断陷湖盆深凹区勘探程度低，是寻找战略资源接替的重要勘探领域，深凹区油气成藏系统研究有待开展。以黄骅坳陷沧东深凹区和歧口深凹区为例，深入开展了深凹区沉积、储层、烃源岩和圈闭条件研究，明确了深凹区控砂成储机制与成藏模式。结果表明，沧东深凹为盆缘深凹，距离物源区近，源−断−凹配置控制发育扇三角洲沉积，具备“砂泥互层−下生上储型” 源储空间配置和“早充注−早深埋型” 源储时间配置。与之对比，歧口深凹为盆中深凹，距离物源区远，源−沟−坡配置控制发育远岸水下扇沉积，具备“泥包砂−立体充注型”源储空间配置和“晚充注−晚深埋型”源储时间配置。2类深凹区均呈现出泥岩与砂岩富集的特征，深凹区优质烃源岩热演化程度高，具备规模生烃的条件，同时也具备发育大砂体的有利条件，“优势矿物−有机酸溶蚀−异常超压”三大控储因素造就深凹区有效储层发育。深凹区圈闭条件优越，以岩性油气藏为主，具备源储耦合、近源充注、带状富集的特点。研究进一步证实断陷湖盆深凹区具备良好的勘探潜力，为深凹区油气勘探提供了借鉴和参考。

渤海湾盆地黄骅坳陷寒武系−奥陶系潜山内幕已捕获油气显示，但勘探尚未获突破。目前存在潜山内幕成藏因素、成藏类型及勘探潜力等认识不清的问题。基于新三维地震、钻井地质、测井和地球化学等资料，对潜山内幕成藏条件进行了系统分析，并探讨了其成藏类型与勘探方向。研究表明：黄骅坳陷发育古近系沙三段和上古生界石炭系−二叠系2套烃源岩，为潜山油气藏的形成提供了充足的油气源；潜山内幕发育基岩褶皱变形控制的背斜型和基底断层掀斜控制的断鼻型2种成因潜山圈闭类型，印支−早燕山运动期的区域挤压作用和晚燕山−喜山运动期的拉张作用为潜山的形成奠定了基础；岩性、云化、溶蚀及断裂作用控制了基质孔隙、溶蚀孔洞和裂缝型3类优势储层，构成了潜山内幕有利的储集空间。通过寒武系−奥陶系潜山内幕源−储配置关系分析，总结了“双源供烃−负反转背斜型”、“单源供烃−正反转背斜型”和“单源供烃−翘倾断鼻型”3种成藏类型，指出了目前埕海潜山和王官屯潜山内幕成藏条件最为有利，内幕未钻圈闭极具勘探价值，可作为下一步潜山勘探的重点方向。研究成果可为潜山勘探提供理论指导。

渤海湾盆地束鹿凹陷隐蔽型潜山具有圈闭识别难度大、成藏条件不清的问题，导致潜山勘探多年无法取得显著进展，亟需重新梳理勘探思路。以地质模式为导向，处理−解释一体化攻关，针对束鹿凹陷西斜坡下古生界碳酸盐岩高阻抗岩性体覆盖区潜山的识别，进一步深化西部斜坡带断裂解释和潜山成藏条件认识，构思了“断槽−冲蚀沟侧向遮挡”新型潜山成藏新模式。研究表明：针对局部目标攻关处理，应用速度模拟识别潜山顶面，采用各向异性叠前深度偏移技术提高了潜山内幕成像质量；低通滤波处理后，其内幕断层断点更加清晰，在斜坡带潜山顶面新发现断层50多条，发现和落实奥陶系有利圈闭30多个，圈闭面积增加近20 km²，JG21x等多口井在潜山获得高产油流；新的成藏模式打破了早期凹陷西斜坡带潜山为勘探空白区的认识，新型潜山油藏埋藏浅、产量高，成为华北探区效益新勘探有利区。通过地震资料处理、解释一体化攻关，得到高质量地震资料，在新地质模式指导下构思新型潜山成藏模式，这一勘探思路对高成熟探区的潜山勘探具有重要借鉴意义。

歧口凹陷滨海斜坡沙一中亚段烃源岩评价和沉积环境研究薄弱，制约了油气勘探向海域拓展。基于滨海斜坡新钻揭的烃源岩样品，利用岩石热解、饱和烃色谱−质谱、元素录井技术等手段，对沙一中亚段烃源岩的地球化学特征、沉积环境和发育模式进行了系统研究。研究结果表明：滨海斜坡沙一中亚段烃源岩的总有机碳质量分数介于0.21%～8.61%，平均为2.41%，生烃潜量平均为9.73 mg/g，以好−优质烃源岩为主；有机质类型主要为Ⅱ₁～Ⅱ₂型干酪根；烃源岩镜质体反射率介于 0.58%～1.32%，整体处于低熟−成熟阶段。滨海斜坡沙一中亚段烃源岩的有机质来源于陆生高等植物和水生生物混源，发育于弱氧化−弱还原的淡水湖盆环境，沉积时期湖盆水体较深，气候温暖潮湿，湖盆古生产力处于较高水平。滨海斜坡沙一中亚段烃源岩有机质类型较好，有机质丰度高，成熟度适中，湖盆沉积环境利于有机质的富集和保存，烃源岩生烃能力较强，具备勘探潜力。

