在航磁调查工作中，为了追踪隐伏断裂、隐伏岩体及隐伏矿体，尝试了应用方向导数、斜导数和插值切割法等方法。针对建立的理想模型进行对比分析，并在内蒙古某地进行实验，认为应用斜导数追踪隐伏断裂、隐伏岩体，参考插值切割法追踪隐伏磁铁矿体方法较好。

通过对广东省麻布岗地区1：5万水系沉积物测量数据进行R型因子分析，划分元素组合，圈定出了13个综合异常。从综合异常特征方面分析，确定了7个找矿远景区。在对成矿地质条件、化探异常特征及开展矿产检查工作的基础上，优选出4号和11号综合异常区为找矿靶区。

论述了将气溶胶理论和技术应用于深部隐伏矿找矿的基本问题。深部矿物质能够穿越矿体覆盖层到达地表，主要是通过气体携带质粒向上迁移，这种迁移发生的基本条件是质粒可以稳定悬浮于气体中并随之流动。气溶胶理论表明，直径在0.1～2.5 μm的质粒在气体中最稳定，质粒过小或过粗都不可能较长时间悬浮于气体中。气溶胶的另一个理论要点是，直径小于2.5 μm的固体质粒不可能通过机械碾磨方式形成。这两个气溶胶理论要点是深部金属矿生成气溶胶级别的质粒并进入气体向上迁移的基础。将气溶胶理论和技术应用于新疆金窝子隐伏金矿床找矿试验，结果表明，在210隐伏矿上方和矿体倾斜面上方有明显的金异常和金伴生元素异常，异常程度高，出露面积大。这一实验证明了通过提取吸附于地表土壤中的地气溶胶质粒，并分析其元素含量的气溶胶找矿方法，具有良好效果。

铅同位素示踪是采用铅同位素作为示踪剂，根据有关岩石、矿物的铅同位素组成和它们之间的关系判断成矿物质来源。笔者利用铅同位素示踪地气物质来源，采用ICP-MS测试方法，对山东邹平王家庄斑岩铜矿区矿石、围岩、土壤等介质的铅同位素组成与地气样品铅同位素特征进行对比，发现矿体上方地气异常样品铅同位素组成与矿石中铅同位素组成基本一致，表明地气异常样品中的铅主要来自深部矿体，且捕集剂空白和其他影响因素对地气异常样品中铅的干扰较小，其铅同位素组成更接近于矿石。

连山关—祁家堡子地区岩体接触带为一条重要的控矿构造带。为查明研究区岩体接触带的走向及其深部延伸特征以及氡浓度异常分布范围，指导区内铀矿勘查工作，根据其物化条件，选择AMT与土壤氡测量进行了联合攻关。通过资料解释，基本查明了区内氡浓度异常带的分布范围以及接触带的走向及其垂向延展特征，并预测铀矿勘查有利地段四片，其中Ⅳ号地段经后期钻探查证，发现铀异常孔两个、矿化孔一个，为本区铀矿勘查提供了深部找矿信息，取得了较好的应用效果。

为了深度挖掘桃山铀矿田的资源潜力，在桃山地区开展了综合物探测量，结果表明，CSAMT测量能反映出断裂及裂隙密集带的特征，特别是断裂的影响宽度、深度、两盘结构变化等;磁法测量能圈定与铀成矿有紧密关系的黑云母二长花岗岩的分布范围。根据区内已知铀矿床的的分布，分析了铀矿床的地球物理特征，总结了地质—地球物理找矿模式，预测了铀找矿有利地段，取得了好的勘查成果。

铝土矿床受控于奥陶系灰岩构成的古地貌，与成矿盆地内赋矿地层石炭系本溪组的厚度正相关，盆地斜坡带、洼地、凹槽及岩溶漏斗地段是铝土矿富集有利部位。奥陶系灰岩与上覆地层有较明显的密度和电性差异，铝土矿体与围岩也存在密度差。借助于可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)及钻孔的标定，利用重力异常可以了解研究区的构造格架和奥陶系灰岩基底的起伏变化，确定局部高密度体的赋存状况及性质，并大致确定其埋深。在山西沁源成矿远景区中深部隐伏铝土矿调查中，采用1：2.5万重力和CSAMT法直接与间接找矿相结合的方法取得了较好的应用效果，为钻孔布设提供了依据。

