河流是塑造地表地貌的重要地质营力之一.认识大河的发育历史有助于提高人类对大河利用的效率和生态保护，从而更好地促进人类社会的发展.黄河是中华民族的母亲河，百余年来国内外研究者对其开展了广泛的研究，但对黄河何时形成及其具体的演化过程等问题至今都没有清晰的答案.鉴于此，本文在前期已经取得的研究结果基础上，广泛搜集和整理国内外研究者已发表的资料，重建黄河在新生代的演化过程，结果表明：青藏高原东北段古近纪发育沿着高原边界纵向流动的原黄河；中新世祁连山东段发育相互平行的河流汇入沉积中心陇西盆地，在晋陕峡谷北部和南部出现流向不同的大型河流，渤海湾盆地和南黄海盆地此时还未出现黄河物质，黄河在中新世进入分段演化阶段；上新世黄河已经连通西宁盆地、兰州盆地、银川盆地和河套盆地，而贵德盆地和共和盆地依然存在内流水系，此时黄河上游还未深入青藏高原东北段更深的腹地.晋陕峡谷南北异向的黄河格局依然存在.三门峡盆地仍然被大型古湖占据，黄河物质未出现在渤海湾盆地和南黄海盆地.上新世是黄河完成最后连通的重要转折阶段；早更新世黄河完成上游、中游和下游的连通，类似现今串联青藏高原、黄土高原和华北平原，东流入海的黄河此时形成.在晚更新世，受气候变化的影响，黄河各段进入新一期演化过程，局部河道再次被古湖占据，在降水丰沛期完成各河道的再次连通.构造和气候的共同作用对黄河的发育具有重要影响.河流水系腹地高大地形的维持是水系发展的前提条件之一.尤其是中新世和上新世祁连山东段的隆升，塑造了黄河在青藏高原的河流基本形态.鄂尔多斯高原周围的贺兰山、阴山和秦岭的隆升，造就了银川、河套和渭河这些深大地堑，在气候干旱期成为限制黄河全线贯通的重要因素.第四纪是东亚气候变化频繁的时期，黄河的最终贯通与气候变化过程密切相关.反过来讲，对黄河的形成与演化过程的研究，可以有效揭示我国北方新生代的构造演化、气候变化过程.

地震引发的地表裂缝对于揭示断层活动、解析地震构造特征以及震后灾害评估具有重要意义.本研究结合现场采集的高精度无人机（UAV）数据和深度学习技术，对2025年西藏定日M_S6.8地震的地表裂缝特征进行了自动识别与分析，揭示了裂缝的走向规律，并与InSAR变形数据进行了对比验证.基于现场无人机（UAV）获取的高分辨率影像，构建ResPSP-CBAM模型进行智能识别，成功提取了震后区域的地表裂缝分布.该模型集成了ResUNet的残差结构、空间金字塔池化（PSP）模块和卷积块注意力机制（CBAM），显著提高了地表裂缝识别的精度与鲁棒性.分析结果表明，ResPSP-CBAM模型在准确率、精确度、召回率、F1分数上表现优越，其相应数值分别为0.927、0.829、0.779和0.802，识别出的地表裂缝走向与InSAR解译的地表变形方向高度一致，进一步验证了该方法的有效性.本研究构建的ResPSP-CBAM深度学习模型显著提高了地震地表裂缝智能识别的精度和效率.识别出的地表裂缝包含原生和次生裂缝，且主要以断层破裂引起的原生裂缝为主，总体呈南北走向分布，与登么错断裂带走向高度一致.表明识别区域地震地表裂缝与断层的活动性密切相关.本研究为地震地表裂缝的智能识别提供了新的技术手段，对深入理解震源断层的构造特征提供了有力支持，同时为地震预测、预警及震后灾害评估提供了重要的科学依据.

2025年1月7日在西藏日喀则地区定日县境内发生M _S6.8地震，地震发生后，我们立即对发震构造和地表破裂开展了野外调查和高精度无人机航测.基于野外地震破裂带调查和遥感数据初步解译，我们发现定日地震发震断裂为登么错（又称丁木错）断裂，并破裂了该断裂的中北段，最北到羊姆丁错姆湖的东岸，最南到朋曲河北岸，地表破裂长度约36.5 km.该地震的地表破裂基本沿着先存断裂分布；在破裂南端，多条平行断裂上出现地表陡坎，最大破裂宽度~4 km.地表破裂样式复杂多样，主要形成不同高度和宽度的地震陡坎和拉张裂缝的组合，且破裂带的北段陡坎较大，最大垂直位移（265±27）cm，陡坎高度沿走向变化较大，在两端仅为垂直位移不明显的张裂隙.本研究初步获得地表破裂长度和最大位移等参数与全球正断型地震的矩震级‒地表破裂参数经验关系的平均值较为一致.同时，定日地震的地表破裂特征也为研究单次地震陡坎与长期累积陡坎的地貌演化过程研究提供了难得的数据.

土体含水率是影响细粒土性质的主要因素.土体表层含水率的快速识别是农业和岩土工程中智能监测和智能建造技术发展中的急迫需求.为了克服传统含水率测量或监测方法无法满足土体表层含水率的实时无损监测的局限性，特研发基于图像的含水率智能识别算法.首先在实验室中收集了4种不同类别的土体、在不同含水率下的表面照片，获得了超过1 400张图片的高质量样本库，为机器学习模型构建奠定了数据基础.然后采用经典的卷积神经网络对土体含水率图像数据集进行学习，建立了土体含水率智能识别模型.模型比选结果表明：基于ResNet34架构的土体含水率识别模型效果最佳，在测试集上的含水率预测平均误差约为2%.该模型初步满足了土体表层含水率的实时无损监测需求，能够为农业和岩土工程中智能监测和智能建造技术发展提供重要手段.

