工程地质界面是地层中两种或多种介质间的接触面, 以及对三相介质迁移、物态变化和岩土体稳定性起控制作用的转换面, 它们受自然营力和工程活动的共同作用, 在地质灾害的孕育、发展和发生过程中具有控制性作用。如何准确获取界面的多场演化信息, 厘清界面的灾变动力学机制和相互作用, 是工程地质防灾减灾领域的核心科学技术问题。在回顾工程地质界面研究领域发展历程的基础上, 梳理和归纳了工程地质界面的基本概念、分类体系和主要特征, 并以长江三峡库区典型滑坡为例, 结合本团队的研究工作对界面多元表征与演化机理方面的最新研究进展进行了详细的阐述, 最后对该领域未来的发展趋势进行了展望。上述综述表明, 工程地质界面是诱发地质灾害的关键带, 可分为物质界面、状态界面和运动界面3类。通过引入光纤传感等尖端感测技术, 初步实现了工程地质界面多元信息的智能表征。在对库岸滑坡长期原位监测的基础上, 系统总结了滑坡灾变的演化机理和界面控制模式。根据新时代学科发展趋势和国家重大需求, 今后应进一步关注如何结合工程地质界面的特征, 研发并构建空-天-地-内立体化监测网络, 实现关键界面热-水-力多场耦合信息的实时获取和表征, 并结合大数据及人工智能等技术研发相应的预警预报系统, 以提升对各类重大地质灾害的防范水平和应对能力。

微焦点X射线CT扫描(μCT)技术作为实现岩石内部孔-裂隙结构可视化最有效的方法之一, 仍需进一步探究其在致密砂岩孔-裂隙三维成像应用中的有效性。以白鹤滩水电站坝址区致密砂岩为例, 通过超高精度μCT技术与分割算法, 探究了不同扫描精度下试样的孔-裂隙三维成像特征, 并进一步结合扫描电子显微镜(SEM)测试分析了其对获取关键结构信息的影响。结果表明: 交互式阈值法和Top-hat组合的分割法可更精细化的提取致密砂岩孔-裂隙信息, 其中交互式阀值法适用于较大孔-裂隙提取, Top-hat法适用于微小裂隙提取; 致密砂岩结构中微小孔隙、微裂纹十分发育, 且孤立孔隙较多; 0.62μm相对于1.5μm的扫描分辨率呈现了更加清晰的孔隙网络模型, 但由于纳米级的测试范围受限, 关键结构信息特征可能被放大化; 当扫描分辨率大于2μm时, 关键微结构信息可能被忽略。因此, 在致密砂岩孔-裂隙三维特征研究中, 应采用较高的扫描精度并进行多区域信息采集, 以有效的揭示关键微结构特征, 这一基础性工作为进一步有效地揭示致密岩石结构演化信息提供了支撑。

作为一种长距离、分布式、实时监测的新型光纤传感技术, 分布式声波传感技术自问世以来便受到了广泛关注。近年来, 研究者们围绕DAS技术展开了大量探索性试验, 并在大地探测领域取得了重要进展。从DAS工作原理出发, 阐述了DAS的基本概念, 对比了地震仪和DAS仪器的性能; 之后通过回顾数个具有代表性的试验, 详细介绍了DAS在油气勘探、天然地震观测、结构成像等大地探测领域的应用进展, 最后总结了基于DAS的大地探测技术体系当前存在的瓶颈, 分析了该技术体系今后的发展趋势。

崩塌灾害具有高隐蔽性、强突发性、重危害性等特点, 其预警监测是各类重大基础工程准备阶段以及施工期间的重要研究工作, 同时也是崩塌临灾监测救援现场指挥工作的重要科学依据。结合地基合成孔径干涉雷达技术(GB-InSAR)和最新的MIMO技术, 将应急边坡救援雷达S-SARⅡ的系统量程扩大了60倍, 并通过监测内蒙古某矿场主矿坑西南帮崩塌隐患点生成雷达形变图, 结合三维高程模型DEM以及多种预测模型预测崩塌发生时间。结果表明, S-SARⅡ精准地确定了形变区域及形变量, 并预测崩塌发生时间为8月29日9∶32-10∶27之间, 最终崩塌发生时间为8月29日10点26分。因此, S-SARⅡ准确预测了崩塌灾害的发生时间, 最大程度地保障了矿区的生产安全, 并通过实际应用分析证明, 优化后的S-SARⅡ的系统量程得到了数量级提升, 满足崩塌监测的需要, 且以S-SARⅡ为代表的遥测预警技术在地质灾害险情处置和应急救援中具有明显的技术优势。

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩, 在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统, 对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验, 系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明: ①红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关, 与围压呈正相关。②随着围压升高, 红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。③不同渗透压下, 渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律; 不同围压下, 渗透率曲线先降低后升高。④从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用, 验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究, 对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定, 试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。

工程实践表明, 外基坑宽度和坑中坑会影响基坑坑底滑裂面的形成方式, 因此, 经典朗肯土压力理论的假设建立在半无限空间土体的基础上不再适用。基于极限平衡理论和微分体受力平衡方法, 考虑土体黏聚力和围护结构与滑动土体摩阻力, 推导了宽基坑和窄基坑坑中坑的被动土压力理论计算公式。通过具体算例对比了宽基坑与窄基坑在坑中坑条件下被动土压力大小的变化趋势。结果表明, 考虑摩擦力条件下的被动土压力大于未考虑摩擦力的被动土压力; 无论宽基坑还是窄基坑, 有内坑的被动土压力小于无内坑时的被动土压力; 无内坑时, 外基坑宽度的增加导致被动土压力减小, 而在有内坑的情况下, 外基坑宽度的增加, 反而增大被动土压力; 在窄基坑中, 随着内坑位置的移动, 土压力先变小后增大, 且内坑平面尺寸的增大导致土压力逐渐减小。因此, 内坑的存在将降低坑中坑基坑的外坑被动土压力, 工程中应注意内坑的存在。

