝体划分为破碎带、裂缝带和基质带，不同类型断缝体结构模式和定量规律差异较大；③裂缝密度受断缝体类型、断距、断层间距、断块位置和砂层厚度影响，总体为地堑式断缝体最高，半负花式断缝体次之，平移式和正花式断缝体最低；断距越大、断层间距越小、岩层厚度越低裂缝越发育；同一断缝体中，不同断块内的裂缝密度呈现出不同的变化趋势。本研究明确了4种断缝体的模式和定量规律，总结了不同因素对裂缝密度的影响，为地下同类储层表征提供了符合地质实际的定量断缝体结构依据。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带深层−超深层天然气资源丰富，气藏普遍表现出高演化特征。克拉−克深井区天然气在经典天然气成因图版ln(C₁/C₂)和ln(C₂/C₃)上呈现出“原油裂解气”特征，然而该区缺乏有效的Ⅰ-Ⅱ型干酪根和原油来源，判识结果与实际地质条件不匹配。为查明该区“原油裂解气”假象及成因，需深入研究其地球化学特征。选取克拉苏构造带EW向2个典型区块（博孜和克拉−克深）作为研究对象，采用黄金管热模拟实验、天然气组分及气体碳同位素分析等方法，系统分析不同源岩天然气的热演化特征；基于ln(C₂/C₃)−ln(C₁/C₂)交会图，建立库车坳陷克拉苏地区天然气混源定量解析模型。丁烷和戊烷异构化参数(iC₄/ nC₄>1.0且iC₅/ nC₅>1.0)表明克拉苏地区天然气为干酪根裂解气；混源比例计算结果显示，克拉−克深地区天然气主要来源于成熟煤系烃源岩，其贡献比例普遍超过80%；而博孜地区天然气主要来源于湖相泥岩，煤系气贡献比例仅约30%。克拉苏地区天然气并非原油裂解气，而是不同类型干酪根在高−过成熟阶段的裂解产物，其在经典判识图版上呈现的“原油裂解气”特征系高演化程度所致。研究成果揭示了高演化条件下深层天然气成因判识的复杂性，建立了混源气定量解析方法，为库车坳陷及类似高演化盆地深层天然气勘探提供了理论依据。

我国很多大型地下洞库都采用多期建设的方法，而扩建地下洞库可能会对邻近运营的同类洞库渗流场产生一定影响，导致油气外泄等一系列安全事故，因此保障扩建后的水封安全至关重要。以某大型地下洞库扩建项目为依托，分析库区地质条件和裂隙分布特征，考虑连通两期洞库的节理密集带，基于现场水文试验成果，反演裂隙等效开度，并基于离散裂隙网络（DFN）建立两期地下洞库简化模型，研究了扩建地下洞库的水封安全，同时进行了扩建地下洞库对运营洞库水封安全影响因素的研究。研究表明：本项目扩建洞库对运营洞库的水封安全没有影响，但节理密集带会严重影响扩建洞库的水封安全；且通过对扩建洞库对邻近运营洞库水封安全影响因素的研究，确定了洞库最小安全间距为200 m，垂直水幕压力和水平水幕压力设置为0.4 MPa时，可以保障扩建洞库与运营洞库的水封安全。因此，对于大型地下洞库扩建项目，节理密集带是影响水封安全的关键因素，确保最小安全间距和适当水幕压力设置，能有效保障扩建洞库与运营洞库的安全性。研究成果为大型地下洞库扩建工程可能遇到的水封安全问题提供了理论依据。

地下水封洞库在复杂地质条件下，围岩力学性能因施工扰动而弱化，伴随应力重分布与变形累积现象，导致局部失稳的风险增加。蠕变效应进一步加剧围岩变形及塑性破坏，对洞库的长期稳定性构成威胁。因此，围岩稳定性研究应充分利用监测数据，以评估围岩状态并指导施工与运营。在综合分析围岩位移、锚杆应力、钻孔波速等多源监测信息的基础上，通过正交设计的数值试验反演了岩体力学参数，并分析了施工期洞室分层开挖下孔隙水压力、围岩变形规律、应力变化及塑性区分布特征。最后，利用地下洞室群蠕变模型评估了地下水封洞库在长期水封条件下的稳定性特征。结果表明：围岩变形在开挖经过监测断面时急剧上升，最大增长量约3 mm，随后趋于收敛，J₁节理密集带影响区表现出更高的位移量。锚杆系统整体受力较低，锚杆应力与围岩变形变化同步，围岩松动圈深度约1.0 m。施工期开挖区域孔隙水压力接近0 MPa，洞室渗流量与围岩变形沿J₁密集分布，中、下层开挖导致J₁与起拱线交汇处的位移分别增长90.4%和28.7%；边墙塑性区逐层加深，最大深度达9.2 m。围岩长期变形特征表现为边墙收敛>底板隆起>拱顶沉降，J₁与起拱线交汇处第1 a累计变形占30 a总量的92%，累计变形最大达27.1 mm；蠕变作用下应力逐步释放，应力分布趋于均匀；J₁附近塑性区显著扩展，而完整花岗岩区域塑性范围较小，长期稳定性较高，表明地质构造影响区是地下水封洞库围岩的主要失稳风险区。该研究结果对地下水封洞库的施工期与运营期的围岩稳定性评价具有重要工程意义和实际参考价值。