地热水资源的形成与演化过程认识是区域地热资源科学合理开发利用的重要基础.运用水化学及同位素分析方法，结合区域地质构造特征，系统揭示了海南东海岸官塘地区地热水水化学特征、地热储温度以及补给来源，构建了官塘地区地热水循环演化概念模型.研究结果表明：该区地热水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Na型，其组分主要来源于硅酸盐矿物溶解及深部CO₂等气体；地热水主要受到大气降水补给，补给海拔约为1 122.2~1 569.4 m，并且地热水上升过程中与浅部地下水之间存在较为显著的混合作用.在考虑混合和蒸汽损失的条件下，深部地热水与冷水混合前蒸汽损失的质量百分比约为18.2%~25.2%，地热水温度为190.4~217.8 ℃，冷水混合比例可达到66.8%~80.8%.该地区地热水开发程度逐年提高，导致地热水水位大幅下降，使得浅部冷水补给量增大，这可能是造成该地区开采地热水温度下降的关键影响因素.

全球变暖会导致多年冻土解冻融化，这不仅对多年冻土区的工程和基础设施产生重要影响，还会改变陆地和大气间能量、水分和碳循环而反馈于气候系统.多年冻土主要分布于地下，其实际分布资料很难获取，因而许多研究对多年冻土区及其实际面积描述不清，进而影响了多年冻土变化和碳循环等研究结果.近年来，随着遥感和模型的发展，多年冻土实际分布取得了一系列的进展.根据国内外的最新结果，对全球和我国多年冻土区及其实际面积进行了综合分析.结果表明，目前北半球多年冻土区面积约为2 100万km²，多年冻土实际面积约为1 400万km².我国青藏高原多年冻土区面积约为150万km²，实际多年冻土约为105万km²，我国其他地区的多年冻土实际分布还需进一步的研究.

琼东南盆地是我国新发现的天然气水合物勘探靶区，主要发育孔隙型水合物和烟囱型水合物，两者在地震上表现出不同的反射特征，仅利用地震似海底反射（BSR）识别琼东南盆地深水区天然气水合物存在局限性.为成功实现琼东南盆地天然气水合物识别与饱和度预测，利用三维地震数据和钻井资料，开展了AVO正演和宽频地震反演分析，明确了天然气水合物弹性参数特征，建立了天然气水合物地球物理识别方法.在此基础上，针对孔隙型和烟囱型两种不同类型的水合物，分别建立各向同性和各向异性饱和度评价方法，利用有效介质理论实现水合物饱和度定量评价.基于高品质地震资料开展的宽频地震反演和饱和度预测研究，实现了琼东南盆地孔隙型水合物和烟囱型水合物识别，并圈定了天然气水合物富集区，优选出了3个最大饱和度在50%以上水合物矿藏，预测结果得到实际钻探的验证.本次研究成果对琼东南盆地水合物钻探站位选取以及降低水合物钻探风险具有指导意义，其研究方法对于其他类似盆地水合物勘探具有借鉴价值.

“V”型共轭走滑断裂是指共轭角为钝角的共轭走滑断裂，其“V”型开口方向为锐角且指示最大拉伸方向.前人开展了大量关于“V”型共轭走滑断裂发育背景及动力学机制的研究，但是目前未有针对“V”型共轭断裂几何学、运动学有关的综述.归纳已有“V”型共轭走滑断裂的几何学、运动学特征，总结现存的“V”型共轭走滑断裂的动力学机制，并选取青藏高原东南缘“V”型共轭走滑断裂，进行实例分析.分布于美国西部、欧亚板块中西部和西藏中部的“V”型共轭走滑断裂特征揭示共轭角大小与断裂滑动速率及断裂长度均呈负相关关系.“V”型共轭走滑断裂的成因主要有：（1）断裂剪切面的后期旋转，（2）断裂形成于先存构造薄弱带，（3）断裂遵循对偶一般剪切模型，（4）断裂遵守最大有效力矩法则.基于地球物理数据、地形高差对比以及几何特征的分析，认为青藏高原东南缘川滇块体内部的巴塘-理塘共轭走滑断裂和得荣-乡城共轭走滑断裂的成因机制符合对偶一般剪切模型中的重力扩展，这为理解青藏高原东南缘下地壳连续变形的动力学机制提供了重要启示.

黄土高原在地质环境与人类活动的复杂互馈作用下易导致黄土崩滑灾害频发，亟需选择适用性的影响因子和训练模型开展滑坡易发性评价研究.本研究以黄土高原为研究区，基于野外滑坡调查和资料收集，构建涵盖地形地貌、基础地质环境、气象水文、人类活动、土壤物理化学性质以及植被覆盖的评价体系，采用信息量模型（IV）分别联接到随机森林模型（RF）和卷积神经网络模型（CNN）构建耦合模型IV-RF和IV-CNN，开展滑坡易发性评价研究.结果表明，耦合模型（IV-RF、IV-CNN）的精度均高于独立模型（RF、CNN），4种模型的AUC值分别为0.916、0.938、0.878、0.853，IV-CNN具有更强的预测能力和精度.IV-CNN模型的极高、高、中、低、极低易发性区域面积占比分别为8.78%、7.47%、15.34%、19.82%、47.87%，主要分布在黄土高原南部和东部地质环境复杂和人类活动强烈的山地、黄土梁峁地区.坡度、侵蚀类型、地貌类型、粘粒含量、距道路距离在贡献率分析中排在前5位，是影响滑坡发育的主控因子.本研究旨在为黄土高原滑坡灾害的预测和防治工作提供可靠的科学依据，为滑坡易发性评价研究深化建模思路，优化独立模型评价结果不确定性问题.

随着氢气地位的进一步提高，大规模储氢逐渐得到重视.通过大量的调研文献对地下储氢库的特征、氢气与矿物的相互作用进行了阐述，并总结了粘土矿物和煤层对氢气的吸附特点.研究结果表明：（1）地下储氢库中，盐穴储氢是目前最好的方式；（2）温度、压力、硬脂酸浓度和有机酸碳数的变化会影响矿物的氢润湿性，从而影响盖层密封能力；（3）粘土矿物、煤层等可以吸附氢气，可为地下储氢新材料提供思路.基于以上研究和分析，指出了地下储氢目前存在的主要的难题，展望了地下储氢的未来发展前景，以期为地下储氢库的选址实施提供参考.并对地下多孔材料作为大规模储氢新材料的可行性做了简要概述，以期为寻求多样化、适宜化的储氢材料作出贡献.

