三峡库区侏罗系地层滑坡发育广泛，研究该地层软岩夹层在不同水压力作用下的强度及变形破坏特性对库区岸坡的长期稳定性评价具有重要理论指导意义。以三峡库区侏罗系典型软岩——沙溪庙组泥质粉砂岩为例，对其进行了不同水压力下的力学试验系统(MTS)三轴压缩试验，并基于断裂力学与有效应力原理对水-力耦合效应下岩石的起裂及裂纹扩展机制进行了分析。研究结果表明：水压力的存在可降低岩石的峰值抗压强度，水压力越大岩石破坏后控制性裂纹的长度及倾角也总体随之增大，次生裂纹的数目也呈现出随之增多的趋势；原生裂纹的起裂及次生裂纹的扩展分别受控于K_Ⅱ、K_Ⅰ型应力强度因子，原生裂纹的起裂角最大为70.5°；次生裂纹的临界扩展长度随原生裂纹长度的增加而增大，当原生裂纹倾角约为45°时，在相同条件下次生裂纹的扩展长度最大；说明水压力的存在加剧了岩石裂纹的扩展，且使岩石的张拉破坏趋势更为明显，而原生裂纹形态特征对裂纹的扩展规律亦具有较大的影响。

堆积体边坡稳定性判别和分析是地质灾害防治重点，分别以密实细颗粒边坡和松散碎石体边坡为例，开展了降雨入渗作用下坡体失稳室内模型试验，系统分析了密实度、物质组成、坡度以及植被覆盖度对边坡稳定性和降雨阈值的影响。结果表明，降雨入渗作用下，物质组成较均匀、密实度高的细颗粒边坡稳定性较好，坡体失稳降雨阈值高，致灾性较低；物质组成不均、松散碎石体边坡相较于密实细颗粒边坡更容易失稳破坏，含石量对坡体稳定性的影响要大于坡体坡度；坡体失稳临界降雨量随植被覆盖度的增大先升高后降低，即当降雨入渗致使边坡土体过饱和时，较高的植被覆盖度反而会由于植被根系的强发育，触发坡体和植被整体破坏，并加大坡体致灾能力。研究成果可以为堆积体边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据。

反粒序堆积体常见于高速远程滑坡的流通区和堆积区。针对其粒径上大下小的特殊结构和较强透水性而诱发堆积体不稳定的问题, 采用自制的渗流侵蚀试验装置对颗粒粒径为0.075~20 mm的7组连续及间断颗粒级配反粒序土样进行了试验, 研究了反粒序砂土体渗流侵蚀过程中参数变化和细颗粒迁移模式及规律。结果表明：在反粒序堆积土样中, 细颗粒含量和不均匀系数对反粒序砂土体的渗流侵蚀有重要影响, 细颗粒含量越高, 不均匀系数越大, 则起始渗流系数越小。反粒序砂土体发生管涌颗粒跃层后, 底层颗粒流失量最多, 且粒径为0.075~0.125 mm的颗粒流失比最大。反粒序堆积体整体的渗流能力主要取决于底部的细颗粒含量, 细颗粒含量越高, 临界水力梯度越大。在连续级配土样中, 水力梯度与渗流系数呈二次函数关系；在间断级配反粒序土样中, 细颗粒含量超过45%时, 土样趋于稳定。反粒序堆积体发生管涌后, 其颗粒呈现剥离-沉淀-剥离-沉淀中下层颗粒交替侵蚀的运移模式。研究结果对于该类灾害形成机理与防治研究具有理论和实际应用意义。

江巴变形体位于西藏嘉黎县尼屋乡江巴村下游约5 km处的易贡藏布右岸, 遥感影像中可见多处地表崩滑痕迹, 存在山体不稳定、发生崩滑堵江的威胁。为了查明该坡体的稳定性、整体变形特征以及可能存在的灾害威胁, 达到提前预防、未雨绸缪的目的，采用“多期次影像遥感解译监测+InSAR形变分析+现场调查”的综合研究评价方法, 对该变形体坡面进行了详细的解译分析, 显示变形体目前处于“整体稳定、局部崩滑”状态。近年来变形体范围边界未发生明显变化, 在其南侧及东侧坡脚区域发生过多期次小规模崩滑现象, 在外部环境变化影响下, 变形体中上部仍然存在高位崩塌-碎屑流的可能。

新近吹填地基的固结效应十分显著，地基土内超静孔隙水压力的消散将引起地表的整体沉降，对吹填地基上基础工程的稳定性产生不利影响。基于连续排水边界，综合考虑吹填土的自重和下伏原状海床的成层特性，建立了吹填土自重驱动下的吹填地基-原状海床一维固结方程，并基于本征函数法推导了孔隙水压力响应、固结度等的解析解。通过边界条件和模型的退化，验证了解答的正确性。利用该解答讨论了吹填土自重、成层地基模量、时间因数、地表附加荷载等时空条件对吹填地基固结沉降的影响。研究结果表明：①吹填土自重是吹填地基固结的驱动因素，在实际工程中不可忽略；②土体渗透系数对超静孔隙水压力的影响较为复杂，某一层土的渗透性改变后，对其上覆和下伏土层的超静孔隙水压力将产生相反的影响；③土层的体积压缩系数对超静孔隙水压力的影响十分显著，且深部土体的体积压缩系数影响更大；④地表堆载等引起的附加荷载会减缓超静孔隙水压力的消散。