歧口凹陷深凹区东三段主要发育半深湖−深湖亚相，重力流砂体连片发育，厘清其沉积特征及成因机制可为油气勘探提供理论支撑。以歧口凹陷深凹区东三段为研究对象，基于高精度地震、测−录井、岩心及薄片等资料，分析了深湖背景下重力流成因机制，总结了歧口凹陷深凹区沉积体系及分布模式。结果表明：东三段沉积时期，受盆缘边界断层及盆内沉积坡折控制，自北东向南浅水区辫状河三角洲前缘砂体发生垮塌，在深凹区形成多期重力流沉积叠置连片。区内重力流沉积可细分为6种岩相, 解释为砂质碎屑流、泥质碎屑流、浊流3类成因，砂体整体分选较好，杂基含量低，具有液化构造、撕裂状泥砾、漂砾等典型滑塌型重力流沉积特征，根据不同类型岩相组合分布特征，平面上重力流呈现砂质碎屑流−浊流−泥质碎屑流的展布特征。其中砂质碎屑流水道微相储层物性条件最好，是深凹区的有利储集相带；浊流沉积的砂岩储层物性较差。歧口凹陷深凹区受古气候、古水深和古地貌的共同控制，具有源远−沟长−坡宜的时空匹配关系的沉积模式，具备形成大规模重力流沉积砂体的潜力。研究成果可为深凹区油气勘探提供参考。

中国陆相页岩油资源十分丰富，是常规油气的重要战略接替领域，其中页岩储层发育影响因素是页岩油富集机理研究的重点和难点之一。以渤海湾盆地东营凹陷沙四上亚段页岩为研究对象，通过X射线衍射（XRD）、气体吸附、高压压汞、场发射扫描电镜（FE-SEM）和聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）等技术手段，明确了沙河街组页岩岩相类型，精细表征了页岩储集空间类型与结构，揭示了页岩孔隙发育影响因素。结果表明：①研究区沙四上亚段页岩主要发育5种岩相类型（富有机质纹层状钙质页岩、富有机质纹层状混合质页岩、富有机质层状混合质页岩、富有机质块状钙质页岩和含有机质纹层状钙质页岩）；②页岩储集空间类型以粒间孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂缝为主，有机孔基本不发育，不同类型页岩孔隙结构存在明显差异，其中富有机质纹层状页岩孔体积较大；③有机质丰度和沉积构造（纹层）对页岩储层具有明显的控制作用，有机酸溶蚀作用形成大量溶蚀孔，增加页岩储集性能，而过高的有机质丰度使页岩塑性增强，不利于孔隙的保存。纹层结构有利于页岩的储集性，不同纹层储集性存在显著差异，长英质纹层储集性较好，黏土质纹层次之，粗晶方解石纹层相对较差。研究结果揭示了东营凹陷沙四上亚段页岩储层特征以及有机质丰度和纹层结构对储层发育的控制作用，对渤海湾盆地陆相页岩油勘探开发有一定的参考意义。

准噶尔盆地西北缘LQ区发育大型火山岩风化壳油气藏，与其他地区火山岩风化壳油气藏不同的是，该风化壳储层垂向上具有多层性和较强的非均质性，平面上具有明显的分带性。目前对该火山岩风化壳储层的垂向和横向分带性及有利储层的分布规律认识不清，阻碍了该区进一步的火山岩油气勘探，因此需对这种独特的火山岩风化壳储层深入分析。以测井、钻井、岩性、野外地质剖面等资料为依据，分析了火山岩风化壳形成过程、垂向和横向分带性以及有利勘探方向等。研究结果表明：研究区石炭系火山岩风化壳古潜山演化可划分为裂隙式火山岩初始喷发阶段、火山喷发间歇阶段、火山再次活动阶段、石炭系火山顶部风化壳形成阶段4个阶段。火山岩风化壳储层主要形成于火山喷发间歇性，而风化物质则为喷发期形成的火山岩以及与火山岩相关的沉积岩，多期次火山喷发与风化形成了火山岩内部多层风化壳。每一期的风化壳自下而上均可划分出基岩层、裂缝层、砂化层、沉积层等，其中裂缝层和砂化层储层物性较好，是主要的油气储集层。平面上，风化壳划分为溶蚀台地、溶蚀斜坡、溶蚀洼地等，其中溶蚀斜坡裂缝和溶孔最发育，是最有利的勘探目标区。溶蚀洼地胶结作用严重，储层物性最差。研究结果可为火山岩油气勘探提供重要指导和启示。