七洲列岛海域受活动断裂带、海南地幔柱等构造作用影响地震频发，南部靠近陆架坡折带，水道和峡谷较为发育，易发生海底失稳，威胁该区域工程设施的安全。目前对该海域的地质灾害研究较少，灾害要素的发育特征尚不明确。利用二维地震资料，识别出了火山、断层、浅层气、块状搬运沉积体系（MTDs）、水道、峡谷6种灾害要素，依据其数量、规模和分布特征，划分出了危险性小、危险性中等、危险性大3个危险等级，共12个灾害危险性分区区块，结合不同区域的地形地貌和构造活动特征，对该海域海洋地质灾害防治提出了参考建议。研究成果对七洲列岛海域海洋地质灾害的防灾减灾工作具有重要意义。

滑带土的特性对滑坡稳定性和滑坡活动具有重要的控制意义，也是滑坡防治重点考虑的必要因素。已有的滑带土调查研究主要关注滑体位移的监测等物理稳定性评估，而对滑带尤其是滑带黏土化学特性的分析研究比较有限。对黄土坡滑坡的滑带土样品进行了X射线粉晶衍射（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）、Mössbauer谱及磁化率等测试分析。结果表明，伴随强烈的水−岩相互作用，黄土坡滑坡的滑带内发生了方解石溶解和黏土矿物形成作用，以及相伴随的Ca元素消减和Si、Al及Fe等元素相对富集，导致滑带内不断沉淀和聚集黏土类物质，形成典型的条带状或鸡窝状分布的滑带土。滑带土富集Fe³⁺而亏损Fe²⁺，指示滑带内相对较强的氧化环境，由此揭示黄土坡滑坡滑带内水体与外界水体的连通性较好，即滑带内处于稳定的氧化环境；因此，滑带土的Fe³⁺/∑Fe比值可以指示滑带的连通性以及化学稳定性。基于研究样品磁化率$\chi $和全铁含量提出经验公式$ {\text{Fe}}^{\text{3+}}/\sum {\mathrm{Fe}}=({{\chi +1.059}})/{\text{2.414}}w(\text{T}{\text{Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}} $)，并利用样品磁化率和全铁含量，可以快速获取滑带土的Fe³⁺/∑Fe比值，进而判识滑带内的氧化还原条件，评估滑带与外界的连通性及稳定性，可以明显增强滑坡风险评估的时效性。研究成果为滑坡稳定性评估提供新的参考依据。

三峡库区作为强降雨区域，是我国滑坡灾害最严重的地区之一，降雨作用下顺层岩质边坡极易发生滑坡，统计表明64%的巨型、大型滑坡发育于此类结构岩质岸坡段，尤其含软弱夹层的顺层岩质边坡。为研究此类边坡的变形特征及其对降雨雨型的响应规律，以杉树槽顺层岩质边坡为原型，采用缩尺物理模型试验方法，模拟了前峰型、中峰型、后峰型和无峰型4种不同降雨雨型下，含软弱夹层顺层岩质边坡的变形破坏全过程，进而分析了边坡应力场、渗流场演变特征，并对边坡变形破坏阶段进行了划分。结果表明：①不同降雨雨型主要影响软弱夹层应力与渗流的响应时间，对岩体间作用力影响较小。②含软弱夹层顺层岩质边坡的应力重分布主要集中于软弱夹层处，其中坡脚应力变化幅度最大。不同降雨雨型作用下软弱夹层的孔隙水压力和位移变化趋势大致相同，但其初始响应时间存在较大差异。③不同降雨雨型作用下，滑坡破坏模式以整体滑移破坏、局部滑移-拉裂破坏2种形式为主，且随着降雨雨型雨峰位置的前移，其牵引式破坏特征愈加显著。④根据物理模型试验中边坡宏观变形特征及多场监测数据，可将顺层岩质边坡变形破坏过程划分为3个阶段，即坡体前缘变形阶段、坡体应变累积发展阶段、整体加速变形阶段。本研究揭示了顺层岩质边坡变形特征及其演化过程对降雨雨型的响应规律，对库区滑坡灾害防控与运营安全具有重大意义。