为准确评判隧道拆除爆破效果，保证原位二扩四市政隧道工程在爆破施工期间车辆正常通行，减少既有隧道衬砌结构爆破拆除及扩挖过程的风险，应用物元理论建立了基于EAHP的隧道爆破效果综合评价模型。首先，从爆破方案设计、爆区周边环境、爆破施工质量、爆破器材及爆破安全技术5个方面选取了29个评价因素指标，并划分为5个评价等级。其次，利用可拓变换构建初等关联函数，计算各爆破效果影响因素指标相对评价等级之间的关联度，同时引入层次分析法(AHP法)确定指标权重，根据最大关联度原则判定隧道爆破效果等级，由此建立基于可拓学-层次分析法的综合评价方法，即EAHP。结果表明，将该方法应用于浙江省楼山隧道原位二扩四工程爆破效果评价，得出爆破效果评定结果为K_max=K₂=-0.030 9，即原位二扩四隧道爆破效果评价级别为“爆破效果较好”，与工程实际情况相吻合。因此，基于EAHP综合评价模型选取的评价指标和权重系数合理可靠，通过可拓变换求得的最大关联度也能较好地反映隧道爆破效果等级，说明基于EAHP模型的综合评价方法对隧道爆破效果评判具有较好的适应性。

为保证滑坡上居民的生命和财产安全, 揭示滑坡上砌体房屋的变形破坏规律, 开展滑坡作用下砌体房屋的变形破坏过程模拟研究十分必要。试验基于ABAQUS接触分离式建模方法建立了砌体房屋精细化模型, 利用黏性接触界面来模拟砂浆在墙体中的作用，并将数值模拟结果与物理模型试验结果进行了对比分析。结果表明：通过物理模型试验和数值模型试验中砌体房屋宏观变形特征及微观应力应变数据的对比, 物理模型试验和数值模型试验的载荷-应变曲线拟合度较好、应变云图基本一致, 证明了该数值模拟方法的有效性；揭示了滑坡张拉变形区房屋墙体裂缝的扩展规律和应变分布规律。研究结果可以为滑坡张拉区砌体房屋防护设计提供依据。

为探究不同管土接触状态下圆曲线顶管顶进力计算方法，结合港珠澳大桥拱北隧道曲线钢顶管工程的相关数据，利用国内外几种常用的曲线顶管顶进力计算公式，以及利用ABAQUS软件建立的考虑注浆作用和管土接触范围的顶进力有限元分析模型，分别进行了顶进力计算。与实测顶进力数据的对比分析表明：①顶进力计算值大小为：JMTA公式≫上海规范公式>Shimada公式，其中考虑1/3管土接触面的Shimada公式下限计算值与实测值较为接近。②通过数值模拟发现，1/3管土接触状态模拟顶进力，逐渐向1/2管土接触状态接近；在注浆状态下，前期实测顶进力接近1/2管土接触状态下的顶进力；后期顶进趋近平稳时，实测顶进力接近1/3管土接触状态下的顶进力。本数值模型能够对同类型工况下顶管顶进力进行较好预测，对实际施工具有一定的指导意义。

为响应国家“绿水青山就是金山银山”的发展理念, 对废弃矿坑的开发再利用成为热点, 而采用合理的稳定性评价方法对废弃矿坑边坡加固设计是后续工作的关键。但这类矿坑边坡通常形状近似圆形或椭圆形, 三维空间效应不容忽略, 基于传统平面应变假设的简化方法对其进行稳定性分析似乎不太合理。在FLAC3D强度折减法的基础上, 提出了一种针对近似圆形矿坑边坡稳定性分析的轴对称模型简化计算方法。基于计算结果的对比分析表明：①对于这种类似圆形凹坡, 轴对称模型计算的安全系数比传统平面应变模型更准确, 减少了计算时间, 并且轴对称模型对于各种复杂程度不同的边坡类型同样适用；②轴对称模型计算的安全系数与三维模型计算的安全系数非常接近, 而传统平面应变模型计算的安全系数偏于保守；③将轴对称模型计算结果与现有研究对比, 表明两者结果相符, 并将其进一步应用于长沙冰雪世界项目矿坑边坡加固工程的稳定性分析中, 证明其可为类似工程的边坡稳定性评价提供参考。

易发性评价是区域滑坡灾害风险预警与稳定性分析的基础，针对乡镇尺度的大比例尺精细化滑坡易发性评价，传统基于水文学和地貌学的斜坡单元划分方法难以满足评价精度。针对以上问题，以重庆市万州区大周镇为实例验证对象，形成了适用于精细化评价的改进斜坡单元划分方法。首先从斜坡地质环境孕灾规律出发，综合考虑地形地貌、物质组成、斜坡结构和灾害类型的均一性要求，提出了基于斜坡地质环境一致性的改进斜坡单元划分方法，选择重庆市万州区大周镇为实例验证对象，并与水文分析法、曲率分水岭法进行了对比分析。结果表明：①改进斜坡单元法划分的评价单元大小均匀性较好，未出现细碎单元或畸形长条状单元；②评价单元的总体形态特征更为合理，形态指数集中在1~2之间，呈现圆形或正方形斜坡形态；③改进斜坡单元划分的结果与已有灾害边界范围的叠加重合度最高，能更好地体现滑坡易发性评价或稳定性分析物理意义。研究结论对提高区域滑坡易发性评价的准确性与精度具有重要借鉴意义。