致密砂岩储层中水、石油或天然气等流体赋存可能会对致密砂岩的力学特征产生影响。选取鄂尔多斯盆地蟠龙地区延长组致密砂岩，利用YSZS-2000型多功能电液伺服岩石真三轴试验机对不同含油和含水饱和度致密砂岩力学特征进行了研究。结果表明：①含油性对砂岩的峰值应力和弹性模量产生弱化作用，表现为峰值应力和弹性模量随着含油饱和度的增大而减小，“准饱和”时峰值应力可下降5.35%，弹性模量可下降11.38%；②含水砂岩根据其吸水特性曲线分为Pa型与Pb型，含水性对砂岩的峰值应力产生弱化作用，饱和时Pa型砂岩峰值应力可下降11.58%，Pb型砂岩峰值应力可下降15.95%；③观察实验后浸油砂岩内部结构发现，油集中分布于砂岩矿物间裂隙，对破裂面产生润滑作用从而降低了砂岩的承载力。本研究成果可以对致密油气的开发提供可靠依据。

华南是我国战略性矿产钨锡的主产地，且与花岗岩有关的钨锡矿床附近常发育Li、Rb、Be、Nb、Ta等稀有金属矿床，但对这两类矿床的成因联系并不清楚。通过收集整理华南与花岗岩有关的稀有金属矿床和钨锡矿床的研究资料，对稀有金属矿和钨锡矿的成因关系进行初步分析，认识到这两类矿床具有区域-矿田-矿床-矿物多尺度的空间相关性，成矿时代、成矿物质来源及成矿作用相近性，且成矿主要与燕山期高分异花岗岩有关。两者之间“偶极”式分布样式为利用华南极为丰富的钨锡矿床勘探及研究成果寻找稀有金属矿床提供了依据。

东昆仑成矿带在早中生代发生了大规模的成矿作用，形成了一系列脉状金矿床、脉状银铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床和矽卡岩型铁多金属矿床，但这些矿床之间的成因联系尚不清楚。东昆仑东段以其多样的矿床类型为这一科学问题的研究提供了理想场所。在总结归纳东昆仑东段主要类型矿床时空分布和地质特征的基础上，通过系统分析各类矿床的成矿时代、成矿构造背景及成矿流体与物质来源，探讨它们之间的成因联系。研究结果显示，东昆仑东段各类矿床主要形成于中-晚三叠世(240~220 Ma)，均是东昆仑古特提斯陆陆碰撞及后碰撞伸展作用的产物。此外，区内及外围东昆北地体中的各类矿床均具有相似的成矿流体与成矿物质来源，且与该时期广泛发育的深部岩浆作用密切相关，共同组成了一个巨型的岩浆-热液成矿系统，不同类型的矿化可能是该岩浆-热液系统不同演化阶段的产物。巴颜喀拉板块深俯冲及板块断离诱发软流圈地幔的上涌及随后的大规模岩浆-流体活动，富含金属挥发分的岩浆热液与上地壳的岩石和流体发生交代和流体混合，最终形成区内巨型的岩浆-热液成矿系统。基于该成矿系统，东昆仑东段具有寻找多类型共生矿床的潜力。

铜绿山-铜山是鄂东南地区典型的矽卡岩型铜铁金矿床。针对该矿床深部找矿需求，以科学成矿预测理论为指导，对成矿地质条件及深部找矿潜力进行了综合分析。利用Surpac三维建模软件进行三维可视化研究，构建三维地质体实体模型、三维地球化学模型及三维地球物理模型。对有利的找矿信息进行提取，选择侵入接触面缓冲、蚀变缓冲、F1因子和重磁同源异常4种预测要素，并选用证据权的方法进行综合成矿预测，构建了三维综合信息预测模型，应用该模型圈定了3处找矿靶区，将铜绿山-铜山铜铁金矿床的预测评价研究拓展到三维空间，为周边同类型矿床的深部找矿预测工作提供了参考。

金属矿物微量元素对矿床形成过程和成因类型具有重要指示作用，目前对黄铁矿、磁铁矿及闪锌矿研究较多，黄铜矿微量元素特征鲜有报道。根据收集的斑岩型铜矿床(PCD)、岩浆型铜镍硫化物矿床(MSD)、沉积岩型层状铜矿床(SSC)、铁氧化物铜金矿床(IOCG)、喷流沉积型矿床(SEDEX)及火山成因块状硫化物矿床(VMS)铜精矿样品，结合资料，对黄铜矿开展了详细矿相学和LA-ICP-MS微量元素研究，揭示黄铜矿微量元素特征及其与矿床成因类型的关系。黄铜矿中Mn，Co，Ni，Se，Ag，Sn，Pb及Bi质量分数可达1 000×10^-6以上，Ga，Ge，Mo，Cd，In，Sb，Te，Au及Tl质量分数可达100×10^-6以上，说明黄铜矿是很多微量元素的重要载体。黄铜矿Sb-Tl，In-Sn，Pb-Bi及Mn-Ni呈明显的正相关关系，其中Sb，Tl，In及Sn主要以固溶体的形式赋存于黄铜矿，Pb与Bi以方铅矿包裹体的形式赋存于黄铜矿，Mn，Co，As，Te，Ag及Ni 2种赋存状态均有发育。PCD型和VMS型黄铜矿微量元素变化大，MSD型黄铜矿中Ni质量分数高，In质量分数较低，SSC型黄铜矿Ge质量分数高，Sn质量分数较低。Se在MSD型和VMS型黄铜矿中质量分数较高，在SEDEX型和SSC型黄铜矿中质量分数较低。Ni，In，Sn元素差异主要与不同类型岩浆作用有关，Se元素质量分数差异主要受温度控制，SSC型黄铜矿Ge元素质量分数高可能与成矿温度和赋矿围岩有关。因此，基于上述微量元素特征，Ni-Co和Ni-In图解可区分MSD型和其他类型，Ni-Se图解可区分SEDEX型，SSC型及VMS型，Ge-Sn图解可进一步区分SSC型和SEDEX型，Co/Ni-Ag/Bi图解可区分MSD型和PCD型，Zn-Sn/In在一定程度上可区分IOCG型和其他类型。这些首次系统地提出的图解将为判别矿床成因类型提供新的参考。