在梳理珠江流域地下水资源评价现状及历史的基础上，讨论了SWAT分布式水文模型基本原理和基础数据库，将珠江流域划分为129个地下水子流域，充分考虑岩溶、基岩裂隙及孔隙含水介质参数敏感性的基础上，基于9个水文站2008-2016年逐月实测径流量进行参数率定和模型校准，并根据1957-2017年降雨量计算不同年份降雨保证率，分析评价珠江流域多年地下水资源量，最后开展降雨入渗系数和地下水补给模数参数反演.通过本次评价，珠江流域2010-2016年平均补给量为1 488.02亿m³，特枯年（2011）、平水年（2010）及丰水年（2016）地下水总补给量分别为719.49亿m³、1 446.82亿m³、1 781.87亿m³，其中丰水年的降雨量约为特枯年的1.7倍，地下水补给量为2.48倍，岩溶、基岩裂隙及孔隙含水介质的年均补给总量分别为529.91亿m³、445.13亿m³、512.98亿m³，通过参数反演获得年均地下水补给模数为10.83 L/s·km²，降雨入渗系数为0.246，以期为流域内地下水开发利用与治理保护提供数据支撑和科学服务.

渤海湾盆地中生界长期缺乏统一的岩石地层格架.基于测井、录井、孢粉组合及年龄数据分析，开展了地层划分和对比研究.研究表明，中生界可划分为8个岩石地层单元：（1）三叠系陆相红层，发育Aratrisporites-Triassisporis-Chordasporites组合，最大沉积年龄为（241.4±6.8） Ma至（248.2±1.9） Ma；（2）侏罗系含煤地层，发育Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Classopollis组合，最大沉积年龄为（173.4±1.1） Ma至（187.2±4.8） Ma；（3）侏罗系灰色砂岩层，发育Cyathidites-Osmundacidites-Deltoidospora-Cycadopites组合，最大沉积年龄为（155.3±1.3） Ma至（164.4±3.8） Ma；（4）侏罗系红色砂砾岩层，发育Classopollis-Abietineaepollenites组合；（5）下白垩统下部含基性火山岩红层，发育Cicatricosisporites-Lygodiumsporites-Classopollis组合；火山岩年龄在140~132 Ma之间；（6）下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层，发育Lygodiumsporites-Cicatricosisporites-Osmundacidites-Cycadopites组合，火山岩年龄在130~116 Ma之间；（7）下白垩统上部含中、基性火山岩地层，发育Cicatricosisporites-Schizaeoisporites-Classopollis-Piceites组合，火山岩年龄在119~103 Ma之间；（8）上白垩统含酸性火山岩红层，发育Schizaeoisporites-Ephedripites-Classopollis组合，火山岩年龄在76~69 Ma之间.

为理解洛阳盆地龙山-二里头文化转变与水文气候的关系问题，整理了这两个文化时期聚落的位置和规模信息（数量、等级和最大聚落占地面积）、全新世古气候记录和4 000 a BP左右的古洪水事件.分析结果表明：（1）在龙山文化时期（4 900～4 000 a BP），聚落的发展壮大可能与中全新世晚期稳定适宜的气候条件有关.然而，在龙山-二里头文化的转变阶段（4 000～3 750 a BP）,4 200 a BP气候突变导致极端洪水发生，对众多聚落产生了严重威胁，迫使盆地内泛滥平原区的居民迁往周围高地或外地.（2）在二里头文化时期（3 750～3 500 a BP），极端洪水不再发生，盆地内优越的地理位置和地貌条件为大规模的农业生产和聚落建设提供了广阔的空间.本研究成果对于阐明洛阳盆地龙山-二里头文化演变与水文气候的关系，具有重要的科学意义.

天然裂缝是富有机质页岩油气储层的重要储集空间和主要渗流通道，影响页岩油气的富集、保存、单井产能及开发效果，天然裂缝发育规律研究对富有机质页岩油气勘探开发具有重要意义.本文在调研近年来海相和陆相富有机质页岩裂缝研究成果的基础上，综述了富有机质页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、主控因素以及评价与预测方法等方面取得的最新进展，讨论了富有机质页岩天然裂缝今后重点研究方向.富有机质页岩天然裂缝分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类6小类，其中层内张开裂缝、穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和水平层理缝是其主要的裂缝类型.页岩构造裂缝的发育程度主要受脆性矿物含量、有机质含量、高脆性页岩层厚度、构造、地层倾角和流体压力等因素的控制，页岩水平层理缝的形成与发育程度主要受有机质含量、纹层类型、纹层数量、纹层厚度及后期构造抬升等因素的影响.由于陆相页岩与海相页岩的沉积环境不同导致的矿物组分、岩相变化及有机质热演化程度等方面的差异，使得陆相页岩与海相页岩裂缝的发育特征明显不同.与海相页岩裂缝相比，通常陆相页岩裂缝的分布型式更复杂，构造裂缝规模更小，穿层剪切裂缝和顺层剪切裂缝的发育程度低.页岩裂缝的评价与预测目前主要借助于已有的常规低渗透致密储层构造裂缝研究方法开展，如何针对页岩裂缝规模小和水平层理缝发育的特点，将地质、地球物理和机器学习相结合，形成适合不同尺度和不同类型页岩裂缝的分类评价与预测方法，对提高页岩裂缝的评价预测精度和更好地指导油气开发至关重要.深层富有机质页岩裂缝的发育规律、天然裂缝对水力压裂缝的影响以及综合多尺度、多产状和多成因页岩裂缝的复杂缝网系统三维地质建模，也将是今后页岩裂缝研究需要解决的重要问题.