富CO₂流体−砂岩相互作用是砂岩储层次生孔隙主要形成机制之一。L气田作为丽水凹陷已发现的商业性气田，其主要产层不仅CO₂气体含量高，而且片钠铝石富集。为了揭示CO₂来源、形成时间、充注强度，及其对储层的影响，对L气田的岩矿、物性、碳氧同位素和相关地球化学特征展开了系统分析。研究区储层中自生碳酸盐矿物主要为铁白云石、片钠铝石和铁方解石，其次为白云石、菱铁矿和方解石，片钠铝石纵向上集中分布于明下段的中下部（CO₂高含量段）。CO₂主要为无机来源，幔源与壳源成因各半，其充注有2期，第一期CO₂充注时间为晚古新世，约57 Ma；第二期CO₂充注时间为早中新世，约18 Ma，以第一期为主。CO₂充注的时间、强度是决定其对储层影响是否有利的关键因素，L气田储层刚性颗粒含量不高，容易被压实致密，溶蚀也不强烈，加上地温梯度高有机酸生成的窗口窄，有机酸对储层的改善有限，而早期CO₂的充注不仅会生成碳酸产生溶蚀孔，而且会增强砂体的抗压实能力，能够保存一定量的原生孔，从而有利优质储层的发育。研究成果可为气田发育盆地的油气勘探提供借鉴。

塔里木盆地顺北地区发育碳酸盐岩断控缝洞型油气藏储集体，现有建模算法难以精确表征其内部结构，亟需结合断控体内部构造特征开展储层建模算法研究，建立符合地质认知的精细三维地质模型，明确油气优势储集空间。以顺北4号断裂带为例，提出并应用了一种基于目标的建模方法，结合层次模拟的思想，定量表征了挤压段、拉分段与平移段的断裂面与类洞穴的发育规模。通过设计基于网格的储集体趋势线追踪算法，查找符合储集体发育走向的中心线，融合层次模拟的思想，逐层次刻画了断裂面与类洞穴内部栅状结构地质模型。在建立的地质模型的基础上，基于相控的方式建立物性模型，开展了储量计算与数值模拟，优选仅有断裂面的断控体模型，断裂面储量计算的结果与动态储量拟合率为96%，对井底压力、实际生产数据进行拟合，误差均小于10%。研究区主要可能储集类型为断裂面、类洞穴与杂乱体。对不同的地震属性体截断处理建立断控体轮廓模型。测井解释断裂面与类洞穴内部发育破碎带与基岩带有序排列的栅状结构，破碎带可进一步划分为角砾带与裂缝带。设计基于目标的建模方法，建立储集体内部栅状结构三维地质模型。优选仅有断裂面的断控体模型，该模型遵从钻测井条件数据，符合地质认知，对指导油气藏开发具有参考意义。

热液型重晶石因其高品质而成为近些年的重点勘查对象。位于扬子克拉通中部的武陵−苗岭一带是我国主要的热液重晶石成矿区，已成为重要钡资源基地。近些年，在贵州黔北新发现了受上寒武统娄山关群白云岩与下奥陶统桐梓组底部页岩接触部位控制的重晶石矿体，矿体延伸稳定，具有较大的成矿潜力，但其特殊热液成矿机制尚未开展系统研究，制约了进一步的勘查部署工作。以贵州余庆地区热液型重晶石为研究对象，开展了系统的岩相学、主微量元素地球化学和硫同位素组成分析研究。野外地质调查表明，硅（碎屑岩）−钙（白云岩）界面产生的层间破碎带及张性裂隙是该区重晶石的主要控矿构造。元素地球化学分析表明，围岩白云岩样品δCe呈现无异常特征（平均1.06），而重晶石样品呈明显的δCe负异常（平均0.66），揭示重晶石在氧化条件下形成。（Cu+Zn）与Sr元素协变关系和Y/Ho比值指示成矿物质可能来自寒武系富Ba的碳酸盐岩（含膏岩）地层。同样重晶石硫同位素组成（δ³⁴S_VCDT为30.94‰～ 41.27‰）也指示硫主要来自寒武系海相蒸发岩。综合前人研究认为，构造运动驱使盆地流体发生运移，并萃取富Ba蒸发岩地层，在层间断层（硅−钙界面）与大气降水混合，形成重晶石矿床。研究成果为重晶石矿床的勘查提供重要参考。

成矿“末端效应”作为矿田地质力学、矿床学研究的前缘内容，受到越来越多的专家学者关注，其研究内容主要包括成矿构造“末端效应”和成矿流体“末端效应”2个方面：前者以矿田地质力学构造精细解析为基础，结合构造−（蚀变）岩相学填图技术、构造地球化学填图技术、地球物理探测技术，研究不同构造背景下多尺度控矿构造的“末端效应”及其对矿田、矿床、矿体（群）的控制作用，进而研究控矿构造“末端”的构造类型、力学性质、成矿构造体系及其控岩控矿规律、矿床（体）的定位机理等；后者开展流体包裹体和同位素/微量元素地球化学等研究，不仅可以反映成矿流体特征，同时结合成矿流体“末端”的分带效应研究，可以精细刻画成矿流体“末端”的时空演化过程，揭示构造物理化学条件对成矿作用的制约。从成矿构造和成矿流体两者“末端”的耦合关系角度出发，将矿田构造学、矿床学、流体地球化学、地球物理勘探技术紧密结合，可以深化研究构造“末端效应”的控岩控矿机制及构造−流体耦合成矿的成生联系，为深部找矿预测提供依据。