大梁子铅锌矿床位于扬子地块西南缘的川西南矿集区内，矿体展布明显受构造控制。针对该矿床构造分级控矿规律与控矿构造组合样式不清的问题，基于矿田地质力学理论与方法，通过不同级别的典型控矿构造力学性质鉴定及不同期次构造筛分，厘清了控矿构造组合样式及其形成机理。研究表明，成矿构造体系为印支晚期NE向构造带，在NW-SE向主压应力作用下，矿床内形成的不同级别构造分级控制了矿床、矿体和矿脉的展布；形成不同尺度的控矿构造组合样式：矿床尺度的走滑为主断裂-褶皱构造组合、矿体尺度的为“多”字型、“入”字型及“黑色破碎带”构造组合。本研究为该矿床深部及外围找矿勘查提供了重要依据。

洒西钨铍矿床位于滇东南老君山钨锡多金属成矿区。确定早期似层状矿体和晚期脉状矿体的流体性质、来源和演化过程, 并对其流体地球化学和同位素进行约束, 可以有效探讨洒西钨铍矿床成矿机制, 为老君山矿集区下一步找矿工作提供理论思考。洒西钨铍矿床脉状矿体的形成经历了硅酸盐阶段、氧化物-硫化物阶段和碳酸盐-萤石阶段, 白钨矿和绿柱石主要形成于前两阶段。对洒西钨铍矿床脉状矿体不同阶段石英中的流体包裹体进行了岩相学特征、显微测温、激光拉曼光谱分析等研究, 并对早期似层状矿体和晚期脉状矿体矿石中石英的氢-氧同位素组成进行了测试。结果表明: 该矿床内脉状矿体的流体包裹体主要有富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物多相包裹体3种类型。流体包裹体的气相成分以H₂O主, 含少量还原性气体如C₂H₂等, 液相成分也以H₂O为主。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段, 包裹体的均一温度和盐度(NaCl_eq)峰值范围分别为240~360℃、2.35%~13.81%;220~310℃、4.03%~9.86%和190~270℃、2.41%~6.88%。从硅酸盐阶段到碳酸盐-萤石阶段, 成矿流体的温度呈现降低趋势, 盐度也呈降低趋势。成矿流体总体上属中-高温度、低盐度、贫CO₂、含部分还原性气体的NaCl-H₂O流体体系。早期似层状矿体石英样品δD_V-SMOW值变化范围小, 为-102.8‰~-99.0‰, δ¹⁸O_V-SMOW值为11.7‰~13.0‰, δ¹⁸O_H2O值为3.16‰~6.46‰; 晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段石英样品δD_V-SMOW值变化范围较大, 为-99.6‰~-69.5‰, δ¹⁸O_V-SMOW值为11.2‰~14.1‰, δ¹⁸O_H2O值为3.08‰~6.73‰。综合表明成矿流体主要是岩浆水, 混合有少量大气降水或有机水, 流体可能发生了沸腾作用, 加之温度的降低, 导致晚期脉状矿体氧化物-硫化物阶段主要成矿物质的沉淀。洒西钨铍矿床属于中高温热液矿床。

成岩作用是碳酸盐岩储层的重要成因之一, 也是控制碳酸盐岩储层评价和预测的重要地质因素。首先概括了碳酸盐岩成岩研究的技术方法, 重点剖析了溶蚀作用、白云石化作用、胶结作用、新生变形作用、硅化作用、压实作用和压溶作用的成岩机理及最新认识, 归纳总结了生物扰动、构造破裂、烃类充注及微生物等成岩作用的辅助因素。碳酸盐岩成岩作用研究对象从礁滩和微生物岩逐步拓展到潟湖、混积岩及冷水沉积等领域。分析了构造-层序控制下成岩环境和成岩作用的演变, 根据沉积能量和成岩性质划分出5种沉积环境-成岩作用组合。碳酸盐岩成岩作用研究存在问题包括: 成岩模拟系统与真实地层环境差异大; 成岩术语不规范、成岩模式理想化和单一化; 潟湖、深水和冷水等非常规碳酸盐岩研究程度低; 成岩作用的双刃性及对储层改造的定量化研究不足。指出了碳酸盐岩成岩作用研究的发展趋势: 通过结合地层埋藏史, 实验模拟方法将逐步趋向真实埋藏环境, 成岩模拟软件不断实现模块集成化和智能化; 成岩模式更加精细且更具针对性, 成岩作用对储层的改造实现定量化研究; 非常规碳酸盐岩成岩机理研究更加健全。