我国陆相页岩油资源潜力巨大，但页岩储层具有高黏土矿物含量、强非均质性、低地层能量的特点，严重制约着我国陆相页岩油的高效勘查.围绕甜点优选、水平井钻探、体积压裂、试油求产等关键环节，综合利用吉页油1HF井系统取心、测井、录井及分析测试资料，开展地质工程一体化创新攻关.结果表明，松辽盆地青一段页岩可划分为高TOC层理型黏土质页岩和中TOC纹层型长英质页岩两种岩相类型，前者以地质甜点为主，后者以工程甜点为主；建立地质工程一体化双甜点评价标准，提出“钻砂压页”的水平井设计理念，优选出1.94 m厚的双甜点目标靶层，采用三维地球物理‒地质工程一体化的超薄目标靶层导向技术，实现超薄目标靶层水平钻进1 252 m，钻遇率100%的技术突破；依据超临界CO₂的破岩、溶蚀、驱油、增能4大优势，创新形成超临界CO₂+大型水力携砂复合压裂工艺及控压蓄能返排技术，实现了吉页油1HF井陆相页岩地层的大型体积改造，并获得16.4 m³/d高产稳产页岩油突破，形成的地质工程一体化方法、技术、工艺及参数体系，对松辽盆地及同类型的陆相页岩油高效勘探开发具有借鉴意义.

滑坡易发性评价是滑坡风险评估的基础和核心内容，开展滑坡易发性文献计量分析可以定量化地分析其研究进展及发展趋势，为国内开展地灾风险评估工作提供参考.利用Web of Science和CNKI数据库，基于CiteSpace可视化知识图谱分析工具对1985-2022年已发表的滑坡易发性文献进行计量分析，并对摘要部分进行了LDA分析，来细分该领域内的研究.结果表明：（1）滑坡易发性评价仍然是当前的研究热点，中国是滑坡易发性研究较为活跃的国家且国际间合作较多；（2）滑坡易发性领域发文量前10的作者中4位来自中国，中国科学院成为发文最多的机构，接收易发性评价类文章最多的中英文期刊分别是《中国地质灾害与防治学报》和《Natural Hazard》，中国国家自然科学基金和国土资源大调查项目大力资助了滑坡易发性课题的研究；（3）近5年来，机器学习模型（包括深度学习等）在滑坡易发性的应用快速增长，已成为最热门的研究方法；（4）为了实现滑坡易发性建模的精简化和智能化，并进一步提高滑坡易发性评价结果的精度和实用性，滑坡易发性在滑坡编目、指标体系、评价单元、评价模型、联接方法和精度评价等方面还需开展深入探索.

为精确刻画和揭示强潮控山溪性河流河口全新世的沉积环境演化特征和控制因素，本研究选取福建中部潮控型山溪性河流——木兰溪河口的钻孔（MLX-S）为研究对象，在运用放射性¹⁴C和光释光建立沉积年代框架基础上，开展了沉积物粒度、XRF岩心扫描及ICP-OES元素分析.研究发现，全新世木兰溪河口相继发育河流相、滨岸沼泽相、浅海相到潮控河口相，沉积环境演变主要受控于研究区的相对海平面变化.福建中部沿岸的相对海平面高度在9.0 ka左右，约为-20 m；此后海侵不断扩大，至5.8 ka左右海平面达到最大高度，随后缓慢下降至今.岩心高分辨率XRF扫描的元素相对强度数据校正后可指示沉积物的物源及古环境变化.钻孔的K/Ti比值表明，约8.8 ka以来，木兰溪河口沉积物主要为流域剥蚀产物和口外长江源细粒物质的混合；岩心Fe/Ti比值在约3.6 ka、4.3 ka、5.4 ka和6.0 ka 4个东亚冬季风较强时期均达到峰值且与东海内陆架泥质沉积记录一致，指示浙闽沿岸流强度的影响.揭示了我国东南沿海潮控型山溪性河口的河海相互作用特征，以及全新世季风-海平面变化驱动下的长江源细粒沉积物在陆架海复杂的源汇沉积过程，也拓展了XRF岩心扫描方法在海陆相互作用强烈的大陆边缘地区应用潜力.

深熔作用是链接地壳深部变质作用、构造变形以及岩浆活动的重要纽带，对大陆地壳演化及其流变学性质具有重要意义.根据是否有自由水的参与，深熔作用分为水致熔融和脱水熔融两种机制.脱水熔融主要通过云母、角闪石等含水矿物的分解来实现，其发生所需的温度一般大于650 ℃.在脱水熔融反应中会生成钾长石、石榴石等转熔矿物和部分熔体，该熔体呈水不饱和态，具有高Rb、高Rb/Sr比、高 ⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr，低Sr、Ba和Ca的特点.其产生的熔体含量主要受温压条件和全岩水含量的影响，在麻粒岩相条件下才有可能产生大量熔体.水致熔融是在含水流体参与下所发生的熔融反应，其最显著的特点就是所需温度较低，在角闪岩相条件下可以生成大量熔体.生成的熔体可以是水饱和或水不饱和，在高温条件下生成的水不饱和熔体具有向上迁移的能力.水致熔融生成熔体的地球化学特征与脱水熔融相反，Sr、Ca、Ba含量较高，Rb、Rb/Sr比较低.深熔作用不仅可以显著改变岩石的热力学和流变学性质，而且熔体的迁移可以促进地壳分异并形成广泛的淡色花岗岩，在陆壳的起源、改造和稳定中起着至关重要的作用.

本研究基于密集远场地震台阵对2025年西藏定日6.8级地震的破裂过程进行快速测定，并结合地震破裂过程对地震烈度分布及潜在人员伤亡进行了快速评估.首先采用反投影技术获取震源区能量释放的时空分布特征，揭示震源破裂的动态演化过程；然后结合破裂过程与基于断层最短距离的地震动参数衰减模型，快速计算地震烈度的空间分布，明确灾害影响范围和强度；在此基础上，利用人员伤亡评估模型对地震可能造成的人员伤亡进行初步估算.研究结果表明，基于密集台阵的地震烈度快速评估方法在震后灾情快速评估方面具有较高的可靠性和实际应用价值，可以为政府决策、应急指挥和救援部署提供重要参考.