在塔河油田近地表微测井数据中普遍存在一段频率低、能量强、波形胖的低频段记录，一般出现在高速层顶界附近。那么，这一特殊的低频段是如何产生的，对激发井深的选择又会产生什么样的影响，是该地区地震采集时不得不面临的重要问题。以往认为该低频段是由岩性变化引起，并且在井深设计方面是选择避开低频段。笔者通过实际资料、理论分析、井深试验的结果分析，认为该低频段是由虚反射引起，在低频段中激发并不改变单炮质量;并对低频段的表现特征、产生机理及对激发井深选择的影响进行了详细的分析，在激发井深设计中可以不考虑低频段的影响。

对珠江口和南黄海近海海域10个站位的表层沉积物中67种元素进行分析，试图揭示两海域近海表层沉积物中主要元素的地球化学特征，包括分布特征及其控制因素，并通过两海域元素地球化学特征，初步探讨近海沉积环境特征。通过总结两海域表层沉积物中元素含量及分布特征，可以发现，近海海域总体上以陆源沉积为主，除Ca和Sr之外，大多数元素表现出明显的亲陆性。珠江口海域和南黄海海域沉积物元素含量的对比研究显示，前者相对富集As、Cd、Hg、Sb、Sr、Ca、Rb、C，后者相对富集Al₂O₃、Zr、Hf、Sc、Rb、Ga、Cs、V、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、K₂O、Na₂O、B、Ba、I等。与上地壳相比，Ag、As、Bi、Hg、Li、N、Pb、Sb、Se、Cl、Br、I在两海域表层沉积物中均发生明显富集;Mo、Sn均呈现分散趋势;Sr、CaO在南黄海海域明显贫化，K₂O、Na₂O、Ba则在珠江口海域表现出贫化;其他元素与上地壳元素丰度相近。

通过在博茨瓦纳中部区Tonota-Foley一带的找矿勘查，探讨土壤地球化学测量方法在博茨瓦纳热带干旱草原景观区的应用效果。利用该方法，在Tonota-Foley一带圈定出化探综合异常17处，通过对典型异常的查证工作，运用槽探工程，查明了异常源为方解石蛇纹岩体，说明土壤地球化学测量方法适用于博茨瓦纳中部地区的景观条件，圈定的异常准确、有效，该方法可在博茨瓦纳同类地区推广使用。

突破压力是泥质盖层封闭性能评价的关键参数，通过岩心实测数据与测井参数的相关分析，建立了声波时差与突破压力的关系，并依据此关系研究了鄂尔多斯盆地南部地区上古生界泥岩突破压力的垂向和平面分布规律。结果表明，突破压力西高东低、北高南低，且东西向压力差异显著。中二叠世早期开始，盆地南部湖相分布广泛，沉积速率快，泥质含量高，晚三叠世—早侏罗世盆地快速沉降，上石盒子组泥岩在叠加压实过程中排液受阻，发育异常高压，突破压力总体表现较低。下石盒子组沉积期及其以前，突破压力高值沿庆阳、延安及宜川呈弧形展布，低值沿南西向分布，从上石盒子时期开始，突破压力低压值的分布方向由研究区的南西向逐渐变化为南东向，高值则由东部和东北部迁移到西部及西南部。

为重力调查、地震勘探以及地质研究提供基础性数据，笔者通过收集、整理区域物探、矿区物探等前人工作中已获得的物性数据以建立河南省岩石物性数据库，以此为基础对河南省 33 070个岩石密度数据进行了数理统计，给出了全省全岩、各岩石大类、类、亚类的密度统计值，并发现它们之间具有不同程度的差异性，可供在河南省境内开展相关地质调查工作时参考使用。

为了克服地震子波的时变影响，避免复杂的时窗大小选取问题，使得谱模拟方法能更好地适应地震信号是平稳信号的假设条件，将改进S变换与谱模拟方法相结合，形成时频域谱模拟方法。在二维时频谱中进行谱模拟处理，该方法能够克服地震子波随地层深度变化的限制。理论模型及实际资料处理效果显示，时频域谱模拟方法能够有效提高地震分辨率，实现地震资料的高分辨处理。