仲巴地块是藏南雅鲁藏布江缝合带西段的重要构造单元, 对于研究冈瓦纳大陆北缘微地块的构造属性与古地理重建具有重要意义。目前, 对于该地块内部是否存在陆块基底尚未有统一认识。通过野外观测、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学分析, 本研究在仲巴地块中段公珠错南地区识别出一套黑云斜长片麻岩, 其w(SiO₂)为64.09%~69.87%, w(Al₂O₃)为12.18%~18.30%, w(TiO₂)为0.55%~0.79%, w(K₂O)为2.53%~3.54%, LREE相对富集, 轻重稀土分馏明显, 推测其原岩以长石砂岩为主, 形成于活动大陆边缘环境。锆石U-Pb年代学分析结果显示, 其继承核年龄峰值为2500, 1600, 950Ma, 最年轻的谐和年龄为630Ma。此外, 还获得变质锆石的加权平均年龄为550Ma。根据上述结果, 研究认为公珠错片麻岩形成于新元古代晚期(630~550Ma), 其变形-变质程度较高, 能够代表仲巴地块的陆块基底, 并进一步证明仲巴地块是印度大陆北缘的组成部分。由此, 本次研究为明确雅鲁藏布江缝合带西段仲巴地块的陆块基底特征及构造属性提供了直接的地质证据。

海底麻坑是由超压流体溢出海底时侵蚀海底沉积物所形成的一种负地貌, 其广泛分布于各种水下构造环境(如大陆边缘盆地和增生楔等)。综合近年有关海底麻坑的研究成果, 依据麻坑形状、直径、长宽比、空间分布以及垂向充填方式等特征, 对其类型进行了系统划分, 详细介绍了麻坑形成的主要条件及影响因素(如底辟、断层等), 深入阐释了麻坑的成因机制。麻坑形成过程中, 地层中的局部异常流体压力(超压)是最为关键的条件和驱动因素。根据地层中超压形成和释放过程的快慢, 可以将麻坑的成因机制划分为渐进型、突发型和混合型3类。渐进型麻坑形成过程中, 地层超压的形成和释放的过程较为缓慢; 突发型麻坑形成过程中地层超压形成和释放的过程较快; 混合型麻坑的形成过程介于二者之间。鉴于麻坑在形成过程中受到海水和下伏地层等多种因素的共同影响, 未来十分有必要对海底深部地层中“超压形成-流体聚集-垂向运移至海底表面并逸散-形成麻坑”的整个动态过程展开物理和数值模拟研究, 进一步建立海底麻坑形成模式。

早侏罗世经历了赫塘期、辛涅缪尔期、普林斯巴期和土阿辛期, 其中土阿辛期大洋缺氧事件(T-OAE)被广泛研究。但在辛涅缪尔阶-普林斯巴阶界线处, δ¹³C_org及δ¹³C_carb曲线均发生负偏, 局部伴随黑色页岩沉积。其在英国、法国、意大利、葡萄牙以及中国等地区都有记录, 碳同位素的变化伴随着环境、气候的变化, 研究显示该事件可能是全球性的, 被称为“S-P界线事件”(SPBE)。此次地质事件与T-OAE事件类似, 也显示了一次大洋缺氧事件, 其发生时有轻碳同位素被排入了大气系统中, 但是轻碳同位素的来源尚不明确, 部分学者认为是大火成岩省喷发时排放的轻碳物质注入了海洋-大气系统所致。目前对该事件的研究主要集中于欧洲海相地层, 其对陆地生态系统的影响还知之甚少。我国四川盆地下侏罗统湖相沉积发育良好, 下侏罗统自流井组东岳庙段沉积有与大安寨段(T-OAE发生层段)类似的黑色页岩及介壳灰岩, 其有机碳同位素负偏, 显示了S-P界线事件的影响, 其与T-OAE类似也对四川盆地早侏罗世古湖泊产生了影响。

塔里木盆地顺北地区古生界油气资源非常丰富, 此外在中新生界也发现了良好的油气显示, 揭示出该区中新生界也具有较好的油气勘探潜力。因此, 为了揭示对顺北地区中新生界油气成藏具有关键控制因素的断裂构造特征及其发育机制, 通过对顺北地区最新三维地震资料的精细构造解释, 系统分析了该区中新生界断裂构造的类型、几何学特征及其成因演化。研究表明: 顺北地区中新生界断裂以张性正断层为主, 发育少量逆断层和走滑断层, 该区断裂发育数量众多但单条断裂规模较小、平面上呈杂乱展布且具有明显的分区分层的差异活动特征。与区域动力背景和盆地演化阶段相统一, 顺北地区中新生界断裂演化经历了印支、燕山和喜山期3个阶段多期次伸展-挤压构造旋回, 而且该区所处的构造位置、下伏中二叠统火成岩地层特征及下三叠统柯吐尔组砂泥岩塑性层等对中新生界断裂的形成演化具有重要控制作用。通过对顺北地区连通T₉⁰~T₅⁰界面通源断裂的精细刻画, 揭示出在5号断裂带中部和7号断裂带中南部存在两大通源断裂发育区, 上述两地区部分断裂由T₉⁰界面往上一直断到T₅⁰界面之上, 对古生界油气向中新生界垂向输导具有建设性作用, 为该区中新生界油气的有利勘探区带。