滑坡易发性预测时大多按空间随机来划分模型训练/测试数据集，但随机划分方式难免将不确定性因素引入建模中.因为理论上滑坡易发性是基于过去的滑坡来预测将来发生滑坡的空间概率，具有显著的时间顺序特征而非单纯的空间随机，可见有必要探索基于滑坡发生的时间顺序划分模型训练/测试集.以浙江文成县为例获取11类环境因子及128个时间准确的滑坡；之后将联接了环境因子的滑坡‒非滑坡样本分别按照滑坡时间顺序和空间随机的原则，划分为两类不同训练/测试集；其划分比例分别设定为9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5等以避免不同比例影响研究结果，由此得到10种组合工况下的训练/测试集；最后再训练测试支持向量机（SVM）、多层感知器（MLP）和随机森林（RF）等模型以预测滑坡易发性并分析其不确定性.结果表明：（1）训练/测试集按时间顺序划分的SVM、MLP和RF模型预测的滑坡易发性的不确定性略低于按空间随机性划分的模型，验证了按时间顺序划分的可行性；（2）训练/测试集按时间顺序划分实际上是其在空间随机划分下的一种更符合滑坡发生实际情况的“确定性”特征，当然对缺乏滑坡发生时间的数据集开展空间随机划分也是可行的.

现有的基于数据驱动的滑坡位移预测模型大多是基于时间序列数据的单点建模，不能考虑整个边坡的变形相关性和滑坡变形的全局建模.为了克服这一缺点，本研究提出了一种基于时空注意（spatial-temporal attention， STA）机制的深度学习模型，该模型将卷积神经网络（convolutional neural network， CNN）与长短时记忆（long short-term memory）神经网络相结合.通过CNN和卷积注意力模块提取滑坡位移的空间变形特征，利用时间注意机制和LSTM模型从外部因素的时间序列数据中捕获重要的历史信息.注意力机制输出的注意权重值可以揭示滑坡变形的时间‒空间特征.以三峡库区泡桐湾滑坡为例，对该模型的性能进行了验证.结果表明，STA-CNN-LSTM模型预测的均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）与传统灰狼算法优化的支持向量机（GWO-SVM）模型相比分别下降了9.28%和13.88%.模型因子权重计算结果表明，在监测期内随着时间的推移，降雨对泡桐湾滑坡变形的影响逐渐增加，而库水位的影响逐渐减小.

<正>青藏高原起因于印度板块与欧亚板块的持续碰撞，不仅成为世界的第三级，也成为全球地壳变动最为强烈、活动断层最发育、大地震最频发的地区之一，更成为不同类型地震遗迹的天然博物馆.自2000年以来，青藏高原先后发生过2001年可可西里M_W7.8级地震、2008年西昆仑于田M_W7.1级地震、2008年汶川M_W7.9级地震、2015年尼泊尔M_W7.8级地震、2021年玛多M_W7.3级等大地震，以及多次矩震级M_W接近7级强震，例如2010年玉树M_W6.9级地震、2022年门源M_W6.6级地震.其中，发生在青藏高原周缘的地震人员伤亡和财产损失巨大，但地处高原腹地无人区的2001年可可西里地震和2008年于田地震则灾害损失很轻.

岩土工程实体识别是岩土工程文本挖掘和知识谱图的工作基础和重要前提. 针对岩土工程实体识别问题，参考《GB/T 50279-2014：岩土工程基本术语标准》等国家行业标准规范，设计和构建了一个小规模的岩土工程命名实体语料库；提出了一种岩土工程文本命名实体识别深度学习模型BERT-BiGRU-CRF（简称：GENER）：表示学习层采用BERT预训练语言模型实现了岩土工程文本特征的迁移表示学习；BiGRU上下文编码层实现对岩土工程文本上下文特征编码；CRF标签解码层解决了标签间依赖约束，生成符合标注规律的岩土工程命名实体标签序列；最后，基于岩土工程命名实体语料库，对GENER模型进行了实验分析. 在对照实验中，取得了良好效果：精确率P达到了90.94%，召回率R达到了92.88%，F1值达到了91.89%，模型训练速度提升了4.735%. 实验结果表明相比基线模型BiLSTM-CRF和其他预训练模型，GENER模型在小规模语料岩土工程命名实体识别方面效果更优，未来可推广应用到其他地质类文本命名实体识别任务.

甘肃省永靖县黑方台台塬周边区域由于黄河移民大规模农业灌溉诱发了众多黄土滑坡灾害，其稳定性分析与滑面预测可为防灾减灾提供重要支撑，显得尤为重要.黑方台黄土滑坡具有渐进后退式的失稳特征，已发生滑坡灾害与潜在滑坡灾害具有高度相似性，其反分析结果可为未来滑坡稳定性分析提供重要数据基础.选用有限差分强度折减法，通过设定3个目标优化函数（土体抗剪强度参数均值误差函数、滑面位置误差函数和稳定性系数误差函数），基于NSGA-II遗传算法开展稳定性反分析获取黄土的粘聚力和内摩擦角.以黑方台党川2^#滑坡为例，通过第一次滑动时观测到的滑面信息，并假设其稳定性系数等于1，利用NGSA-II算法反分析得出当滑坡发生时，天然黄土层粘聚力为28.20 kPa，内摩擦角为25.16°，饱和黄土层有效粘聚力为16.59 kPa，有效内摩擦角为16.11°.基于该反分析结果，对党川2^#滑坡后续3次失稳的稳定性系数和临界滑面进行了预测，并与实际观察结果对比验证.研究结果表明，通过多目标约束优化算法开展滑坡稳定性反分析可获得更加合理的黄土强度参数估计，为黑方台地区滑坡稳定性分析和风险定量评估提供了新的解决思路.

细致地调查与研究同折返或后碰撞岩浆岩能为理解大陆深俯冲-折返中的壳-幔相互作用及恢复碰撞造山带构造演化历史提供非常关键的线索.以东昆仑东段巴隆-金水口地区晚志留世-泥盆纪同折返期中性岩类为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、岩石学、地球化学和同位素地质学等综合研究，以期为深入认识东昆仑造山带同折返期岩浆形成机制及其始特提斯洋构造演化提供新的证据.结果显示，巴隆和金水口地区中性岩的锆石U-Pb年龄分别为420 Ma和405 Ma，与东昆仑地区榴辉岩的折返时限重叠.其中，巴隆闪长玢岩具有相对低的MgO、Mg^#以及相对高的K₂O，而金水口闪长岩则具有相对高的MgO、Mg^#以及相对高的Na₂O.巴隆闪长玢岩的Nb/La比值随着Mg^#降低而降低，符合同化混染与分离结晶作用（assimilation and fractional crystallization，AFC）的成分演化趋势，并且样品在La/Sm-La图解中投影均落在分离结晶演化曲线上.但是金水口闪长岩的Nb/La比值与Mg^#之间不存在线性正相关关系，样品在La/Sm-La图解中投影均落在部分熔融曲线上.此外，与金水口闪长岩相比，巴隆闪长玢岩具有相对高的I _sr值和相对低的ε _Nd（t）值，并且显示更高的初始岩浆熔体温度.综合本文岩石学和地球化学等研究成果，可以确定巴隆和金水口地区两套中性岩的形成分别与玄武质岩浆的分离结晶与地壳混染、下地壳玄武质岩石的部分熔融有关.结合区域上已报道的最新研究资料，可以判断，这些中性岩类应形成于碰撞后伸展的环境中，板片断离很可能是触发东昆仑晚志留世-泥盆纪大规模同折返期岩浆活动关键因素.东昆仑地区至少从440 Ma开始进入大陆碰撞及陆壳深俯冲阶段.