润湿性是储层岩石表面重要的物理性质之一, 是影响毛细管力、相对渗透率、束缚水饱和度以及流体微观分布的关键因素。基于分子模拟方法, 研究了含氧官能团修饰的石墨表面(有机质表面)润湿行为及甲烷-水体系在有机质狭缝孔中的分布特征。结果表明：随着含氧官能团的增多, 水分子与有机质表面间相互作用能减小, 有机质表面润湿接触角增大；随着温度的升高, 有机质表面与水分子间的相互作用能增大, 润湿接触角减小；在对称C/O比的石墨狭缝孔模型中, 水分子对称分布在含氧官能团化的石墨壁面附近区域, 且随着C/O比的减小, 水分子的相对浓度增大、扩散系数减小, 而甲烷分子则聚集分布在孔中心区域；在不对称C/O比的石墨狭缝孔模型中, 水分子不对称分布在含氧官能团化的石墨壁面附近区域, 而甲烷分子仍聚集分布在孔中心区域, 其中C/O比低的一侧, 壁面亲水性强, 水分子的相对浓度高，而C/O比高的一侧，壁面疏水性强，水分子的相对浓度低。研究结果对于页岩储层特征影响研究有重要的意义。

四川盆地复兴地区侏罗系凉高山组致密砂岩储层近期表现出良好的勘探潜力，以X井和Z井为代表，均获得测试工业油气流。为了进一步明确复兴地区侏罗系凉高山组致密砂岩储层发育特征及控制因素，以该套砂岩为研究对象，通过岩心观察、普通薄片鉴定、扫描电镜观察及综合多种分析测试结果，从岩石学特征、沉积相、物性特征和成岩作用类型等多个方面对研究区目的层进行了精细刻画。研究结果表明，凉高山组致密砂岩储层总体表现为低孔低渗储层，储集空间以原生残余粒间孔发育为主，孔隙半径为10~50 μm，喉道宽度为2~10 μm。根据成岩作用对储层物性的影响，将压实作用、部分胶结作用归为破坏性成岩作用，溶蚀作用、构造作用和绿泥石的膜状胶结作用归为建设性成岩作用。本次研究明确了三角洲前缘水下分流河道微相最利于凉高山组砂岩储层的发育，而长石的溶蚀作用、构造成因的微裂缝和以绿泥石为胶结物的胶结作用对凉高山组致密砂岩储层的物性具有改善作用，沉积-成岩综合作用是四川盆地复兴地区凉高山组致密砂岩优质储层发育的重要条件。

鄂尔多斯盆地长7段具有较好的页岩油资源潜力。长7段砂岩夹层型页岩油的勘探开发已经取得了实质性突破, 泥页岩型页岩油的勘探开发潜力巨大, 是长庆油田未来重要的油气接替资源, 但其相关地质基础性研究相对薄弱。通过对宁228井长7段全取心段厘米级岩心观察描述及系统采样, 一系列实验测试分析及鉴定结果表明：长7段主要发育黑色页岩、暗色泥岩、粉细砂岩及凝灰岩4种岩石类型；长7段烃源岩整体条件优越, 泥页岩有机碳含量高, 生烃潜力大, 有机质类型以Ⅰ型、Ⅱ型为主, 均处于低成熟-成熟阶段, 其中黑色页岩具有更高的有机质丰度；长7段主要储集空间为原生孔隙和次生孔隙, 泥页岩主要发育有机孔和无机孔, 粉细砂岩主要发育残余粒间孔、粒内孔和粒间孔, 凝灰岩则以粒间孔、矿物粒内孔为主；长7段整体含油性较好, 但可动性差异性大, 砂岩、凝灰岩的流体可流动性较好, 泥页岩的可流动性较差。总之, 典型夹层型页岩油精细解剖分析可以为推动鄂尔多斯盆地页岩油规模性开发提供有利指导。

东营凹陷沙三段浊积岩油藏是重要的油气增储领域, 由于沉积期水体富灰特征明显, 严重影响地球物理预测精度及储层的品质, 因此恢复古水介质盐度、研究古盐度分布、寻找淡水稀释区显得尤为重要。综合利用微量元素、黏土矿物、碳-氧同位素等多种测试数据, 探索了不同恢复方法之间的量化联系, 并建立了一套综合表征方法, 用于量化恢复研究区的古盐度并剖析其纵、横向展布规律。在此基础上, 进一步探索了控制古盐度展布规律的成因机制。研究表明：高盐区主要分布于坨-胜断裂区、草北地区、中央背斜带及斜坡带地区, 低盐区主要分布于淡水物源注入区及深洼区；古盐度展布受控于古气候旋回、古物源性质和深部卤水上涌, 其中, 古气候旋回控制了纵向水体盐度旋回, 古物源性质及供应量控制了物源通道附近的平面水体差异, 沙四段深部卤水上涌造成了局部高盐度水体；前三角洲附近的淡水影响区和洼陷中心的淡水稀释区的浊积岩储层品质更高且灰质泥岩的影响更小，因此是重力流砂体下步勘探的有利方向。