水库工程蓄水过程中库岸部分岩体处于长期水浸状态，此外该区域岩体也受到频繁的爆破动载作用，进而诱发滑坡失稳。为揭示动载与长期水浸对岩石微观结构及力学行为的影响，将砂岩水浸0，4，40，80，150 d，用核磁共振、扫描电镜以及改进的霍普金森压杆测试系统对砂岩进行微观测试以及冲击测试，研究动载与长期水浸下砂岩的微观变化，探究长期水浸下砂岩的强度弱化机制。结果表明：随着浸水时间的增加，试样微孔的孔隙分布比例呈减小趋势，中孔和大孔的孔隙分布比例逐渐增大，试样的总孔隙信号幅值呈先减小后增大的规律；浸泡时间与浸泡液中的总溶解固形物含量呈正比，砂岩中的矿物质在浸水过程中持续地溶解，且发生了一系列物理化学反应。随着浸水时间的延长，浸泡液的pH值呈现先增大后减小的趋势；动载荷越大，砂岩的峰值应力越大，反之浸水时间越大，砂岩的峰值应力越小；动载荷与砂岩的入射能、吸收能成正比，然而浸水时间对砂岩的入射能影响不大。该研究可为水库滑坡稳定性评级及地下水库建设提供一定的理论基础。

为探究动水压力型滑坡对降雨的响应规律，以三峡库区八字门滑坡为例，结合地质勘察数据、相关性分析及有限元数值模拟，系统研究了降雨对滑坡变形的影响，揭示其对降雨的响应规律及变形机制。研究表明，库水位涨落和降雨是八字门滑坡变形的主要驱动因素。降雨对滑坡变形的影响表现为：在库水位下降阶段，降雨通过补给坡体内部水头，进一步增强动水压力作用，显著加剧坡体变形；而在库水位上升阶段，降雨入渗至次级滑带后缘，导致孔隙水压力升高，从而引发滑坡后缘变形并推动滑坡整体变形，足够的降雨是库水位上升期间滑坡变形的主要触发因素。滑坡变形呈现一定的滞后性，其中库水位下降引发的变形滞后时间约为20 d，降雨引发的变形滞后时间为9 d。长时间持续降雨条件下的滑坡稳定系数（1.029）衰减程度高于暴雨条件下的稳定系数（1.039）。研究成果深化了对动水压力型滑坡变形机制的认识，可为该类滑坡的预警预测提供参考。

运用水力层析方法刻画大尺度含水层非均质性的主要困难是寻找能够显著影响区域地下水动态的刺激源，而人为控制下的地下水开采量变化无疑是一个可行的选择。选择河北地下水超采治理试点区之一的邯郸东部平原作为研究对象，利用压采所引起的地下水位响应数据开展了二维承压含水层水力层析扫描成像，探讨了不同先验信息以及观测井布局对水力参数反演效果的影响。结果表明，水力层析法能够有效刻画大尺度含水层非均质性特征，准确的地质分区信息可以明显改善参数的估计效果；相关尺度和方差对参数反演效果影响不显著；为提高含水层参数估计精度，需要充分考虑已有的先验地质信息，并结合已有水井信息，在水文地质条件明显变化区域附近补充完善地下水观测井网络。基于水力层析理念的大尺度含水层非均质性刻画方法，通过智慧式收集河北地下水压采大背景下现有井的地下水开采量和观测数据，以较低的成本刻画大尺度含水层非均质性，省去了额外的打井和抽水试验时间人力成本，具有显著的经济和社会效益。