运用常规的基于曲波变换和全变差的联合去噪技术，可以有效地衰减随机噪声，较好地克服使用曲波变换带来的强能量团以及在同相轴边缘产生的不光滑现象，但是这种常规的联合去噪方法对有效信号有一定的损害。笔者采用一种多尺度多方向改进的Donoho阈值去噪思想，较好地克服了常规的联合去噪方法的缺陷，保护了有效信号。该方法在应用曲波变换去噪时，对每一个尺度的每一个方向都选取一个合适的阈值因子，而不是常规的方法对整个曲波系数矩阵只选取一个固定比例的阈值因子。理论模型与实际资料的处理结果表明，该技术最大限度地保留了地震数据的有效信号，在地震资料处理中具有较好的应用前景。

在海上地震勘探数据采集中，会遇到复杂的过渡带水域，其水深变化剧烈，既有水深达二三百米的深水区，也有极浅的、密布的暗礁、小岛和浅滩等浅水区和陆地区。在浅水区，无法采用拖缆船采集施工，在深水区海底电缆又无法达到如此作业深度。在这样的区域内，常规的海上地震数据采集将会出现地震资料缺失带。节点采集技术的作业范围从浅水到700 m水深，能够弥补深水拖缆和海底电缆两种采集方式的短板，可适应于复杂过渡带水域的地震采集，避免地震资料空白区，有利于区域整体勘探、开发。

井中磁测仪器距离场源近，磁测资料受到钻孔打穿磁性体产生的内磁场影响，往往存在强干扰压制有用信号，因此研究井中磁测资料预处理与弱信号识别方法具有重要意义。笔者将地面重磁资料边界识别中倾斜角总水平导数和解析信号振幅方法改进后应用于井中磁测资料预处理中，提出倾斜角垂向导数和均值归一解析信号振幅方法。通过模型分析证明了两种方法都可识别强弱不同的井旁磁性体位置，反映边界信息，且给出了计算均值归一解析信号振幅过程中窗口选择的依据。将两种方法应用于江苏某工区ZK002孔磁测资料预处理中，得出倾斜角垂向导数方法应用于实测资料中会放大干扰，而均值归一解析信号振幅方法增强了该钻孔弱异常信息，且压制了干扰信号，处理结果与磁化率测井和钻孔资料相对应。

利用小波特性可以提取航空重力异常的重要信息，笔者采用小波分析方法建立三维地质体模型，讨论了小波模与地质体边界的对应关系。以我国某海域航空重力资料为例，利用小波模极大值识别了断裂信息，并与航空布格重力异常及其方向导数识别的断裂进行对比分析。结果表明，利用小波模不仅可以识别断裂构造，在航空布格异常和方向导数识别模糊的地区效果更为明显。

针对青藏高原的特殊环境和区域化探异常查证周期长的特点，开展了现场分析测试的适应性研究。选择便携台式X荧光仪，对仪器进行了标定，考察了仪器的稳定性，确定了样品的加工粒级为-160目和粉末状试样。通过亚卓查证区现场分析，其结果与室内分析结果基本相符，达到了试验研究目的，确定了一种及时提供分析结果的现场分析方法，采用该方法可有效缩短异常查证周期。

全面地介绍了电磁流量测井的基本原理、测量方法、数据采集方式、资料整理及解释方法等，有助于详细了解电磁流量测井仪器及其实际应用。水文地质勘探混合抽(注)水试验时，进行电磁流量测井，可获得分层抽(注)水所能得到的资料。电磁流量测井实质是测量流速的感应数据，分为自然静态静止水位和抽(注)水动态静止水位测量，测量方式有连续测量和点测。定性、定深、定厚解释原则为：在仪器基底值的基础上，幅值增加为涌水层，减小为吸水层，不变为隔水层;曲线变化之拐点是界面反映，由其确定深度、厚度。进行水量计算时，先在孔中测定仪器灵敏度，通过含水层顶板的反映值得到速度值，再由井径计算钻孔过水截面积，由此计算水量。