地面沉降是由自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失，为预防这种累进性的缓变地质灾害，高效的大范围地面沉降预测显得尤为重要.现有的预测方法忽略了地面沉降的空间特征，且基于单点循环预测存在高耗时现象.针对上述问题，提出了一种基于时序InSAR与机器学习的大范围地面沉降预测方法.首先，利用SBAS-InSAR技术获取大范围的地面沉降时序信息；其次，采用经验正交函数（empirical orthogonal function， EOF）提取时序信息的空间模态及对应的主成分（principal components， PCs）；最后，采用基于误差反馈的岭多项式神经网络（ridge polynomial neural network with error-output feedbacks， RPNN-EOF）模型训练与预测PCs，将预测结果重构回地面沉降时序.以延安新区2018年8月至2021年5月的84景Sentinel-1A数据为例，获取了新区的地面沉降时序.同时，EOF所提取的空间模态能清晰地表达整个新区的空间变化特征.预测结果显示，相较于传统点循环模式以及主流的时间序列预测方法，本文方法的均方根误差至少降低了22.7%，建模耗时至少降低了27.5%，因此该方法具有良好的实用性.

老虎山单成因火山位于吉林省大口钦地区.为了探讨火山区中新世碱玄岩的地球化学特征、成因及其与区域断裂构造演化的耦合性，对其开展了全岩地球化学和Pb同位素研究.碱玄岩中Na₂O/K₂O=1.30~1.38，A/CNK值（0.97~1.09）偏低，Mg^#值（58.05~61.11）偏高，富集Th、U、Nb等高场强元素（HFSEs），相对弱富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素（LILEs），LREE/HREE=10.66~11.32，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值范围分别为17.661~17.675、15.451~15.457和37.652~37.692.成岩岩浆主要来源于软流圈地幔，混有少量俯冲洋壳物质，显示出OIB或板内交代富集型地幔源的属性，岩浆形成深度范围约在93~105 km，伊通-舒兰断裂的存在为火山深部岩浆的上升与裂隙式喷发提供了通道和空间，玄武质岩浆的形成及其对应的火山活动发生于伸展构造环境中.

海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所，也是一个十分活跃的生物地球化学反应器，在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法，数值模型可以突破时间和空间的限制，定量获取海洋沉积物中各个碳循环过程的反应速率及其通量，因此日益受到学界的重视.海洋沉积物有机质降解是驱动碳循环最为关键的生物地球化学过程，其释放进入周围孔隙水的溶解无机碳一部分可扩散至沉积物上覆水体，另一部分可与钙、镁等离子沉淀形成自生碳酸盐矿物.首先综述目前主要的3类沉积物有机质降解模型（离散性有机质降解模型、连续性有机质降解模型和Power模型）的建模过程及其在全球海洋沉积物有机质降解过程中的应用；接着从有机质降解相关的初级与次级反应出发，介绍沉积物中与有机质降解相关的地球化学过程反应速率模型的刻画方法，并从碳酸盐平衡体系和同位素质量平衡模式角度，探讨了沉积物有机质降解过程对自生碳酸盐形成及其碳同位素的影响；最后分析了当前阶段数学模型在描述有机质降解过程和自生碳酸盐形成中存在的问题和不足，并在此基础上展望未来亟需加强的研究要点，希企为深入理解海洋碳循环与全球气候变化相互反馈，建立可靠的海洋碳循环和生物地球化学预测系统提供有益的科学支撑.

在干湿循环作用下，片岩的抗剪性能劣化对片岩边坡长期稳定性具有重要影响.以鄂西北广泛分布的云母石英片岩为研究对象，通过开展一系列室内试验，揭示其抗剪性能劣化规律及机理.吸水性试验及直剪试验结果表明，云母石英片岩的吸水率随着干湿循环次数增加呈逐渐上升的趋势，抗剪强度及残余抗剪强度随干湿循环次数的增加呈逐渐下降的趋势，抗剪性能劣化效应明显.结合扫描电镜测试所得云母石英片岩微观结构变化规律，揭示其抗剪性能劣化机理：干湿循环作用下，云母石英片岩片理面逐渐扩展开裂，内部矿物颗粒强度软化，颗粒间胶结弱化，岩石骨架变得松散；粘聚力主要受矿物颗粒之间的胶结程度影响，劣化速率较快；内摩擦角主要受矿物颗粒嵌固程度和颗粒本身强度的影响，劣化速度相对较慢.

塔河地区储层原油主要来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩，所发现的油藏为不同期次，不同成熟度的原油在储层中发生混合的结果.在对储层原油成熟度和荧光光谱分析的基础之上，利用荧光光谱参数建立原油成熟度定量评价模板，通过获取的油包裹体荧光光谱参数对塔河地区不同期次充注原油的成熟度进行定量评价.原油成熟度参数分析结果表明芳烃中甲基菲指数和二苯并噻吩参数是定量评价塔河地区原油成熟度的有效指标.采用芳烃成熟度参数计算得到塔河地区原油成熟度（R _o）范围为0.6%~1.4%，与原油荧光光谱参数具有很好的相关性，基于原油荧光光谱参数与成熟度的关系建立了原油成熟度定量评价模板.流体包裹体分析结果表明塔河地区奥陶系碳酸盐岩储层中存在四期油气充注，分别对应发橘黄色、亮黄色、浅黄色和蓝色荧光的油包裹体，不同期次油包裹体荧光光谱参数存在一定差异.通过不同期次油包裹体荧光光谱参数结合建立的原油荧光光谱参数成熟度评价模板确定橘黄色荧光油包裹体油成熟度（R _o）小于0.6%，亮黄色荧光油包裹体油（R _o）在0.6%~0.8%之间，浅黄色荧光油包裹体油（R _o）在0.8%~1.0%之间，蓝色荧光油包裹体油（R _o）在1.0%~1.2%之间.确定的不同期次充注油气的成熟度对于研究塔河地区油气成藏过程具有重要的参考作用.