地下水作为饮用水的重要来源，水中钙含量异常会危害人体生长发育，引发一系列与人体健康相关的疾病。现有研究多聚焦于大气CO₂参与的无机碳酸平衡过程对钙循环的调控，忽视了有机碳库的重要作用，且不同组分的有机质与钙相互作用的微观机理仍不清楚。以长江中游故道区为研究区，对采集的地下水样品进行了水化学分析、主成分分析、三维荧光光谱平行因子分析和荧光光谱区域积分，研究发现地下水中钙的浓度为111～213 mg/L，其分布呈空间异质性，集中分布于故道区的河曲和牛轭湖等处。并且，钙浓度较高的地下水中具有较高的有机质含量，两者空间分布具有相似性。研究区地下水中有机质包括类蛋白质（组分C1）、微生物源和陆源类腐殖质（组分C2和C3）3种主要组分。随着地下水中钙浓度升高，类蛋白组分含量逐渐减少，类腐殖质组分增多。长江中游故道区埋藏的丰富有机质所形成的强还原环境，有利于有机质中类蛋白组分的微生物降解，这一过程可促进含钙矿物的溶解，是地下水中钙富集的重要控制过程。研究查明了地下水中钙的空间分布特征和赋存环境，刻画了不同钙含量地下水中有机质组成差异，揭示了有机质对钙迁移富集的作用机理。

地下环境中生物地球化学反应的本质是电子转移。沉积物是地下环境中重要的电子储库，在水位波动驱动下可进行循环的电子储存与释放，显著影响地下环境中的物质转化和元素循环。然而，目前对于地下水位波动驱动的沉积物充放电规律及机制仍缺乏认识。本研究构建了一维土柱体系模拟地下水位波动带，结合化学分析、铁矿物形态分析和分子生物学技术，探究了水位波动驱动的沉积物充放电规律与机制。结果表明，在短周期波动模式下，沉积物可以完成2次充放电循环，最大充放电量分别为2.3，8 μmol e⁻·g⁻¹，最大充放电速率为0.577，2.012 μmol e⁻·g⁻¹·d⁻¹。沉积物的给电子容量（EDC）主要由吸附态、离子交换态和高活性弱结晶态Fe(Ⅱ)贡献。水位波动通过驱动Fe(Ⅲ)生物还原−Fe(Ⅱ)化学氧化实现沉积物的充放电循环。随着还原−氧化反应的循环，铁氧化物的生物可利用性降低，导致沉积物无法持续充放电。电子穿梭体蒽醌-2,6-二磺酸（AQDS）的输入初期显著提高了充放电速率，但加速了Fe(Ⅲ)生物可利用性的降低，最终使充放电速率逐渐下降，充放电循环在第3周期停止。电子供体乳酸钠的输入显著富集了铁还原菌Anaeromyxobacter，维持了Fe(Ⅲ)的高生物可利用性，使沉积物的充放电速率显著提高，在水位波动下能进行持续的充放电循环。本研究揭示了不同水位波动条件下沉积物充放电行为的变化规律及其控制机制，为地下水污染防控提供了新的策略。

优先控制污染物清单是有机污染场地有效管控和环境治理的重要前提和依据，可为污染场地的精准防控提供重要指导。本研究通过文献检索和资料收集等方式，获得了我国典型有机污染场地挥发性有机污染物在地下水和包气带介质中的平均检出率。将污染物的复杂环境行为参数化，遴选污染物在不同介质中的迁移性、降解效应、生物富集性和污染物的毒性参数，建立优先控制清单的筛选体系，通过对数转换和参数归一化获得不同评估因子得分，并结合多元统计线性回归获得评估因子权重，最终得到有机污染场地多环境介质中挥发性有机污染物的优先控制清单。结果表明：三氯乙烯和乙苯在地下水和包气带介质中均具有较高得分，应最先管控。此外，三氯乙烯与其氢解反应产物1,1-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯均得分较高，对于有机污染场地不同介质中三氯乙烯的环境行为应进一步加强关注。本研究可为有机污染场地有机污染物的环境治理及优先控制名录提供理论与技术方法支撑。

长江口是连接陆地和海洋的重要枢纽，因其复杂的地形、丰富的陆源物质以及与人类活动的紧密联系，受到学者们的广泛关注。以长江口及其邻近海域海底表层沉积物为研究对象，系统分析了Sr、Nd同位素以及微量元素的地球化学行为。结果表明，长江口及邻近海域沉积物主要由陆源物质构成，源自长江流域的沉积物占据主导地位，部分物质来自古黄河三角洲。海陆交互区域的Nd元素由于胶体凝聚现象显著富集，而复杂的水动力条件导致该区域的沉积物粒径较细，Sr元素则表现出明显的贫化。通过基于R语言的稳定同位素混合模型（SIMMR）分析，发现长江中下游对海陆交互区域表层沉积物的贡献有所增加。长江上游的物质由于大坝建设被大量截留，导致中下游河道从沉积的“汇”转变为泥沙供应的“源”，从而增加了中下游物质对河口及邻近海域沉积物的贡献。尽管如此，长江上游物质仍在长江口沉积物中占据主导地位。研究成果揭示了长江口及邻近海域的沉积环境和源汇过程，为揭示地表物质循环过程、探究海洋环境演化提供重要信息。