数学形态滤波是根据形态学原理创建的一种新型滤波方法，目前在信号处理的诸多领域得到成功运用。本文从形态滤波的基本原理出发，引入了一种多结构元素组成的滤波器用于大地电磁噪声消除。通过数值模拟展示了多结构元素滤波器的滤波效果，表明多结构元素滤波器在小尺度的范围内也有较好的滤波性能。同时，实测大地电磁信号的重构曲线和其视电阻率曲线显示多结构元素形态滤波对大地电磁噪声中的大尺度干扰噪声，如方波噪声和三角波噪声等，有较好的抑制作用，说明多结构元素形态滤波在大地电磁去噪中有较好的应用价值。

MTU-5、V8、LEMI-417等大地电磁测深仪器的人机交互方式均基于文字，用户仅凭文字难以发现采集中的问题。由于示波器能把人眼无法直接捕捉到的电信号的时变规律以可见的图像形式显示出来，故将该技术应用于长周期大地电磁测深仪CLP中，使仪器的人机交互方式基于图形用户界面(GUI)。本系统的GUI选用Visual C++6.0作为开发工具，在规划了显示区域，建立了设备环境类CDC以及CPen、CBitmap等绘图工具类的对象后，设计了仿示波器界面，在示波器界面中，用MoveTo与LineTo函数实现了对采集数据的实时动态显示。此外，使显示窗口自适应显示器分辨率属性、信号最大化显示、显示背景设置为灰白色，以方便操作。经野外试验，该显示技术有助于用户对采集的数据进行分析，为下一步工作提供依据。

在准静态极限条件下，利用水平电偶极子电磁场电分量的表达式，讨论了E_φ分量、E_x分量的幅值范围。在均匀半空间的条件下水平电场E_φ分量、E_x分量幅值范围不同，测量E_φ分量计算广域视电阻率可以扩大野外的观测扇区，减小施工成本。数值计算结果表明广域电磁法也有近区的存在。通过二层地电模型的正演理论曲线的讨论以及野外实测数据的对比与分析，发现E-E_φ分量定义的广域视电阻率受观测角度的影响较E-E_x广域视电阻率小，在相应的观测扇区内不会发生视电阻率曲线畸变。

根据准静态极限条件下，水平电偶极源在均匀半空间表面产生的r方向电场分量E_r表达式，分别在一维和三维条件下，对E_r进行数值模拟并迭代计算出相应视电阻率，讨论E_r的观测范围和应用优势。在一维条件下，通过对四种典型层状模型(两层D、G，三层H、K)的数值计算，并与相同条件下的E_x视电阻率进行对比，结果表明：E_r比E_x受测量方位的影响更小;在三维条件下，选取均匀半空间存在异常体的模型，采用积分方程法对E_r进行数值计算，与相同条件下的E_x视电阻率进行对比，结果表明：当均匀半空间存在低阻异常体时，E_r对低阻体y方向边界的反应比E_x效果较好。

从电磁场基本理论出发，利用裂步Fourier法推导出了水平层状介质中频率—波数域电场分量的波场外推公式，通过对设计的钢筋展布模型和衬砌厚度模型的数值模拟和偏移成像结果分析可以得出：裂步Fourier法不但可以实现二维非均匀介质中探地雷达正演模拟及偏移成像，而且具有编程易于实现、计算量小的优点。通过工程实例验证，进一步说明了裂步Fourier法偏移成像的有效性和实用性。

分析了浙中某地2 300个表层土壤样品中8类重金属元素的含量，并与1987年区域化探数据比较，发现Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn等重金属出现了显著升高，升高的区域与工业区分布吻合。研究区内大约6.09%的土壤受重金属中—重程度的污染，40.26%的土壤达到轻污染，污染区的分布主要与交通干线和五金企业聚集区吻合，而与地质背景无关，表明研究区重金属污染主要来源于五金企业。

根据光纤光栅传感的原理，提出了光纤光栅式封装应变传感器，对其传感特性进行了研究，并进行了室内实验。结合光栅传感监测滑坡的应用实例，探讨了光纤布拉格光栅传感元件在滑坡体上的布设工艺及监测过程。分析初期的监测结果， 针对监测系统可能出现的问题提出了解决途径。