河道单成因砂体划分精度直接影响剩余油刻画精度，进而决定了开发治理和调整的效果。以南堡凹陷M油田辫状河三角洲前缘沉积储层为例，优选地震属性刻画单一朵体边界，在辫状河三角洲前缘地质知识库约束下追踪河道主流线，采用拟声波反演技术刻画河道边界，结合动态资料验证，进行了水下分流河道的精细刻画。研究表明：M油田同期多朵体发育，单个朵体发育2~8支河道, 水下分流河道宽度在80~240 m之间，最宽可达440 m，单成因砂体厚度为2.6~5.8 m，河道的宽厚比为25∶1~78∶1，动态验证资料及钻井结果的对比表明河道刻画预测精度吻合率达90%。通过河道精细刻画，提高了砂体展布方向的预测精度和剩余油刻画的精度，为后期开发治理提供了地质依据。这种对砂体边界进行逐级刻画的储层综合预测方法在复杂断块泛连通辫状河三角洲前缘储层的水下分流河道刻画方面具有一定的参考价值。

四川盆地绵阳-长宁拉张槽及周缘沉积了巨厚的筇竹寺组黑色页岩, 是未来深层页岩气勘探的有利目标。以拉张槽中段及周缘筇竹寺组富有机质页岩裂缝脉体中赋存的古流体为研究对象, 基于岩心和薄片观察了裂缝脉体的发育特征, 通过碳氧同位素测试分析了古流体的来源及成因, 利用盆地数值模拟恢复了地层压力演化过程, 进而探讨了筇竹寺组页岩气的保存条件。结果显示：绵阳-长宁拉张槽内的GS17井和拉张槽东侧的MX9井筇竹寺组页岩裂缝脉体相对不发育, 拉张槽西侧W201井发育多组顺层缝和高角度裂缝, 被早期方解石和晚期鞍状白云石、重晶石、石英等矿物充填；碳氧同位素结果表明成脉流体与热液和有机质脱羧作用有关；拉张槽内及东侧高石梯-磨溪地区筇竹寺组由于原油裂解发育强超压并保存至今, 而拉张槽西侧的威远构造虽然也曾经发育过超压, 但在晚期构造运动中发生了泄压作用。相较于拉张槽内和高石梯-磨溪地区, 威远地区筇竹寺组页岩气的晚期保存条件相对苛刻, 需要重点关注局部超压发育区。

随着沉积学研究向定量化、过程化、体系化发展，沉积正演日益受到重视。首先阐述了目前沉积正演的主要输入和输出数据，梳理了输入参数的确立方法。随后综述了沉积正演分类的方法，分类原则包括模拟原理、模拟过程数量、模拟结果类型、模拟维度、模拟尺度、忠实数据程度、是否包含源-汇系统的源区等。然后介绍了不同碎屑岩系沉积体系的沉积正演方法，包括山坡地形、河流和深水水道、三角洲、朵体和滑坡。通过介绍各个体系的某一典型模拟程序，说明这一体系需要重点模拟的沉积特征及其对应的模拟原理，并尽量涵盖多种模拟方法，扩宽对于沉积正演的认识。最后对沉积正演的发展进行了展望，认为其将向三维可视化、多过程融合、多学科融合方向发展，并建议加强计算机、数学、力学、地学的复合人才培养；加强沉积正演假想实验研究来研究沉积理论；尝试多种模拟方法；以及由应用为主转向以研发为主。

为了明确致密砂岩气藏储层微观孔喉对气水相渗特征的控制机理，更好地指导气田增储上产，以东胜气田J72井区下石盒子组储层为研究对象，综合多种分析化验资料并细分岩石相探究了微观孔喉参数对气水渗流能力的影响，揭示了不同岩石相对含气性及产能的控制作用。研究结果表明：J72井区下石盒子组岩石相可以归纳为砾岩相、砾质砂岩相、含砾粗砂岩相、中细砂岩相、泥岩相五大类，其中含砾粗砂岩相、砾质砂岩相为优质岩石相；孔隙类型主要为次生粒间溶孔，平均占比达48.5%，含砾粗砂岩相、砾质砂岩相、中细砂岩相的粒间溶孔比例依次减少，三类岩石相均具有多重分形的特征，大孔比例逐渐降低，其中优质岩石相的物性好、综合分形维数小；优质岩石相的黏土矿物含量低、平均孔喉半径大，气体渗流时的可动气体孔隙度和最大有效气相渗透率较大，含气性好。综合研究认为优质岩石相是控制气井高产稳产的关键因素，深入剖析岩石相的微观特征可以为致密砂岩气藏的高效开发提供有力指导。

天然气水合物是具有巨大开发潜力的清洁能源，但由于开采技术、经济性和环境效应等问题尚未达到商业化开发水准。近年来人们也在探索水合物技术在二氧化碳封存、海水淡化、储能、气体分离等领域中的应用。其中最具挑战性和关键性的问题就是水合物如何随时间形成和分解。概况了水合物分解动力学基础研究，包括水合物分解特性、分解影响因素和分解机理；综述了水合物分解动力学模型研究进展，根据水合物分解控制机制，将现有模型归为4类：热分解模型、本征动力学模型、传质分解模型和综合模型，重点阐述了它们的假设条件、主要认识和局限性，并展望了未来水合物分解动力学研究的改进方向，以期能够加深对水合物分解动力学的理解，促进水合物的开发和利用。