区块优选是新一轮找矿突破战略行动一项重要工作，是响应自然资源部进一步提高找矿工作效率、发展新质生产力和提高矿产资源保障能力的重要举措。山西省中条山作为全国金、铜、铁等重要战略资源矿集区之一，矿产资源丰富，目前区内尚无大比例尺基于遥感卫星影像地质解译及找矿应用研究。以山西省中条山中北段为研究区，通过对Spot-6遥感影像进行控矿构造要素、控矿环形要素的人机交互解译，宏观上总结区域构造分布特征，基于Aster数据应用主成分分析法（PCA）初步提取蚀变矿化异常信息，以ASD光谱仪采集的野外典型岩矿光谱曲线作为训练样本，采用光谱角填图法（SAM）反演含矿地层分布，并利用该结果筛选PCA提取信息，获取铁染、羟基、碳酸盐三大类矿化蚀变，分析蚀变异常与控矿要素（区域构造、赋矿地层、岩体分布等）的空间相关性。结果表明：①研究区线环构造发育，新增解译断裂84条，环形构造136条，解译结果可辅助修正前人地质调查成果的不足；②基于PCA法和岩矿光谱反演得到的矿化蚀变信息可有效指示矿化异常的位置，且研究区构造控矿作用明显；③结合野外实地验证和已有区域地质资料成果叠加分析得到综合异常等密度图，圈定出三大成矿优选区。研究成果为矿产资源潜力评价、找矿预测和深部找矿战略行动提供依据和指导。

短基线集干涉合成孔径雷达（SBAS-InSAR）技术解译结果具有多解性，直接利用解译的形变点识别滑坡隐患区具有较大的不确定性。以清江北岸（长阳段）为研究区，提出了一种利用滑坡易发性等综合优化SBAS-InSAR解译结果的方法。首先将SBAS-InSAR解译的形变点进行聚类和异常值分析（Anselin Local Moran's I工具），保留低值聚类形变点；然后，选取高程、坡度、坡向、工程地质岩组、距断层距离、距水系距离、距道路距离、地形湿度指数8个指标，采用信息量法评价并得到滑坡易发性分区图，利用受试者工作特征（ROC）曲线验证得到ROC曲线下面积（AUC）值为0.844，表明易发性评价结果可靠；最后，通过设置阈值（地表形变速率v≤−10 mm/a）和易发性结果对低值聚类形变点进行筛选，得到优化后的SBAS-InSAR结果图。选取部分区域进行野外验证，结果显示：优化后的形变点数量减少，其分布特征与研究区历史滑坡的发育规律更一致。此外，以渔坪村一组滑坡与偏山滑坡作为典型实例，比较SBAS-InSAR与全球导航卫星系统（GNSS）在同一时刻监测到的地表形变量。其中渔坪村一组滑坡显示的SBAS-InSAR与GNSS在同一时刻监测到的地表形变量差值范围为0～7.87 mm，平均约为2.23 mm，均方根误差（RMSE）为3.67。本研究提出的SBAS-InSAR解译结果的优化方法具有较好的实用性及可靠性，可为合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术应用于地质灾害领域提供有益参考。

地球深部探测是一项多学科、复杂的工作，旨在了解大陆及其边缘的结构、动态和演变。开展地球深部探测半个世纪以来，全球多个国家开展了一系列战略计划，在技术方法取得了显著突破的同时积累了丰富的经验和成果，对于我国深地探测具有重要借鉴意义。通过整理21世纪以来美国、欧洲、澳大利亚等国家和地区代表性的地球深部探测相关计划最新进展，对其所采用的研究技术手段和取得成果进行了分析，从而把握地球深部探测国际动态。总结出地震层析成像与地球深部结构探测，大地电磁与矿产资源勘查，全球导航卫星系统监测地球运动和状态变化，地球表面和深部动力学过程耦合作用，先进数据处理、分析与建模能力，数据开放共享与交流6个地球深部探测前沿及重点发展方向，以期为我国“SinoProbe-Ⅱ”深部探测计划、“Earth CT”国际合作研究计划以及地球深部探测和矿产资源勘查国家科技重大专项等相关研究提供信息支撑和参考。