断裂在塔里木盆地奥陶系碳酸盐缝洞型油气藏勘探开发中具有重要作用，包括控储、控藏和控富，是油气地质分析的热点。由于肖塘南地区二维测线对断裂的解释及识别难度大，对断裂控储控藏的认识不清，制约了该区奥陶系油气勘探。为此，基于肖塘南地区新三维地震资料，在分析区域地质概况的基础上，系统分析了走滑断裂的构造、演化特征，明确了走滑断裂对油气藏的控制作用，进而提出了目标优选思路。研究表明，平面上肖塘南地区发育3条NE向走滑断裂带，具有线状、马尾状、半花状组合样式；纵向上发育深层、浅层2套断裂系统，深层走滑断裂形成于加里东早—中期，表现为陡直或花状样式，浅层断裂形成于加里东晚期—海西期，表现为负花状构造走滑断裂。研究区内顺南4断裂带具有明显的分区特征，由南向北表现为线性断裂区——马尾状断裂区。在马尾状断裂区内，地层破碎严重，有利于岩溶作用，断溶体油气藏更为发育，是风险勘探优先选择的区域。研究认识对该区奥陶系断溶体油气藏勘探具有一定的指导意义。

珠江口盆地白云东区是白云凹陷2个有利成藏区之一，目前勘探正面临转向古近系深层的阶段，急需重新认识深层洼陷结构构造。为了解决珠江口盆地白云东区古近系深层缓坡带砂岩变少，与伸展型半地堑储层发育模式矛盾的问题，利用改善深层成像的重处理三维深度域地震资料及钻井数据进行综合解释，开展了白云东区古近系及基底之下滑脱面全三维构造解析。研究结果表明：按动力学机制对盆地演化阶段进行了重新划分, 构造层序由一个被动裂陷旋回，修改为被动裂陷-主动裂陷-被动裂陷3个旋回；构造幕由3分细化为6个幕次，即由断陷幕-断坳转换幕-坳陷幕细化为裂陷两幕-褶皱两幕-裂陷萎缩幕-漂移幕，细分方案更好地反映了地层变形规律。地层变形方式表现为基底呈东西向挤压构造，盖层为南北向伸展构造。伸展构造发育过程中，主动裂陷旋回参与的基底盖层脱耦变形的新模式协调了白云东区古近纪构造-沉积响应，补充了主动裂陷阶段盆地充填富泥旋回的认识，挤压-伸展同步变形模式丰富了南海盆地空间演化模式，支持了白云凹陷深层新领域的勘探。

四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩广泛发育，页岩气资源丰富，盆地内五峰组-龙马溪组页岩气已获得大规模商业突破。渝东南盆缘转换带处于构造变形强烈区域，相对于盆内五峰组-龙马溪组页岩气富集过程，需要对保存条件的评价提出更高的要求。为此，针对渝东南盆缘转换带复杂的构造格局，通过对构造演化、抬升剥蚀、断裂发育、构造样式、顶底板条件、地层压力等多因素叠合分析，开展了保存条件的研究。结果表明，盆缘转换带抬升剥蚀严重，断裂发育，形成了一系列残留构造样式；距离剥蚀边界、大断层近的区域内，五峰组-龙马溪组均有天然气逸散的情况，地层压力系数普遍小于1.2；桑拓坪向斜、武隆向斜大断裂发育较少，五峰组-龙马溪组在远离剥蚀区具有良好的页岩气保存条件。因此后期抬升剥蚀和断裂发育是天然气散失后常压形成的主要原因；尽管由盆内向盆外地层压力系数由超压转变为常压，但构造形成了窄陡残留背斜、宽缓残留向斜和残留斜坡的页岩气保存形式。最后建立了渝东南盆缘转换带常压页岩气保存条件的评价标准，划分了3类有利目标区。

孔隙结构是致密砂岩储层的关键要素，制约油气在储层中的储集与流动，而储层孔隙结构是目前非常规油气勘探开发研究的重点和难点。选取鄂尔多斯盆地合水地区上三叠统延长组长7段10块致密岩心样品，开展高压压汞和X-衍射等实验，运用分形理论研究储层孔喉分形特征，并分析分形维数与储层物性、孔隙结构参数与矿物含量之间的关系。研究结果表明：根据压汞曲线形态和孔隙结构参数将储层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，其储集性能和渗流能力依次递减，微观非均质性依次增强。不同类型的储层具有不同的分形特点：根据分形曲线存在的拐点0.05和0.02 μm，将实际情况和IUPAC提出的孔隙大小划分标准结合，Ⅰ类储层孔隙分为大孔(＞50 nm)和中孔(50~6 nm)；Ⅱ、Ⅲ类储层据拐点分为中孔A段(50~20 nm)和中孔B段(20~6 nm)；平均分形维数依次增大，分别为2.619 3，2.745 4，2.852 6，非均质性逐渐增强。较少的大孔贡献了主要的渗透率，分形维数反映的主要是孔隙大小非均质性。分形维数与部分矿物存在较好的相关性，矿物成分及其含量是决定分形维数大小的内在因素，进而影响储层的质量和孔隙结构特征。