吐哈盆地中侏罗统致密砂岩储层是非常规致密油气勘探开发的主要目的层。以胜北洼陷8口井中侏罗统致密砂岩样品为主要研究对象，从储层岩石学特征、成岩作用、物性、孔隙结构等方面系统刻画了研究区中侏罗统致密砂岩储层特征，探讨了影响储层孔隙发育的主要因素。研究结果表明胜北洼陷中侏罗统低孔-特低渗致密砂岩储层以长石岩屑砂岩为主，岩屑砂岩次之；该储层遭受了强烈的压实作用，矿物胶结、交代和溶蚀现象明显，孔隙类型以次生长石溶蚀孔为主，同时发育矿物残余粒间孔、石英粒内溶蚀孔、黏土矿物层间孔和微裂缝等；储层内5~50 nm孔喉最为发育，然而储层物性则主要受50 nm~1 μm和100~800 μm孔喉发育程度控制，主要体现在两者孔喉体积与孔隙度和渗透率呈良好的正相关关系。储层物性与石英和长石含量呈正相关关系，与黏土矿物和碳酸盐矿物含量呈负相关关系，其原因一方面是该储层遭受了强烈压实，石英颗粒破裂导致其内微裂缝较发育，刚性石英含量增加有利于保存部分原始粒间孔，其内溶蚀孔也较发育，含有机酸的烃类流体运移至中侏罗统地层内促使长石发生了大规模溶蚀，形成大量次生长石溶蚀孔，孔径50 nm~1 μm和100~800 μm孔喉相对发育，储层物性因此得以改善；另一方面黏土矿物和碳酸盐矿物多以胶结物形式充填在原始粒间孔和次生微裂缝内，方解石交代长石降低了长石溶蚀的增孔效应，不利于孔径50 nm~1 μm和100~800 μm孔喉发育和储层物性改善。因此，研究区储层孔隙发育与早期原始沉积环境和后期成岩作用关系密切，压实作用、长石溶蚀和自生矿物胶结对储层孔隙发育及物性具有关键控制效应。该研究对吐哈盆地胜北洼陷中侏罗统致密砂岩油气有利勘探区分布预测具有指导意义。

一般认为柴西地区的扎哈泉油田新近纪砂坝储层的物源与古近纪的物源一致，但前人对古近纪的物源有不同的观点，从而造成扎哈泉地区新近纪物源认识不清，影响了该区沉积相与储层构型的研究。运用SPSS软件，对该区新近纪有限的重矿物资料进行聚类分析，进而研究不同类别样本的重矿物分布特征，并与铁木里克物源和祁漫塔格—东柴山物源进行了对比。研究结果表明：扎哈泉地区新近纪的物源来自祁漫塔格—东柴山，不存在两大物源在此交汇混合的情形，且该区内部又可以分为两个次级物源，一个仅仅覆盖扎2井区、扎401井区和扎7井区，另一个覆盖全区，两个次级物源存在交汇混合。该项研究厘清了扎哈泉地区新近纪物源的归属，为该区砂坝构型研究，特别是砂坝的迁移叠置方式研究提供了有力的参考。

前垂柳金矿为胶东胶莱盆地东北缘新发现的蚀变岩型金矿床，金矿体主要赋存于牧牛山岩体(二长花岗岩)、荆山群地层和鹊山岩体(糜棱岩化二长花岗岩)之间厚大的构造蚀变带内，截止目前推测资源量达到中型规模，但矿床的成矿物质来源尚不明确。基于前人研究及野外调查，选择典型矿体中含金黄铁矿作为研究对象，开展了S、Pb同位素分析，探讨了矿床的成矿物质来源。测试结果显示：矿石硫化物δ³⁴S值总体为10.13‰~12.39‰，极差为2.26‰，平均值10.98‰，均一程度高，具高δ³⁴S值特征，反映了深部成矿流体上侵过程中混染了更多的地层中的硫，显示了荆山群地层对成矿有一定贡献；矿石铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值为17.149~18.886，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值为15.482~15.677，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值为37.860~40.073，显示前垂柳金矿铅为壳幔混合来源，且具有下地壳铅的特征。该矿床S、Pb同位素特征显示成矿物质来源为壳幔混源，与周边辽上、蓬家夼等典型矿床成矿物质来源一致，反映了该区燕山期大规模成矿事件，预示了胶莱盆地东北缘具有较大的找矿潜力。

自2019年以来，鄂尔多斯盆地北部下白垩统找矿获得重大突破，下白垩统有望成为继中侏罗统之后又一重要的砂岩型铀矿找矿目的层，建立下白垩统的成矿模式能够更好地指导找矿工作。基于前人的区域地质资料和现有的钻探与测试资料，对该区下白垩统铀成矿基本地质特征进行了系统总结，并初步构建了下白垩统的铀成矿模式。研究表明：现有的6种岩石类型可划分为3类地球化学类型，铀矿化主要富集于褐色、褐红色砂岩向绿色砂岩过渡的褐灰色砂岩中，绿色砂岩为先氧化后还原形成；下白垩统的铀成矿类型以层间氧化作用为主、潜水氧化作用为辅，成矿年龄主要为晚白垩世；下白垩统的铀成矿模式为“二次氧化”成矿模式，分为3个期次：一次氧化成矿期、大规模还原期和二次氧化成矿期。研究结果可以为鄂尔多斯盆地新层位的铀矿勘查提供参考。