采用易于模拟复杂地形起伏和倾斜界面的非结构三角单元剖分网格，并利用对偶加权后验误差估计指导网格自动细化过程，实现了2.5维直流电阻率法自适应有限元数值模拟。在实例模型分析中，分别计算了层状模型和垂直岩脉模型的直流电阻率响应，并与其解析解进行了比较。对比结果表明，该算法所得数值解精度很高，解的相对误差小于0.5%。最后，计算了起伏地形2.5维地电模型视电阻率异常，并利用比较法进行了地形改正。地形改正结果与水平地形时的结果对比表明，比较法可以较好地消除地形影响，突出局部地质体异常。

利用二次场算法研究了可控源音频大地电磁法二维正演问题。采用有限单元法进行正演模拟，将矩阵压缩存储和共轭梯度解方程方法应用到正演算法中，加快了正演算法的速度，并且将地形因素考虑到正演算法中。通过不同的模型验算，检验了算法的精度。

为了解高程数据网格间距对表面积分法、直立长方体法和平均高程直立长方体法计算的中区地形改正值精度的影响，笔者选择某地区450个测点，并使用不同网格间距高程数据计算中区地改值，通过对比发现表面积分法计算精度受高程数据网格间距影响较小，而直立长方体法反之。然后将中区地改50～2 000 m分为10个区间段进行计算，通过统计得出误差的45%和30%左右都分布在50～200 m和200～500 m段，因此提出提高中区地形改正精度必须提高50～200 m和200～500 m内高程数据网格密度。

时差、振幅、频率、相位差异是影响时延地震处理的主要因素。非一致性重复地震资料进行时延处理时，消除两期资料时差影响是做好后续处理工作的基础。在分析不同时期地震资料施工参数差异的基础上，解决了老资料未测地表高程对静校正的影响，利用初至层析反演技术，通过优选参与反演的偏移距，利用新、老资料初至共同反演得到了统一的近地表速度、厚度模型，在此基础上优化得到的静校正量最大程度地消除了两期资料时差的影响，为后续时延地震处理、分析工作奠定了基础。

针对高密度宽方位3D3C地震资料处理要求，考虑有效信号与噪声在类型、时间、频率、数据域、处理步骤、地表区域等方面存在的差异，选择多域分步去噪策略，在不损害有效信号的前提下，首先使用十字排列锥形滤波去除面波、线性噪声，然后采用低频噪声编辑去除残余面波及低频噪声，接着进行分频去噪来去除各类随机噪声，最后去除折射波。从单炮记录和叠加剖面的监控显示上都证明了该方法的有效性，资料信噪比也得到提高。

测井曲线的质量易受井眼环境因素的影响，井径扩径段井壁凹凸不平、泥浆侵入、泥饼等容易造成曲线畸变失真，特别是探测深度较浅的密度和声波时差曲线。笔者利用曲线之间的内在关系，用多元回归分析的方法把畸变失真的曲线校正到了真实的测量范围。校正后曲线制作的合成地震记录与井旁地震道相关性较高，得到了满意的结果。该方法快速高效、易操作，为井震标定提供了高质量的数据。

使用PROTEM67D瞬变电磁勘探系统，在山西临汾西部某煤矿采空区探测工作中，选择合适的工作装置，通过科学的试验，确定合适的工作参数。依据对局部已知采空区的瞬变电磁的电性特征的分析，建立适合划分本区采空区的视电阻率数值变化范围的解释方法，对整个勘探区的电性断面图进行分析解释，从而圈定了全区的采空区和采空积水区的范围，并且取得了良好的地质效果。

应用基于时间域有限差分法模拟软件GPRMax2D，对高铁隧道衬砌典型的不良情况，如厚度不足、空洞和钢筋布置不合理等进行了正演模拟，得到了隧道衬砌典型不良情况的正演模拟雷达图像。结合某高铁隧道工程实际检测得到的雷达图像，对两者图像作了对比分析，总结得到了隧道衬砌不良情况雷达图像的特征规律，完善了探地雷达图像资料特征解释库，提高了识别高铁隧道衬砌典型不良情况雷达图像的可信度，为高速铁路隧道的无损检测提供了有效的依据。