库车坳陷博孜地区在8000 m以深仍发育优质储层且高产工业气流，但其巴什基奇克组致密砂岩储层物性平面上存在着明显的差异。为明确此类储层发育的特征，降低深层−超深层油气勘探的风险，基于测录井、铸体薄片、高压压汞及PVT相图等实验分析结果，探讨了致密砂岩储层特征及物性差异成因。研究结果表明：博孜地区巴什基奇克组储层岩石类型为中−细粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，碳酸盐胶结物含量平面分布差异大；中−细粒砂岩储层原始孔隙度介于32.4%～38.1%，颗粒间压实强度相似，以点−线接触为主；南部储层平均孔隙度为8.6%，平均渗透率为3.4×10⁻³ µm²；中部储层平均孔隙度为6.53%，平均渗透率为0.65×10⁻³ µm²；北部储层平均孔隙度为4.9%，平均渗透率为0.62×10⁻³ µm²；南部储层储集空间以原生粒间孔为主，北部和中部储层以残余粒间孔和溶蚀孔隙为主；南部储层较北部和中部储层孔喉结构更好。博孜地区砂岩储层物性受沉积、成岩和构造作用（裂缝）共同控制，其中碳酸盐胶结是后期储层物性改造的主要因素。超压、烃类流体充注及裂缝发育影响了碳酸盐胶结，进而造成储层物性差异。超压较强，油气充注时间较早及裂缝充填较低导致博孜南部储层物性好于北部与中部。

鄂尔多斯盆地西南缘侏罗系延安组发育多套与煤伴生和非伴生的油页岩，但是长期以来对该区油页岩的特征及其沉积环境研究相对缺乏。通过对研究区钻井岩心进行取样，开展低温干馏、岩石热解、主微量元素测定和气相色谱等实验，对油页岩的工业指标、地球化学特征和沉积古环境进行分析。研究表明，研究区油页岩含油率为3.8%～6.7%，灰分质量分数为44.81%～75.58%，全硫为0.31%～2.29%，发热量平均值为11.95 kJ/g；测井曲线呈现高伽马、高电阻率和负异常自然电位特征，明显区别于煤层和泥岩；有机质类型以Ⅱ₂型为主，有机质丰度较高，整体处于未熟−低成熟阶段；总体属于中品质、硅质灰分、特低硫的油页岩。主量元素以SiO₂和Al₂O₃为主，平均质量分数分别为48.26%和17.57%，微量元素Sr、Th和U富集，Ni、V和Ba亏损，元素分析表明研究区有较多含钾矿物和镁铁成分，且稳定组分较高。通过古环境元素标志和饱和烃色谱分析认为有机质主要来源于混合有机质，古生产力中等，且沉积环境具有独特性，属于温暖湿润的贫氧陆相淡水洼地环境。分析各环境因素显示，氧化还原条件是有机质富集的主要影响因素，进而建立了不同沉积时期的延安组油页岩沉积演化模式。研究成果为鄂尔多斯盆地西南缘侏罗系延安组油页岩勘探开发提供了重要理论指导和技术支撑。

碎屑物质来源是控制鄂尔多斯盆地延长探区内本溪组砂岩储层发育和展布的重要因素之一。对延长探区内37口井砂岩和泥岩样品开展了碎屑锆石U-Pb年龄、重矿物组合、微量元素以及砂砾岩粒径统计等分析，揭示了本溪组碎屑物质的主要来源和搬运方向。研究表明探区内延528井的1912 Ma和2425 Ma 2个年龄峰值与华北克拉通北缘相对应，其他5口井的年龄峰值段435～447 Ma和952～976 Ma则与北秦岭的年龄峰值相对应，据此可将探区内物源划分为NE和S部2个方向。通过锆石、电气石和金红石等重矿物，可将S部物源进一步划分为WS和ES 2个方向；与重矿物分析结果相对应，在微量元素锆铌比分析中，存在WS陇东地区和ES豫西地区2个方向的物源；对砂砾岩粒径在平面上分布特征的显示，研究区存在来自ES方向的物源。综合分析可得，延长探区本溪组总体上可划分为NE、WS和ES 3个物源区，分别指示了盆地北缘阴山、盆地南缘祁连山和北秦岭东段剥蚀区，其中ES方向物源距延长探区最近，对探区影响较大。该成果探明了研究区内的3个物源方向以及其影响区域，对延长探区本溪组砂体分布预测和沉积相划分具有重要的参考意义。