渤中19-6砂砾岩孔隙结构复杂，为提高渗透率的估算精度，需要从孔隙结构入手，找到与渗透率相关性最好的孔隙结构因素。以43块孔店组砂砾岩的孔隙结构和渗透率为研究对象，利用岩石铸体薄片确定发育的孔隙类型，通过高压压汞获取孔喉分布特征和孔隙结构参数。结合孔隙类型和孔隙结构参数分析孔隙结构和渗透率的关系，建立了基于孔隙结构参数的渗透率评价模型。研究表明，不同类型溶蚀孔隙的孔隙结构存在差异，粒内溶孔的孔隙结构最好，胶结物溶孔的孔隙结构最差。溶蚀孔隙类型发育不同，物性差异较大，以粒内溶孔为主且不发育胶结物溶孔的岩样物性最好。不同孔隙结构因素对渗透率控制程度不一致，其中基于孔喉大小、连通、配比和几何形状这4种因素建立的渗透率模型精度最高。渤中19-6气田孔店组砂砾岩粒内溶孔具有较大的孔喉半径和较好的连通性是促使该类岩石储集和渗流能力均较好的主要原因。平均孔喉半径、退汞效率、平均孔喉体积比和分形维数适用于估算孔隙结构复杂且(特)低孔渗的砂砾岩储层渗透率，以期为渤海湾盆地渤中凹陷砂砾岩储层的渗透率评价提供技术支持。

鄂尔多斯盆地致密油气资源丰富，其中陇东地区长6储层的发育受多物源体系的控制，成为当前研究热点，但目前对不同物源控制的砂体微观结构特征差异等缺乏深入了解，制约了该地长6储层的勘探与评价。通过铸体薄片鉴定、镜下观察、X衍射及恒速压汞分析等实验手段，开展了不同物源体系控制下的储层微观结构特征研究，对比分析了沉积微相对储层发育的影响，建立了对应的孔隙演化模型，并探讨了主要成岩作用对储层致密化的控制。结果表明：①喉道是控制储层渗透率的主要因素，北东部物源沉积区较西部物源沉积区的喉道发育状况更好，渗透率更高；②随着渗透率升高，受北东部物源控制的南梁地区半径大于0.50 μm的较大喉道对渗透率的贡献明显增加；③沉积微相是控制不同物源体系砂体物性的重要因素，受北东部物源控制的南梁地区的砂质碎屑流和浊流砂体物性均好于受西部物源控制的樊家川地区；压实作用是造成储层致密化的主要原因，受不同物源体系储层伊利石和绿泥石含量差异的影响，北东部物源沉积区压实减孔量(19.29%)小于西部物源沉积区(22.32%)。该研究成果对不同物源体系致密油的后期评价具有指导意义。

博孜-大北地区巴什基奇克组为深层、超深层致密砂岩储层, 岩性致密, 亟需揭示储层品质主控因素, 建立相配套的有利储层测井评价方法。为单井定量评价其成岩相, 充分利用岩心、常规薄片、铸体薄片、扫描电镜等资料, 对博孜-大北地区巴什基奇克组致密储层的岩石学、物性、成岩作用类型和强度、成岩矿物等特征进行了研究, 并在视压实率、视胶结率、溶蚀孔隙含量和成岩综合系数等参数定量计算的基础上, 根据成岩作用强度及其组合特征对储层成岩相分类命名, 划分出中等压实弱溶蚀相、碳酸盐胶结相及压实致密相等不同的成岩相类型。通过薄片等资料与测井资料拟合分析, 建立了成岩综合系数C_g的测井计算模型, 以及定量识别储层成岩相的方法。对X1、Y1等井的测井资料进行了处理, 并通过识别结果与物性分析、铸体薄片等的匹配关系, 验证了方法模型的可靠性。成岩相测井定量表征方法的建立可为有利储层预测提供指导。

为了明确川西坳陷须三段砂岩储层致密化过程, 定量恢复致密砂岩储层孔隙度演化, 综合利用常规薄片、铸体薄片、扫描电镜和包裹体等资料, 对须三段成岩作用进行了系统分析, 探讨了成岩作用与孔隙度演化之间的关系。在此基础上, 结合地层埋藏史和热演化史研究, 基于效应模拟原则, 即不对具体成岩作用进行模拟, 而是通过地质参数来模拟各种成岩作用的综合叠加结果, 从而建立须三段砂岩孔隙度演化数学模型, 明确砂岩储层致密化过程。研究结果表明: 须三段主要发育岩屑石英砂岩和岩屑砂岩; 砂岩经历压实、胶结、溶蚀等成岩作用, 其中压实作用和胶结作用是主要的破坏性成岩作用, 且一直存在于砂岩储层演化过程中; 溶蚀作用是主要的建设性成岩作用, 且只出现在特定的60~120℃温度窗口。基于对现今砂岩孔隙度与深度关系的观察, 明确砂岩先后经历了压实、胶结作用和溶蚀作用, 以及溶蚀后的压实、胶结作用。因此, 可将孔隙度演化划分为正常压实与胶结阶段、溶蚀增孔阶段和溶蚀后正常压实与胶结3个阶段。此外, 将孔隙度演化分解为孔隙度减小模型和孔隙度增大模型, 这2种模型在孔隙度演化的3个阶段分别叠加, 可得到模拟孔隙度演化的三段式分段函数模型, 进而实现砂岩储层孔隙度演化过程模拟。通过应用该模型对典型砂岩储层孔隙度演化过程的模拟表明, 川西坳陷须三段因压实作用和早期胶结作用影响, 具有早期致密的特点。

水系沉积物地球化学测量是卓有成效的找矿技术方法, 基于汇水盆地的水系沉积物地球化学异常提取有助于追溯异常源头、指明找矿方向。基于SCB法提出了汇水盆地法, 该方法以自然汇水盆地为预测单元, 将各样品点的地球化学属性特征赋予各自所在区域, 预测结果较为符合地形地貌特征, 且对于采样密度较高的1∶5万水系沉积物地球化学测量数据有较好的应用效果。以东昆仑乌拉斯太地区为研究区, 使用高精度DEM划分汇水盆地, 利用该方法对1∶5万水系沉积物Au、Ag、Pb因子得分进行了异常信息提取, 在提取过程中利用多种地貌参数(干流坡度、地形起伏比、汇水盆地面积)作为泥沙输移比进行残差校正计算, 并在此基础上, 利用C-A分形法分离了地球化学背景与异常。异常提取结果表明, 汇水盆地面积参数最适合用作乌拉斯太地区的泥沙输移比参与顺流衰减校正, 使用汇水盆地法可以有效识别和提取该地区地球化学异常信息。使用汇水盆地法提取的化探异常范围与矿床空间位置吻合度高, 可以为进一步找矿工作提供有利的信息。