成矿动力学数值模拟以数学、物理及化学的基本规律为原理，结合实际地质资料，建立定量表征成矿过程的数学模型(数学-物理方程)，再利用有限元或有限差分等方法通过计算机的高效计算进行求解，模拟成矿作用动力学过程及其成矿响应，揭示成矿规律并指导找矿。它集合了地质、数学、物理、化学及计算机等多个学科的研究理论与方法，具有鲜明的多学科交叉融合的特点。近年来，在计算科学与数学地质理论与方法快速发展的推动下，成矿动力学数值模拟研究取得了重要研究进展。为此，归纳和梳理了成矿动力学数值模拟的基本理论与方法，对比了目前4种常用的(成矿)数值模拟软件的特点，结合当前开展这方面研究所取得的进展，介绍了近10年来成矿动力学数值模拟的发展与应用现状。得出以下主要结论与认识：①多场耦合成矿动力学数值模拟是当前能够重现大尺度复杂成矿过程的唯一可行方法，随着高性能计算技术与非线性动力学理论的快速发展与日趋完善，它已成为现代数学地球科学的研究热点和发展方向之一，是揭示成矿机制及获取矿产勘查信息的重要手段，具有很大的发展潜力；②成矿动力学数值模拟目前仍存在模拟参量不确定、多场过程耦合不完全等局限性，是其未来的发展重点，当前已有很多研究致力于破解这方面的难题；③在大数据驱动科学研究的新范式下，成矿动力学数值模拟与机器学习方法相结合，可以有效地反演成矿作用过程并进行矿产定量预测，是成矿动力学数值模拟方法在矿床成因与矿产勘查领域应用研究的重要突破口。理清了成矿动力学数值模拟的基本方法与关键难题，明确了成矿动力学数值模拟对促进矿床成因与勘查研究的重要作用，阐述了成矿动力学数值模拟发展的前缘方向，为成矿动力学计算模拟研究提供了基础指导。

监测自然衰减技术(MNA)作为污染场地有效的风险防控手段在世界范围内得到广泛应用, 该技术应用的核心是确定污染物衰减能力及效率。而其衰减能力及效率会受到污染物本身特性, 以及场地典型地球化学、水文地质条件等固有特征影响，明确场地固有性质对污染物自然衰减的影响对该技术的合理应用具有更为重要的实际意义。以场地典型地球化学特征与水文地质特征为重点, 阐述了两者对地下水中污染物自然衰减过程的影响及其作用机理。沉积物有机质和矿物组成等典型地球化学特征控制污染物的吸附络合行为, 同时参与电子传递过程从而影响污染物的生物降解及化学转化过程；水文地质条件方面, 含水层岩性及结构特征会导致渗透性、吸附解吸能力有所差异，从而影响污染物的自然衰减能力, 地下水流速控制污染物对流弥散作用, 同时影响污染物从沉积物固相向地下水的溶解释放以及生物降解动力学过程。总体上, 由于有机质、矿物、微生物组分的复杂性, 加之水文地质条件的不均质性, 场地固有性质对污染物自然衰减的影响研究还有待进一步加强, 尤其要通过长期的场地监测, 识别污染物衰减的时空动态规律, 深化对场地典型地球化学、水文地质条件与污染物相互作用机制的认识。

地下水污染风险评估是地下水污染防治的有效工具，对场地地下水污染风险评估开展研究，可以为地下水污染场地管理提供依据。我国目前的场地地下水污染风险评估忽略了场地内部污染差异性，且对受体敏感性不太关注。为此，采用场地风险评估概念模型，重点关注场地实际污染物分布特征及周边多种受体的敏感性，评价场地地下水污染风险。从污染源负荷、包气带防污性、含水层脆弱性和受体敏感性4个方面，运用层次分析法筛选了场地地下水污染风险评估的指标并确定了权重，构建了场地地下水污染风险评估指标体系，将风险划分为低、中、较高、高风险4个等级。以河南某六价铬场地为例，应用构建的风险评价体系，获取了场地的空间风险分布特征。研究结果表明，该场地整体处于中等风险水平，铬渣堆和掩埋铬渣处的东南部风险最高，污染风险主要来源于周边受体的潜在损失性及污染源负荷。敏感度分析表明各指标理论权重与有效权重几乎一致，说明所构建的场地地下水污染风险评价体系可行，可应用于其他特征污染物场地的污染风险评估。

在干旱半干旱地区，湖盆生态系统是流域安全屏障的重要组成部分，在维持生态格局稳定性方面具有重要作用。然而，近年来湖盆生态环境逐渐退化，其变化过程伴随着复杂的动力学机制。为探究湖盆生态环境空间变异及其驱动力，以鄂尔多斯盆地毛乌素沙地堡寨淖为研究区，采用原位动态监测、样方调查、统计分析与数值模拟相结合的方法，分析了堡寨淖湖盆地区典型植被的分布特征，揭示了地下水文过程与湖岸生态系统的互馈机制。结果表明，堡寨淖湖盆生态系统由4种分带类型组成，分别是湖泊带、湖泊近岸波动带、湖岸滩地带和湖岸风沙滩地带，地下水位埋深从湖泊带至湖岸风沙滩地带呈逐渐增大的趋势，植被类型由喜水耐盐植物过渡到耐旱植被，证实湖岸植被的存在显著地影响地下水流系统的循环模式，湖泊与地下水转化主要发生在局部水流系统，造成地下水对湖泊补给量明显减小。研究结果可以为旱区湖泊波动带-风沙滩地带植被物种多样性以及植被生态系统的修复与保护提供科学依据。