为有效预测和防范危岩崩塌，保障公路交通运输的安全，通过声发射和视频联合监测的方法，开展了风化因素、坡度因素、外部荷载因素和振动因素4个不同工况下危岩崩塌启动的室内模型试验，结合声发射信号在时域、频域、时频域的演化特征，以及视频图像的时空变化特征，对多种不同影响因素下危岩崩塌孕育过程的启动机制与前兆特征进行了研究与分析。研究结果表明，在启动机制方面，危岩崩塌的主控因素包括危岩重心偏移、危岩与坡面间的黏结力下降和边坡危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限。其中危岩与坡面（或母岩）间的黏结力下降为滑移式与倾倒式崩塌的共有启动机制，危岩重心偏移主要为倾倒式崩塌的启动机制，危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限主要为滑移式崩塌的启动机制。可将这3类主控因素作为实际边坡危岩崩塌启动机制的判断标准之一。在前兆特征方面，危岩崩塌前，宏观上出现局部掉块与小型岩崩等前兆现象，声发射信号多出现于中低频带中，且主频带较宽，同时中高幅值、高能量信号占比较多。因此当综合前兆特征中多个单一前兆特征同时出现时，可作为实际边坡危岩发生崩塌的判断标准之一。本研究可为公路边坡危岩崩塌的监测预警提供科学依据和技术支持，有助于提高危岩崩塌灾害防治的有效性和可靠性。

滑坡易发性评价在预测滑坡发生和潜在风险方面至关重要，但静态易发性制图因忽略了滑坡动态演化特征而导致预测结果的可靠性受限。以2016年台风“鲇鱼”影响下的浙江省松阳县为研究区域，通过引入Sentinel-1A的SAR地表形变数据，开展滑坡动态易发性评价。首先采用D-InSAR技术获取台风前后的地表形变量，以−20 mm/a的形变速率为阈值确定新增滑坡；然后利用SBAS-InSAR技术获得了2015年11月22日−2017年3月4日的研究区地表形变量；最后选取地形、地质、水文和人类工程活动等9个静态评价因子以及垂直向和LOS方向的InSAR地表形变量2个动态评价因子，构建MIV-BP神经网络模型生成滑坡动态易发性图。结果表明：（1）InSAR地表形变动态因子可显著提升滑坡易发性的整体预测精度，当缺失该类因子时，预测精度由0.901下降至0.857；此外，模型对台风“鲇鱼”诱发滑坡的识别具有良好的效果。（2）研究区内滑坡极低和低易发区基本不受台风“鲇鱼”的影响，但地形陡峭或地势较高的区域则由台风前的中高易发区升级为极高易发区，且极高易发区域的变化与InSAR地表形变的发展具有高度的一致性。研究结果可为今后类似极端天气下松阳县的地质灾害防灾减灾提供有价值的参考。

水库大坝是重大生命线工程，地震发生后如何快速有效地进行水库大坝的震害评估，对抢险方案制定和灾后修复重建意义重大。为了快速准确地对遭受地震侵袭的水库大坝破坏程度进行评估，选取汶川8.0级大地震各水库大坝的震损详情，结合大坝的结构特点和地震强度构建了评估指标体系和数据集，使用k邻近插补法对样本的缺失值进行了处理，并判断样本特征相关性，提出了一种基于梯度提升树算法的水库大坝震害快速评估模型。使用网格搜索（grid search，简称GS）、粒子群搜索（particle swarm optimization，简称PSO）、贝叶斯搜索（Bayesian optimization，简称BO）和超带搜索（hyperband search，简称HS）4种超参数优化方法对梯度提升树（gradient boosting decision tree，简称GBDT）回归算法进行了参数优化，根据各模型的性能指标（决定系数R²、均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE）进行了对比，并对最优模型的特征重要性进行了排序。结果表明：BO-GBDT模型能以最短耗时以及较高精度对水库大坝震害程度进行评估，其决定系数R²高达0.99，特征重要性分数表明最大缝宽是影响最大的因素。使用该模型与基于改进经验统计模型的土坝震害评估模型评估结果对比，准确度有进一步提高，验证了该模型在水库大坝震后震害快速调查评估应用中的可靠性。研究成果为水库大坝的震害评估提供了参考依据。

降雨诱发的群发浅层土质滑坡具有突发性强和危险性高等特点，构建运动距离预测模型对滑坡风险防控具有重要意义。以福建省武平县“5·27”群发滑坡事件为研究对象，基于灾前灾后遥感影像、数字高程模型、无人机三维模型和野外调查，获取了131个滑坡特征数据。根据剪出口位置和地形特征，将滑坡分为坡脚剪出型、坡中剪出型和切坡剪出型，通过相关性分析确定了影响群发浅层土质滑坡运动距离的主要因素，采用逐步非线性回归分析方法建立了3类滑坡运动距离的最优预测模型。研究表明，滑源区高差是降雨型群发浅层土质滑坡运动距离的主要影响因素；建立的最优预测模型残差平方和较小，调整R²值大于0.9，显示出较高的可信度和精度。模型验证表明，预测值与实际值的相对误差较小，坡脚剪出型、坡中剪出型和切坡剪出型的最大相对误差分别为15.6%、13.5%和12.4%。建立的基于统计分析的降雨型群发浅层土质滑坡运动距离预测模型为类似地区的滑坡灾害防治提供了科学依据。尽管该模型在不同类型的滑坡中表现出较高的预测精度，但研究数据主要来源于特定区域，在其他地区的适用性仍需进一步验证；未来研究可以考虑增加样本量和影响因子，进一步完善模型。