东营组烃源岩在渤中凹陷广泛分布, 明确该套烃源岩特征及其形成的古环境对于推动渤中凹陷常规-非常规油气勘探具有重要意义。通过对渤中凹陷西南洼东营组烃源岩样品进行有机、无机地球化学实验, 分析该套烃源岩品质、有机质来源和古沉积环境, 并与凹陷内主力烃源岩沙河街组进行对比分析。结果显示: ①东营组不同层段烃源岩特征差异显著, 且与沙一二段烃源岩呈现明显不同。东二下段与东三段有机质丰度高, 已达到成熟-高成熟阶段, 东营组整体有机质类型均以Ⅱ型为主; ②通过Pr/nC₁₇-Ph/nC₁₈等图版以及干酪根类型判断东营组有机质来源为混合型, 与沙一二段的低等藻类输入明显不同; ③综合Sr/Cu、Mn/Fe等16种元素含量或比值以及Pr/Ph、伽马蜡烷指数分析烃源岩形成时期的古环境, 与沙一二段烃源岩干旱气候下强还原咸化湖盆的形成环境所不同, 东营组整体形成于温湿气候下, 伴随较强陆源输入, 受控于弱氧化淡水环境; 纵向上, 从东三段-东一段古气候变化不大, 水体盐度基本一致, 但水深逐渐变浅, 水体氧化条件呈现逐渐增强的趋势; ④利用Co、La含量定量恢复东营组沉积时的古水深, 认为东三段(50.4m)＞东二段(35.7m)≈沙一二段(33.2m)≈东一段(31.7m), 计算结果与前面的古水深定性结果保持一致。东营组独特成源条件的揭示, 将大大促进针对该组为烃源灶的油气勘探。

为深入认识南堡凹陷沙河街组富有机质泥页岩形成机理, 通过详细分析微量和稀土元素地球化学特征, 对其水体沉积环境及物源进行研究。结果表明: 微量元素Li, Cs, Bi较为富集; Cr, Sn较为亏损; 其他微量元素接近于上地壳元素含量。稀土元素总量变化范围宽泛, 接近或高于大陆上地壳的平均值, 指示陆源碎屑供给较为充足。REE分配模式表现为轻稀土元素富集, 分异程度较高; 重稀土元素相对亏损, 分异程度较低。铕元素异常值(δEu)负异常明显, 铈元素异常值(δCe)基本正常。根据锶丰度和锶/钡比值的变化, 反映出沙三段沉积时期湖泊水体具有一定的分隔性, 淡水、半咸水和咸水环境共存; 沙一段沉积时期湖泊水体的连通性增强, 以半咸水环境为主。根据V/(V+Ni)、Th/U比值及δCe、铈异常指数(Ce_anom)值特征, 反映出湖泊水体为分层较强的贫氧环境。源生Ba含量揭示出湖泊水体古生产力较高。通过稀土元素组合特征分析, 认为沙河街组物源主要来自燕山褶皱带于燕山期发育的花岗岩, 且混有少量沉积岩。南堡凹陷沙河街组泥页岩有机质富集程度与其古环境和古地理密切相关: 一是适宜的水体古盐度和丰富的水体营养物质适应多种浮游藻类的共同繁盛, 提高了湖泊水生有机质生产效率; 二是贫氧的水体环境减缓有机质在埋藏过程中的降解, 提高了沉积有机质保存效率。

为了探讨结构和非结构动网格技术在地下水非饱和-饱和数值模拟领域未来的发展趋势, 总结了非饱和-饱和耦合数值模拟研究现状, 介绍了动网格技术原理及运动边界结构和非结构网格的变形方法, 综述了动网格技术在非饱和-饱和分界面的应用现状及存在的不足, 探讨了相关研究的未来发展趋势。综合分析表明: 结构动网格和非结构动网格均存在其固有优缺点, 结构、非结构混合网格以及多种动边界处理方法的结合使用在非饱和-饱和耦合数值模拟研究中具有重要的应用价值。在模拟潜水面的变动时, 可将多种网格变形方法结合使用, 当潜水面位置和形状变动较小时, 采用弹簧法更新网格; 当潜水面位置变化较大但形状变化较小时, 采用重叠结构动网格技术或铺层法更新网格; 当潜水面形状变动较大时, 则采用网格重构法更新网格, 从而更精确地模拟非饱和-饱和分界面的变化和移动。相关研究为场地非饱和带土壤与饱和带地下水协同防治工作提供了科学指导。