研究地热资源形成机理及水化学特征可为资源综合利用与开发提供参考。通过采集贵州省毕节市米底河水样进行水化学特征分析，采用Piper三线图、地温温标法和音频大地电磁等手段对米底河地下热水水化学和形成机理进行了研究。研究表明，该地区受平寨穹窿构造影响穹窿内节理构造极其发育，利于深部热水向穹窿内承压相对低区域运移，形成褶皱穹起构造对流型地下热水资源；通过区域断层探测，推断该区域存在5条断层破碎带(或者裂隙)，其中F₄与F₁₃断层产状较陡，向下延伸较浅；F₉比较明显，倾向北西；F₁走向近似南北向，倾向北西，延伸较深；F₁₇与F₁₈反映较为明显，但是延伸较浅，推断F₁断层具有良好的控热性，是地下热水上涌的有利位置；在平寨穹窿边部环带接受大气降水入渗补给后径流至2 500 m深度内获得围岩的加热，并在上覆寒武系碎屑岩隔水、保温盖层的作用下，于震旦系灯影组白云岩中形成深部承压热储；水化学特征分析得出地热水属低矿化度水，地热井水源中Na⁺为主要阳离子，占45%左右，其次为Ca²⁺与Mg²⁺，占49%左右。阴离子中HCO₃^-占主体，SO₄^2-占39%，Cl^-几乎没有，因此地下热水水化学类型为HCO₃^-·SO₄^2--Na·Ca型；根据玉髓温标得出地热井地下热水热储温度为53.98℃，地温梯度为2.85℃/100m，地下热水循环深度在2 500 m左右。研究结果对贵州毕节地区地热资源开发利用具有较好的指导意义。

测井资料中包含丰富的岩性信息, 相比于取心资料, 具有连续性强、成本低等优点。用机器学习方法探索测井曲线与实际取心段样本岩性之间的关系, 实现储层岩性的自动识别, 降低岩性识别成本, 提高识别效率和准确性, 可以为储层评价提供有效手段。基于岩性分类依据选择适合样本的分类方案, 选取适合岩性分类问题的机器学习方法设计试验方案, 提出了融合储层纵向信息的机器学习岩性识别方法, 利用深度窗对常规测井数据和已知岩性数据进行了序列采样, 生成了训练样本。用逻辑回归、支持向量机、随机森林、卷积神经网络和Stacking集成学习5种不同方法分别建立模型, 对新疆某油田的强非均质岩层原始样本进行了岩性识别。结果表明, 当深度窗宽度与岩层厚度相匹配时, 在原始样本具有强非均衡性的情况下, 用本方法对其进行预处理之后, 各个机器学习方法获得的岩性识别准确率均有较大提高。深度窗的宽度决定了方法识别岩层厚度的精度, 深度窗越小, 识别精度越高；深度窗越大能够保留的纵向信息越多, 对相应厚度的岩层识别准确率越高。本文的融合储层纵向信息的机器学习岩性识别方法能提升测井资料岩性识别的准确性, 给非均质薄岩层的自动有效识别提供了经济有效的参考方案。

双面加筋路堤是一种较为新型的路堤形式，由于其优良的抗震性能而被越来越广泛地运用于道路建设工程中，而很多双面加筋路堤因工程建设需要分级设计为台阶型。然而国内外对该结构的抗震规律及性能的研究较少，且各类规范并未针对性提出明确的抗震设计方法。在前人的研究基础上，应用非线性动力有限元法分析了双级台阶式双面加筋路堤在地震作用下的响应特性。对填土应用小应变硬化土模型进行了模拟，在模型中考虑了模块面板间以及面板与土体之间的动力作用。为了深入理解加筋土结构的地震动力响应规律，选取了世界各地一类场地上的18条地震动作为地震输入，这些地震动的频谱特性和强度均有较大区别，但是地震的峰值加速度均调幅为0.4g(g为重力加速度)。结果表明：合理的台阶设置能有效减小结构震后变形，提高整体抗震稳定性；台阶式双面加筋路堤的地震位移模式主要受输入地震动频谱特性和结构自振频率性质的共同影响，台阶宽度的变化改变了结构质量及刚度的分布，一定程度影响了结构的振动形态。本研究建立起结构整体筋材最大拉力与输入地震动Arias强度(I_A^input)、地震持续时间T_d、台阶宽度C、地震卓越频率f_i以及结构固有频率f_r的拟合关系式，从一个侧面定位了这些影响因素对双面加筋路堤抗震性能的影响。经过研究，在实际工程中应控制面板附近土体的压实度，使其满足工程要求，合理设置台阶和台阶宽度，可以减少路基在地震作用下顶部的不均匀沉降和面板的侧向位移；在路堤结构底部筋材拉力较大部分，可通过设置抗拉强度更大的筋带来增强整体结构的稳定性。研究结果可以为实际工程设计提供参考。