传统地震属性断层识别技术多基于数据不连续性识别断裂，干扰因素多，越来越难以满足深层精细勘探的需求. 为了提高断层识别精度，提出一种断层高分辨率智能识别方法，在深度学习方法从地震数据预测断层属性的基础之上，建立高分辨率与低分辨率断层标签库，训练深度神经网络，获得高分辨率检测模型.通过模型与实际数据证实，方法解决了深度学习中卷积神经网络存在上采样造成高频损失，使断层分辨率有所下降的问题，提高了分辨能力，模拟数据均方根误差下降40.02%.方法不仅相对传统算法更加准确地检测了断层特征，而且比一般的深度学习断层识别分辨率高.

邯邢地区是我国重要的富铁矿矿集区之一，随着找矿深度的增加，传统的勘查手段找矿效果并不理想，亟需新的方法和理念来指导进一步的矿产勘查工作.利用红外光谱技术（SWIR+TIR）快速厘定岩心内矿物类型、相对丰度和空间分布特征，揭示主要蚀变矿物波谱参数变化规律，确定与成矿相关的信息. 通过红外光谱测试，解译出二十余种矿物并划分出5个蚀变带，自岩体向围岩依次为绢云母-贫铁/铁镁绿泥石-方解石-钠长石带（蚀变带Ⅰ），贫铁绿泥石-蛇纹石-透闪石-阳起石-透辉石-金云母带（蚀变带Ⅱ），方解石-铁/白云石-菱铁矿带（蚀变带Ⅲ），绢云母-伊利石-方解石-白云石-菱铁矿带（蚀变带Ⅳ），绢云母-伊利石-高岭石-蒙脱石带（蚀变带Ⅴ）. 研究发现，越靠近矿化富集区域，绿泥石Fe-OH2250Pos、白云石6.45 μmPos和11.2 μmPos呈现降低的趋势；绢云母族矿物Al-OH2200FWHM的降低和高岭石族矿物Al-OH2170-IC的增大均指向更高温的流体环境.低Fe-OH2250Pos的绿泥石（<2 245 nm）、低6.45 μmPos（<6 440 nm）且低11.2 μmPos（<11 250 nm）的白云石是白涧矿区有效的找矿标志；绢云母Al-OH2200FWHM的降低（30→22）和高岭石Al-OH2170-IC的增大（0.2→2.8）能判断深部是否存在矿化系统.以上成果为白涧矿区矿产勘查工作提供科学依据，同时也为邯邢地区同类型矿床找矿工作提供新方法.

针对深层页岩气埋深大、两向水平应力差大、垂向应力差小、岩石塑性特征强等地质特征，以地质工程一体化为设计理念，建立了包括测井曲线、页岩总有机碳含量、孔隙度、全烃、关键录井元素、矿物组分、过量硅、矿物脆性、岩石力学参数等评价方法，开展沿水平井段的地质工程双甜点研究，实现地质与工程一体化优选甜点段和最优甜点段准确识别，为深层页岩气水平井压裂改造提供依据.然后，基于高导流的立体缝网为体积压裂的目标函数，开展深层页岩气窄压力窗口下的体积压裂注入模式及工艺参数优化研究，包括迂回双暂堵工艺优化，支撑剂在复杂缝网下的动态运移规律与导流能力研究，以及一体化变黏度高降阻滑溜水研发等.研究成果在现场的应用结果表明，上述基于地质工程一体化的体积压裂技术，压后测试产量较邻井能提高30%~50%以上，可大幅度提高深层页岩气的经济开发效果，对今后垂深超过4 500 m的超深层页岩气的经济有效勘探与开发，也同样具有重要的指导和借鉴意义.

为了探讨拉萨地块晚白垩世岩浆作用的深部动力学机制，对中拉萨地块南缘门巴花岗闪长岩开展了岩相学、年代学、岩石地球化学及矿物化学研究. LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明门巴花岗闪长岩侵位于晚白垩世（83.2 Ma±0.9 Ma）. 岩石地球化学特征显示门巴花岗闪长岩为埃达克质岩石，电子探针数据揭示斜长石属于中-奥长石（An：16.2~34.7）. 综合分析本文认为门巴花岗闪长岩的母岩浆为幔源镁铁质岩浆底侵诱发加厚下地壳熔融并与之发生混合作用的结果. 结合晚白垩世岩浆岩成岩环境及时空分布特征，认为拉萨地块南部晚白垩世岩浆作用主要受新特提斯洋脊俯冲控制，软流圈地幔沿洋中脊裂隙板片窗上涌诱引了南拉萨地块南缘晚白垩世大规模岩浆作用，而软流圈物质沿切割洋中脊的转换断层撕裂板片窗上涌诱发了近似垂直前者分布的小规模板内岩浆作用.

䗴化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石，其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系‒二叠系具有重要意义.鉴于目前䗴类化石检测方法的局限性，提出一种基于深度学习单阶段算法的䗴类化石检测.以䗴类化石为研究对象，对原始模型进行分析，之后联合优化权重损失函数和BN层尺度因子的L1正则化等方式进行通道剪枝，再使用知识蒸馏使剪枝后模型恢复检测性能.实验结果表明，该方法可实现薄片图像中䗴类所在区域的定位和分类，平均精度均值达到98.1%，满足实时检测模型的要求，并且剪枝后参数量压缩了74.1%，解决了真实场景中存在的算力缺乏等问题.该方法能够有效保证䗴类化石的检测效果，同时扩展了该模型在嵌入式设备的适用范围，为深度学习在古生物化石图像的智能识别方面提供更多可能性.