沉积物中氮的赋存形态直接影响其参与生物地球化学循环的进程、途径和贡献大小，探究沉积物中不同氮形态的环境地球化学行为对研究氮的地球化学循环具有重要意义。以海南东寨港红树林湿地沉积物为研究对象，分别采集表层沉积物和柱状沉积物，采用分级浸提法提取不同形态的可转化态氮进行空间分布特征及影响因素分析。结果表明：研究区沉积物中总氮(TN)质量分数在1 149.0~1 690.6 mg/kg之间，总可转化态氮(TTN)的质量分数在464.6~647.5 mg/kg之间，二者均呈现出从上游至入海口逐渐降低的空间分布特征；4种可转化态氮中强氧化剂浸取态氮(SOEF-N)与TTN呈显著正相关，也是最主要的氮形态存在形式。通过沉积物C/N比值分析可知，研究区有机质主要来自污染物的大量排入，东寨港红树林柱状沉积物中TN与含水率、TOC呈极显著的正相关关系，表明氮与有机质具有相似的来源。

近年来，环境问题一直都是社会关注的热点，如大气、土壤和沉积物中的重金属污染问题已成为社会关注的热点。要解决环境重金属污染，关键是要确定其污染源和污染途径，本研究选取了3种典型的污染，即河流污染、冶炼厂地污染及大气颗粒物污染，选择同位素示踪技术作为研究方法，并且以铜作为示踪指标，对铜元素的基本性质，以及铜同位素在地球化学过程中的分馏，不同类型样品的处理、消解以及同位素分离纯化方法，同位素测试技术、示踪技术、端元模型进行了汇总，以及对现已发表的成果中上述3种典型重金属污染的端元(自然输入源和人为输入源)，受污染途径、污染程度的研究进行了概括和总结。Cu同位素在环境污染溯源方面尚处于起步阶段，因此还需要进一步研究表生过程中Cu同位素的分馏机理，为认识重金属污染源与汇迁移过程中的机理提供重要的信息。未来的研究中，可进一步运用多种同位素相结合的方法，扩展多元同位素指纹数据库；而且同位素模型是对重金属污染源及污染贡献率进行正确评价的重要研究内容，还需构建新的多同位素多元污染模型来解决更为复杂的污染源。

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展，对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高，但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征，而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会，成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程，从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术，并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成，提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果，为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。

为查明北京新航城地区地面沉降演化规律，结合基岩标-分层标和水准测量对新航城地区地面沉降特征进行了分析，并结合不同监测方法进行了对比研究评价。研究发现：①近十年新航城地区浅部地层中沉降量和沉降比例越来越小，沉降比例由2009年67.62%下降到2019年19.69%，而中部地层和深部地层则随着时间沉降量和沉降比例越来越大，中部地层沉降比例由2009年21.39%增加到2019年35.83%，深部地层沉降比例则由2009年10.99%增加到2019年44.48%；浅部地层含水层水位呈现周期性往复变化，中部和深部地层含水层在周期性变化中持续下降，地层在水位周期性往复变化中持续压缩。②根据历年水准测量和地下水动态监测成果，研究区自北向南累计沉降量逐渐减小。地面沉降和地下水位数据拟合后发现二者具有一定的相关性，相关性随着水位降幅的增大，相关性也随之增大，二者成正相关。③基岩标—分层标静力水准测量系统与人工水准测量系统对同一监测点和不同深度数据互校后的误差值非常接近，符合正态分布规律，不同深度的监测数据相关系数为0.993 6；对比2种方法各有优势与不足，应根据实际情况，多方面获取沉降信息与数据，满足地区级地面沉降监测与防治的不同需求。

无人机是获取地表数字图像和进行样品采集的重要手段，近年来在沉积学领域正逐渐成为一种新兴的研究手段，改变着沉积学的研究范式。然而，目前国内基于无人机的沉积学研究尚处在起步阶段，本研究拟回顾近年来无人机在沉积学领域研究中的重要应用，对所涉及的关键技术背景和存在的问题进行了讨论，总结并展望了未来的发展前景，以期对后续相关研究提供参考。主要从沉积露头的三维数字重建、高分辨率沉积结构和构造特征的提取以及无人机协助样品采集3个方面综述了无人机在沉积学应用中的软硬件要求及典型研究案例。利用无人机摄影测量技术构建数字露头模型，有利于从多个空间尺度和视角观察沉积露头的几何形态、沉积相与岩相组合情况，结合数字露头模型信息提取软件，可对粒度、交错层理和生物遗迹等沉积结构和构造特征进行大范围的远程而高效的提取，未来还可进一步应用于沉积学野外实践教学工作中。此外，对无人机本身进行改造，还能够协助进行冰心等沉积物样品的采集。应用无人机技术进行沉积学研究，具有低成本和高效率的优势，保证了数据的时效性和连续性，也提高了野外工作的安全性。但是，无人机技术在数据可重复性、点云处理以及图像与模型质量方面也存在着不足。未来可借助人工智能方法，以及通过制定无人机图像采集与处理流程的标准规范来进一步改善。

随钻核磁共振测井在南海文昌油田低阻油层的开发中以安全高效的测井方式提供了孔隙度、渗透率等参数，且在定性识别轻质油层方面发挥了关键作用。为了进一步提升随钻核磁共振测井在文昌油田低阻油层流体识别中的使用价值，从孔隙结构和流体性质2个影响因素出发，提出了T₂谱含油特征指标法并引入纯水谱重构法开展流体定量识别。其中T₂谱含油特征指标法以消除孔隙结构的影响为基础，利用轻质油和水的横向弛豫时间差异提取轻质油真实的拖尾现象达到定量识别流体的目的；水谱重构法则采用球管模型和正态分布模型分别构建束缚水谱和可动水谱，并将两者之和作为纯水谱，通过与实测核磁T₂谱的对比提取流体性质信息，达到识别流体性质的目的，2种方法在文昌油田低阻油层的流体识别中均取得了良好的应用效果，可在低阻油层、水淹层等储层流体的定量识别中发挥显著作用。