页岩储层通常无自然产能, 需要采用水平井钻井和体积压裂等手段进行商业开采, 基于工程品质测井评价的页岩可压裂层段优选工作显得尤为重要。以苏北盆地古近系阜宁组页岩为例, 应用阵列声波资料计算泊松比、杨氏模量等岩石力学参数, 并与岩心实测资料刻度实现岩石力学参数动静态转换, 以此为基础应用泊-杨法和一维岩石力学模型分别计算脆性指数与三轴地应力。综合考虑单井不同层段的脆性指数以及水平主应力差, 优选了脆性指数以及脆性指数与水平最大、最小主应力差的比值作为工程品质表征参数。结合试油资料表明对于脆性指数越大、水平主应力差越小的储层, 其压裂后产能越高。将苏北盆地阜宁组工程品质划分为两类: Ⅰ类高产(工程品质表征参数>2.2), Ⅱ类中-低产(工程品质表征参数 < 2.2), 并且Ⅰ类工程"甜点"段普遍压裂出油, 表明依据该参数的"甜点"分类效果较好。页岩工程品质测井评价结果, 可为可压裂性层段的优选提供理论依据与技术支撑, 为页岩储层钻井轨迹设计与压裂设计工作提供科学指导。

高压电脉冲破岩钻进是目前比较具有潜力和接近工业化的一种新型破岩钻进方式。已有的基于PFC2D的高压电脉冲破岩损伤模型未对破岩试验所用的岩石进行参数标定, 无法保证模拟的模型与实际破岩试验的岩石力学性质一致。基于室内单轴压缩和巴西劈裂试验的数据结果对天然岩石进行了参数标定, 通过标定所得的微观参数建立了与高压电脉冲破岩试验尺寸一致的几何模型, 并对高压电脉冲破岩过程进行了仿真研究。仿真结果表明高压电脉冲破岩过程中, 以产生剪切破坏为主, 同时伴随着一定数量的拉张破坏。之后, 利用高压电脉冲破岩试验系统进行了电脉冲破岩试验, 得到了直径60 mm、深度22.5 mm的不规则破碎孔, 并通过点云软件将破碎效果可视化, 放电破岩试验的结果验证了标定所得参数的有效性。最后, 通过标定参数建立的几何模型研究了裂隙对高压电脉冲破岩效果的影响, 结果表明裂隙的存在会降低破岩过程中的能量消耗, 且破碎过程中的破碎区域有向裂隙方向发展的趋势。

反演瑞雷波频散曲线获得横波速度剖面, 是近地表瑞雷波勘探中最重要的步骤之一; 瑞雷波频散曲线反演是一个多极值、高度非线性问题, 为此引入蚁狮优化算法求解该类问题。蚁狮优化算法是一种群智能算法, 是模仿蚁狮设置陷阱捕食的行为建立的全局优化算法, 该算法收敛速度较快且降低了不同的参数设置对结果产生的影响。通过使用蚁狮优化算法对典型的理论地质模型进行了频散曲线反演, 反演结果表明蚁狮优化算法能够运用在瑞雷波频散曲线反演中且精度较高, 在实测资料中与传统非线性方法进行了对比, 验证了基于蚁狮优化算法频散曲线反演的优势与实用性。

在重力反演中, 传统的反演方法通常会生成平滑的反演结果, 即不同的地质单元之间没有明显的边界。为了提高反演结果的空间分辨率和反演精度, 采用模糊C均值聚类算法(fuzzy C-means, 简称FCM)解决上述问题。但当异常体体积远小于围岩体积以及目标函数FCM聚类项权重系数选择不当时, 该算法容易造成异常体反演结果均匀收缩, 导致反演精度降低, 甚至反演失败。反演失败的主要原因通常是因为异常体体积比围岩体积小很多。为此在反演的目标函数FCM聚类项中引入了缩放因子, 用以平衡模型参数对每个聚类的隶属度, 减小异常体体积远小于围岩体积的影响。通过建立缩放指数e_k与归一化的聚类中心与实际聚类中心间距离S_normal的简单正相关关系, 使得缩放因子ρ_k随反演过程不断更新, 从而显著降低了目标函数FCM聚类项权重系数的选择难度, 避免了异常体反演结果均匀收缩的问题, 增强了反演的稳定性。理论重力异常数据反演数值试验和实际数据反演表明, 相比于此前的FCM方法, 改进算法有更高的反演稳定性和反演精度。

在处理整图幅地球化学数据、编制大范围地球化学图件时, 需要多图幅数据拼接成图, 不同图幅交界处易出现台阶效应。目前与系统误差相关的文献多为单一方法校正评价某一地区化探数据台阶效应, 很少进行多种方法的比较优化。以青海省沟里地区园以幅、巴加别里赤尔幅、沟里乡幅和智益幅为例, 使用分幅标准化法、归一化法和衬度法对4图幅范围的1∶5万水系沉积物地球化学数据进行了系统误差校正和方法优选, 为岩屑介质化探数据系统误差处理提供有效的方法参考。结果表明, 这3种方法对于处理系统误差均有较为明显的效果, 校正后相邻图幅间的背景差异基本消除, 台阶效应有效弱化, 地球化学区域分带连续, 强异常均被适当压抑, 弱异常被适当增强而从背景中突显。但同一元素用不同方法校正后异常面积、异常形态、与矿床(点)吻合度等存在差异。分幅标准化法和归一化法校正后异常与已知矿床(点)的吻合率均为75%, 异常均匀分布于全区, 但个别矿致异常被弱化, 且无法避免无效异常的影响。衬度法校正效果良好, 能有效地压抑高背景区非矿异常并强化低背景区矿致异常, 异常与矿床(点)吻合度为87.5%, 无效异常的干扰较小, 与地质背景契合度最高。结合研究区实体地质体条件的研究表明, 衬度法更适合沟里地区不同图幅水系沉积物地球化学测量数据系统误差的校正, 可在西北地区类似地形、地貌条件的化探数据处理工作中选择应用。