湖北黄梅县袁山村滑坡碎屑流是花岗岩残积土滑坡碎屑流，受地质条件影响，其运动过程较为复杂，突发性强。为研究中低山区花岗岩残积土滑坡碎屑流动力机制，分析降雨型花岗岩残积土滑坡碎屑流的运动过程，通过野外地质调查，利用无人机航拍（unmanned aerial vehicle，简称UAV）、遥感影像形成的数字地表模型（digital elevation model，简称DEM）、现场勘查及地质资料分析、数值模拟等方法对滑坡碎屑流进行运动过程分析。结果表明，滑坡碎屑流的运动过程中最大堆积厚度为6 m，在t=20 s时达到运动峰值17 m/s，而实际运动峰值应当更大，出现在滑源区开始失稳的阶段，整个运动过程分为3个阶段：0～30 s为滑坡碎屑流失稳启动阶段，在一级平台加速；30～70 s受地形影响，滑动体进行二次加速并发生部分偏转运动，冲毁袁山村的建筑物；70～130 s为减速堆积阶段，掩埋和堆积了建筑物。本研究可为类似滑坡碎屑流的防治提供参考。

为了给延安市志丹县防灾减灾和风险管控提供数据支持，给相似地区危险性评价提供参考依据，补充在崩塌和滑坡灾害危险性评价中未考虑累积降雨方面的影响，在10，20，50和100 a一遇4种不同降雨工况下对研究区进行了危险性评价。以栅格单元作为评价单元，结合灾害特征及区域孕灾背景，通过皮尔逊相关系数法，选取高程、坡度、坡向、曲率、岩土体类型、距河流距离、距道路距离、归一化植被指数8个评价因子，采用信息量模型进行了易发性评价并分析了致灾因子与灾害分布关联性。利用计算机语言，自动处理前期因子数据的分析、转化、管理和出图等流程，改进了信息量（IVM）−随机森林（RF）耦合模型，实现了模型的自动循环迭代对比选择，通过ROC（受试者工作特征曲线，receiver operating characteristic curve）曲线对比了2种易发性模型精度。在耦合模型评价结果的基础上进行危险性评价，用皮尔逊Ⅲ型曲线估算研究区10，20，50和100 a一遇4种不同工况下降雨量，并进行危险性分区。对于易发性分区结果，信息量−随机森林耦合模型评价结果的AUC值（ROC曲线下面积）为0.87，优于IVM模型的评价结果；对于危险性分区结果，从10 a一遇到100 a一遇降雨工况的高和极高危险区面积都逐级增加。研究表明，改进的耦合模型评价方法不仅简化了操作还提高了精度，耦合模型确实拥有更好的评价精度和预测能力。

包气带作为连接植被与地下水的重要纽带，其岩性结构是影响地下水生态功能的主要因子之一，而包气带结构中的弱透水夹层对来自地面的入渗水流具有延迟滞后、局部蓄水作用（上层滞水），尽管该部分水量很小，但对于极端干旱区植被生态的维持具有一定供水意义。为了探究包气带岩性结构如何影响土壤含水率分布，设计了均质土柱（O）、单薄夹层土柱（A）、单厚夹层土柱（B）以及双夹层土柱（C）4个土柱，开展了室内层状非均质土柱释水实验和入渗实验；依据物理实验开展了变饱和水流数值模拟。实验过程中，粉土夹层结构导致水分在夹层内部和夹层上下界面处滞留，形成了水分聚集区；相较于O柱，A柱、B柱和C柱释水过程持续时长分别增加了290，500，780 h，持水量分别增加了6.20，7.90，7.83 cm；数值模拟结果表明采用修正后的van Genuchten模型能更好地模拟层状土含水率剖面。细粒土夹层对入渗水下移特征会产生明显阻滞效应，水分主要滞留在夹层内部和夹层上下界面处，夹层厚度增大、层数增多会导致夹层内和夹层界面处均滞留更多水分，通过引入虚拟变量和毛细高度修正van Genuchten模型，并将其对应的相对渗透率方程分为三段式，可有效提升层状土壤含水率剖面模拟精度。