南海北部琼东南盆地海底地形复杂，横跨浅海、陆架坡折、深海海域。在崎岖海底附近发育了多个潜力目标，是发现储量的重点区带。然而深水崎岖海底下方地震资料振幅、频率失真，与陆地采集的地震资料差距较大，传统的信号补偿方法很难有效处理这类数据。为了得到高品质的地震资料，准确评价崎岖海底下方目标，亟需开发一种合理有效的补偿方法。本研究设计了基于W变换的压缩感知补偿框架，通过构建参考道与目标道之间的补偿矩阵，快速实现地震资料的振幅补偿；引入稀疏变换正则化方法，保证补偿资料的高信噪比，提高地震资料的质量。利用本方法对南海北部复合崎岖海底地震数据进行了信号补偿处理，补偿后的地震数据剖面能量分布一致性得到了较好的改善。本次信号补偿处理的成功应用证明了方法的可行性，可为类似地震资料的信号补偿处理提供借鉴。

堤坝溃决作为国内外频发的灾害事故之一，对人类的生产生活产生巨大影响，溃决计算方法研究对堤坝溃决洪水的评估、预测与风险防范至关重要。从数学计算角度出发，重点对溃口发展二维、三维数学计算模型梳理总结，概要汇总了常见二维、三维数学计算模型的特点，并列表对比分析了常见溃口计算方法，简要介绍了3种典型的二维数学计算模型，为相关学者开展不同模型的比对研究提供参考，更好把握堤坝溃决数学计算模型的发展现状。对常用数值计算方法与相关通用商业软件和开源软件进行了汇总与对比，梳理了机器学习方法在溃决计算中的应用现状与前景，并给出了未来研究方向与研究重点相关建议。总的来说，溃口发展机理研究与数学模拟中仍存在较多简化与假设，二维和三维数值计算方法朝着精细化描述溃口发展过程的方向发展，但算力需求大，计算耗时长，对溃口发展全过程的精准快速模拟计算将可能是持续的研究热点。机器学习方法已逐渐应用于溃口发展预测分析，未来将在溃口发展分析研究中有更加广泛深入的应用。

随着海洋工程建设的快速推进和极端天气事件频发，海岸带滑坡的风险显著增加。然而，现有关于滑坡易发性区划的研究多集中于内陆山地滑坡，对海岸带滑坡灾害的易发性评价尚缺乏系统研究。以福建省海岸带为研究区，通过收集海岸带滑坡历史数据，利用信息增益比法和皮尔森相关系数法构建适用于海岸带滑坡的易发性评价指标体系。以粒子群优化支持向量机（PSO-SVM）和随机森林（RF）为基学习器，构建Stacking异质集成学习模型，开展福建省海岸带滑坡的易发性评价和区划研究，探讨不同训练集与测试集划分比例对异质集成模型预测精度的影响。结果表明：Stacking异质集成学习模型在训练−测试集比例为70∶30时表现最佳，其准确度、精确度、召回率、F1分数值分别为0.869，0.842，0.909，0.874，其中准确度、精确度与F1分数较其他模型提升了最高0.198，0.227和0.140，其受试者工作特征（ROC）曲线下方面积（area under the curve，简称AUC）值为0.938，较其他模型提高了0.019～0.216；表明Stacking异质集成模型在海岸带滑坡易发性评价中具有较强的适用性和优越性。

确定区域潜水位的空间分布对地下水资源管理及地下水污染防治具有重要意义。由于地下水监测井数量有限且空间分布不均，传统插值方法难以准确刻画区域尺度的潜水流场，传统回归方法难以有效捕捉不同影响因素与地下水位间的复杂非线性关系，机器学习方法在表征强非线性关系方面具有显著的优势。综合利用高程、植被覆盖度、降雨量、地表水距离、地表温度、土壤含水量等多源数据，基于机器学习方法构建区域潜水位预测模型。收集了江苏省953个枯水期潜水位实测及补充点位，机器学习模型在测试数据集的决定系数为0.91。模型预测的江苏省潜水流场，所反映的地表水−地下水补排关系与实际水文规律基本一致。选取3个典型示范场区进行验证，模型预测流向与实际相符。研究构建的深度神经网络模型可有效应用于江苏省稳态潜水位空间分布估计，为区域尺度环境影响评价、地下水监测优化提供决策支持。