珠一坳陷古近系裂陷过程中的沉积演化一直缺乏系统认识.采用碎屑锆石U-Pb定年方法，对珠一坳陷4个凹陷内的钻井古近系文昌组和恩平组砂岩开展“源‒汇”对比分析，解析其不同演化阶段年代学、物源特征及沉积演化等信息.结果显示珠一坳陷断陷期不仅接受盆内低凸起区、隆起区剥蚀的碎屑物质，还受到盆外北部古水系长距离搬运的陆源碎屑的影响.其中，始新世文昌组沉积物以盆内短程物源为主，年龄谱系除陆丰凹陷还表现出加里东期‒燕山期多峰态外，在各凹陷均以燕山期单峰为特征，洼陷沉积区周缘隆起的中生代岩浆岩、中生界沉积岩地层及新生代火山岩构成该时期湖盆的物质来源；恩平组沉积物在恩平北部和惠州西部率先接受华南水系沉积物影响，在恩平组沉积晚期珠一坳陷普遍接受了来自华南隆褶带的物质输入，年龄谱系呈现以燕山‒印支‒加里东期为主的多峰特征，出现晋宁期、元古代、新太古代的古老年龄，指示珠一坳陷的物源结构发生重大变化，即由盆内古隆起物源转变为盆内和盆外造山带双重物源，该时期沉积体系以大型浅水三角洲为特征.

汇聚板块边缘的沉积盆地是造山带研究的重要对象，其中弧前盆地位于弧前区域靠近岛弧一侧，更易在造山过程中被保留下来，保存造山带结构和演化的信息.本文以研究较为充分的新生代弧前盆地为例，详述了弧前盆地的大地构造位置、形成机制、沉积、物源和构造特征，为古老造山带研究中弧前盆地的识别提供依据.弧前盆地位于岛弧和海沟外坡之间，可以形成于伸展或挤压环境中，前者由伸展正断层形成地堑式盆地，后者由增生楔逆冲构造形成挤压盆地.弧前盆地发育多种类型的沉积，其中洋内弧以半深海‒深海相沉积为主，大陆弧则涵盖陆相‒海陆交互相‒海相等多种沉积相，总体呈现粒度从边缘向中心变细、从下往上变粗的沉积序列.陆源碎屑主要来源于相邻岛弧和增生楔，通过河流、海底峡谷和海底滑坡等方式进入盆地.洋中脊、海山、洋底高原和大洋破碎带俯冲都能不同程度地影响俯冲带结构，造成弧前盆地的反转、抬升剥蚀、沉积间断、物源区变化以及沉积环境的改变.弧前盆地的沉积过程复杂，难以用单一模型简单概括，在应用弧前盆地对造山带进行分析时，应结合多学科资料对地质记录进行综合分析.

青藏高原南部自西向东分布有多组近南北向的藏南裂谷系，作为块体内部重要的构造伸展区，发育了一系列的正断层和正断层型强震.自晚第四纪以来，该区域构造活动强烈，地震频繁且诱发的灾害大，例如2025年1月7日定日Mw7.1地震便呈现出“小震大灾”的特征.为了评估裂谷系内正断层的孕震能力以及了解这些正断层的致灾程度，依据断层的几何特征划分了92条正断层，并统计了每条断层的迹线长度.基于地震导致断层沿地表迹线全段破裂的假设，结合全球正断层地震破裂尺度与矩震级的关系经验公式，估算了藏南裂谷系内各正断层潜在的最大震级.研究结果表明，这些正断层的孕震上限介于Mw6.5至Mw7.5.这些正断层普遍具有较强的孕震能力，但也呈现出东强西弱的特征.裂谷系内的正断层带被南北两侧大型断裂带所围限且南侧主边界断裂带和块体内部存在多个历史地震空区，考虑到2015年尼泊尔Mw7.8强震加快了临界断层库仑应力加载过程和边界主断裂带上的强震可能存在联动或触发效应的背景下，该地区雅鲁藏布江以南的正断层，尤其是定日‒聂拉木一带、雄曲断层未来具有较高的强震危险性.

针对滑坡易发性预测建模中滑坡-非滑坡样本可能存在误差、环境因子间非线性关系较复杂且机器学习可解释性未被关注等重要问题，拟提出一种基于自筛选的双向长短时记忆网络与条件随机场的滑坡易发性预测模型（Self-screening Bi-directional Long Short-Term Memory and Conditional Random Fields， SBiLSTM-CRF）.SBiLSTM-CRF模型具有深度学习网络层数深、宽度广及可循环迭代建模的优势，能预测出环境因子间的非线性关系，并通过迭代自动筛选阈值区间外的错误滑坡样本.该模型可用于解释各环境因子之间耦合关系的内部作用机制.将SBiLSTM-CRF模型用于陕西延长县滑坡易发性预测，并与cpLSTM-CRF、随机森林、支持向量机、随机梯度下降和逻辑回归模型比较.结果表明，SBiLSTM-CRF克服了传统机器学习中存在的样本误差以及因子间复杂的非线性关系问题，具有更高的预测性能.通过该模型的可解释性能力揭示了坡度、高程和岩性等因子控制延长县的黄土滑坡发育的机制.

建立三维矿体模型是数字矿山、智慧矿山的基础.针对经典径向基函数曲面重建算法在原始数据稀疏时出现曲面边界自拟合及模型不连续现象，提出了一种集成多种机器学习模型的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法.该方法利用Stacking模型学习矿体轮廓线离散化点云数据的分布特征，建立表征矿体模型几何信息的有向点集；在此基础上提取边界点及法向量，通过Hermite型径向基函数建立隐式场，最后基于行进四面体算法建立三维矿体模型.与轮廓线拼接法、经典径向基函数曲面重建算法、简单克里金插值法相比，该方法能够有效减少曲面边界自拟合现象，减少模型多余孔洞，提高模型的连续性；建立的模型所切轮廓线与原始轮廓线相似度达75.14%，与人工干预程度较高的显式模型相当；在体积表征上与显式模型的差距达到最低.