天然矿泉水不仅是宝贵的矿产资源，还能够为地表水环境系统（例如湿地与河岸带）提供补给水源，在保持生态系统多样化方面扮演重要角色。发源于青海省海晏、湟源的湟水河流域内发现了大量富锶矿泉水，少量泉水同时富含锂和偏硅酸。然而，目前对矿泉水中这些界限指标的来源及其相关水化学演化过程尚缺乏研究，同时个别采样点存在限量指标超标的情况，直接影响了矿泉水的开发利用，是亟待解决的问题。以青海湟水河流域为研究区，通过采集流域内天然泉水样品，采用水文地球化学分析及物质迁移模拟方法揭示矿泉水水化学特征与成因机制，这对理解湟水河流域地下水水化学演化过程具有重要意义。结果表明：研究区地下水样品中大部分达到了国家饮用天然矿泉水的标准，且Sr质量浓度全部大于0.2 mg/L，少数样品富含锂和偏硅酸。水化学分析结果表明，地下水从补给区到排泄区，其水化学类型逐渐从HCO₃-Ca·Mg型过渡到SO₄-Na型，这是地下水在运移过程中不断溶解石膏层的结果。从Sr与${\mathrm{HCO}}^{-}_3 $、$ {\mathrm{SO}}^{2-}_4 $和Cl⁻的相关性分析表明，碳酸盐岩对地下水Sr质量浓度的贡献程度有限；相反，由于Ca与Sr化学性质相似，在矿物中易发生原子交换，从而石膏层或蒸发岩类矿物中可能富集含Sr矿物，此类岩层在水岩作用下会释放一定量的Sr。地下水中Li的来源主要与古咸水湖沉积环境有关，过量的偏硅酸则来源于地热水在深循环过程中溶滤的铝硅酸盐矿物。对物质迁移模拟分析表明，在北部流径上，地下水主要溶解石膏、石盐和伊利石，而天青石和锂辉石的溶解贡献了Sr和Li；在南部流径上，石膏和石盐的溶解导致高总溶解固体（TDS）值，且去白云石化过程显著。研究成果能够为矿泉水资源的合理开发利用和保护提供科学依据。

集中补给条件往往对岩溶地下河的水量和水质有显著影响，因此明晰不同集中补给条件对其的影响具有重要意义。基于水文地球化学调查，对鄂西青龙口地下河系统的落水洞入口和地下河出口同步进行了水文和水化学动态监测，探讨了不同补给条件对地下河水量和水质的影响。结果表明：补给强度和土壤含水率直接控制着落水洞的产汇流过程及岩溶地下河的流量响应，未达到阈值的降雨事件不会引起地下河流量响应；降雨集中汇流至落水洞入口的过程中，各水化学离子浓度均有明显的提高，而青龙口地下河出口水化学响应受补给强度影响，强降雨下地下河受落水洞入口水化学离子浓度富集影响强烈；降雨后的水质波动主要源于降雨形成地表径流携带的面源污染，暴雨后的总无机氮和磷酸盐在落水洞口出现聚集，集中补给输入的污染物对地下河产生直接污染，浓度可达天然背景值的2～3倍；水化学响应中氨氮先于硝态氮进入岩溶水循环，地下河系统出口的硝态氮和总无机氮通量相较入口有所增加，氨氮通量随补给时间逐渐减少，推测管道内发生了硝化反应。本研究结果可为岩溶地下河的污染防控和水环境治理提供科学依据。

水文地质参数的获取在工程中具有重要意义。钻孔成像试验和流速流向试验是近年来新兴起的求取渗透系数的方法，都可以对单裂隙渗透系数进行计算，具有试验周期短、设备数量少的特点。但钻孔成像试验所得的理想条件下的渗透系数并不能代表实际情况，流速流向试验只能对单裂隙进行测量，难以实现钻孔整体渗透系数计算。为了找到钻孔成像和流速流向试验在计算单裂隙渗透系数之间的关系，并提出一个更为方便的计算渗透系数的新方法。以利川煤矿区钻孔ZW2为例，通过地下水流速流向试验、钻孔成像试验求得等效渗透系数并与抽水试验对比。结果表明：钻孔成像试验和流速流向试验求得的等效渗透系数与抽水试验计算渗透系数结果基本一致，误差分别为40%和9%；钻孔成像试验结果和流速流向试验结果的对比表明，两者具有线性相关性，回归方程为Y =−0.23+0.82X；通过两者之间的线性关系对钻孔成像试验所得渗透系数进行修正，得到了一个更为方便和精确的计算渗透系数的新方法。该方法较为可靠，可直接计算单裂隙、区域裂隙、整个钻孔等不同尺度裂隙渗透系数，具有试验周期短、工作量少和成本较低、适用范围广等优点。

二氧化碳（CO₂）过量排放造成全球气候多变，进而引发一系列生态环境问题，作为减少CO₂排放的关键技术，碳捕集、利用和封存（CCUS）在实现CO₂大规模减排中发挥重要作用。中国近海盆地咸水层CO₂封存项目的应用前景广阔，封存潜力巨大。针对莺−琼盆地咸水层CO₂封存有利层系和封存潜力认识不清等问题，基于莺−琼盆地的地质特征，通过计算指标组成权重和适宜性得分对莺−琼盆地开展了CO₂地质封存适宜性评价。此外，结合数值模拟方法计算的不同层系CO₂有效封存系数，采用不同的封存潜力计算方法，对莺−琼盆地咸水层的CO₂封存潜力进行了评价。结果表明，欧盟（EC）方法计算的CO₂封存容量要略小于美国能源部（USDOE）和碳收集领导人论坛（CSLF）方法得出的封存容量。由于CSLF方法考虑了构造封存、残余气封存和溶解封存等封存机制，其结果更符合实际情况。综上所述，莺歌海盆地和琼东南盆地咸水层的CO₂封存潜力分别为7.96×10¹⁰和4.40×10¹⁰ t，莺−琼盆地咸水层总的CO₂封存潜力为1.24×10¹¹ t，进一步验证了莺−琼盆地咸水层CO₂封存工业规模试点和示范项目的巨大潜力，为开展莺−琼盆地咸水层CO₂地质封存场地选址提供了依据。

土壤重金属污染已经成为许多国家面临的严重问题，镉污染是影响中国土壤环境质量的首要重金属污染之一。为研究镉污染对黄土力学性质与物理化学性质的影响，对不同镉离子质量分数的重塑黄土进行了压缩、直接剪切、击实、渗透、酸碱度与粒度分析试验，并通过扫描电镜（scanning electron microscope，简称SEM）观察了受到镉污染后黄土微观结构的变化。结果表明：Cd²⁺质量分数高于300 mg/kg时，黄土pH值随w（Cd²⁺）的增加明显降低，渗透性随w（Cd²⁺）增加先增大后减小，镉污染对黄土粒径分布影响不明显；随着Cd²⁺质量分数的增加，黄土压缩性增大，黏聚力减小，内摩擦角和抗剪强度均先增大后减小，最大干密度增大，最佳含水率降低；w（Cd²⁺）为30 mg/kg的镉污染黄土孔隙度比未污染黄土大，中孔隙占比比未污染黄土高，而w（Cd²⁺）为3000 mg/kg的镉污染黄土孔隙度比未污染黄土小，中孔隙占比比未污染黄土低，小孔隙占比比未污染黄土高。镉污染引起黄土物理化学性质、力学性质与微观结构的改变，主要原因在于孔隙水中硝酸镉的水解反应、Cd²⁺在黄土颗粒上的化学吸附反应、以及加入Cd²⁺后黄土颗粒双电层厚度的压缩。研究成果可为黄土地区镉污染场地工程性质评估和灾害防控提供参考依据。

针对顺北超深层碳酸盐岩断控缝洞型储集体储层非均质性强、地震资料信噪比低、叠后储层预测精度不足及裂缝识别困难等问题，基于五维地震数据，探索了提高裂缝型储层预测精度的新方法。在研究顺北断控缝洞型油气藏储层发育特征的基础上，开展了五维地震各向异性正演模拟，建立了地震振幅与裂缝参数的关系，并优选了裂缝预测敏感参数；在此基础上推导出傅里叶级数形式的方位弹性阻抗方程，开展了裂缝型储层预测，并在顺北X井区进行了应用。研究结果明确了超深层碳酸盐岩断控储集体的AVAZ（amplitude variation with azimuth and offset）地震响应特征，指出裂缝密度是指示裂缝型储层的敏感参数；同时，利用二阶傅里叶系数表征了裂缝发育密度，在顺北X井区实现了裂缝型储层的精细表征，预测吻合率较高。基于振幅属性的五维地震预测技术通过挖掘宽方位地震数据的振幅、方位信息，丰富了裂缝发育密度和方向等相关信息的预测。建立的傅里叶系数−裂缝密度映射关系为断控缝洞型油藏预测提供了定量化工具，为断控缝洞型油藏裂缝预测及目标评价提供了新的思路。

三维地质建模是一种综合运用计算机技术、空间信息理论、科学可视化、数理统计等前沿技术方法，对地质现象及过程进行三维数字化描述、表征和重建的技术。其目的是为地球科学家及地质工作者提供一个集科学研究、辅助设计和决策支持为一体的可视化平台，以便更加深入地理解和利用隐藏在地质现象和过程背后的本质涵义和规律。基于野外地质数据构建研究区域的三维地质模型已经成为涉及基础地质调查、自然资源勘查开发、地质灾害预测评价等地质研究及调查工作的必备任务。深入探讨了三维地质建模的研究对象、数据源、空间数据模型，以及3个不同视角理解的三维地质建模方法，全面总结了三维地质建模技术的最新进展。提供了三维地质建模技术在矿产预测、地质灾害预警、城市地下空间规划、油气藏储层表征等领域的实践案例。最后结合当前研究现状给出了三维地质建模及相关技术的未来发展趋势。

地热作为一种清洁能源具有广阔的应用前景，可持续地开发和利用地热资源中地热水的温度评估是重要的研究课题。人工智能技术已成为矿产和油气资源勘探开发研究的热点和前沿方向，然而在地热资源开发方面相关研究和应用较少。剖析了油气资源开发中大数据与人工智能应用的重要价值，对当前地热资源开发中人工智能技术的应用与探索进行了介绍。以陕西咸阳地热田为例，采用长短期记忆（long short-term memory，简称LSTM）神经网络构建了以灌定采模式下单井水温的时间序列模型；采用随机森林和XGBoost算法，建立了多个井地热水温度的预测模型。研究结果表明，建立的机器学习模型在地热水温度预测方面表现优秀，模型准确度均在95%以上，且速度快。该地区地热水温度的首要影响因素是取水段顶深，模型验证了渭北断裂带对热储的重要作用。实例应用验证了机器学习模型在解决地热资源开发复杂难题中的优越性，人工智能技术的合理应用能够为地热资源的高效开发和科学降本提质增效提供更多有效的决策依据。