内蒙古准苏吉花斑岩型钼矿床是一个中型金属矿床，目前勘查区内还没有较深的钻孔资料。为探测深部隐伏金属矿和控矿构造及深部地质结构，在内蒙古准苏吉花钼矿区及其外围开展了高精度反射地震测量。该反射地震采用2台套大功率可控震源激发，5 m道间距，960道接收，80次覆盖的工作方法，获得了能清晰反映深部地质结构和构造的高精度反射地震剖面。在该剖面上，能够清楚地解释测区导矿和控矿构造及隐伏岩体分布及燕山期与华力西期岩体的交切关系，并据此讨论了地壳深部流体运移的路径和动力过程，为在该区寻找深部隐伏金属矿指明了新的找矿靶区。

应用含量-频数分形方法对广东大宝山矿田不同范围多介质、多比例尺地球化学场进行比较分析研究，认为成矿元素在不同比例尺与介质中呈基本一致的复杂多重分形特点，该特点是区域元素形成规模矿的一个必要条件，但不是充分条件；提出成矿元素连续多重分形的分维值减小转折点所代表的局部异常样品数所占比例在各比例尺采样介质中均大于2%，而非成矿元素该比例值可能远小于1%；拟合精度明显影响含量-频数分形曲线的类型与性质。

以“已知剖面试验研究-建立找矿模型-未知区找矿预测”的研究思路，在云南西邑矿区开展了地电化学集成技术找矿应用研究。通过研究验证了地电化学集成技术在该区寻找类似隐伏铅锌矿的可行性，并结合成矿地质条件，建立了地质-地电化学找矿模型，基于该模型，在研究区董家寨内共圈出1个Ⅰ级预测靶区，2个Ⅱ级预测靶区，1个Ⅲ级预测靶区。

富宁水合口金矿是滇东南微细粒浸染型金矿成矿带的一部分。基于在研究区开展的1：1万土壤地球化学测量工作，分析了Au、Hg、Sb、As四个元素的含量、分布特征，圈出了异常，并结合地层、构造、岩性等地质特征对土壤地球化学异常进行了评价，从而圈定了6个找矿靶区。通过对3号靶区工程验证找到一个矿体，为水合口金矿其他地区的找矿前景提供了一个有效的依据。

哈拉湖位于青藏高原，在该区开展的地质调查、音频大地电磁测深和地球化学调查结果表明，该区具有良好的天然气水合物找矿前景。为寻找天然气水合物，在该区开展了高精度反射地震试验。反射地震采用1200道接收，道间距2 m，偏移距1 m，炮间距8 m，覆盖次数150次，排列中间激发的观测系统，每道采用6个60 Hz检波器单点组合接收；采样间隔0.5 ms，记录长度2 s，宽频带采集；激发震源为大型车载可控震源。采用该工作方法得到的地震剖面信噪比和分辨率较高，构造形态特征明显。根据试验区地形地貌和地震剖面上反映的永冻土层厚度、断裂构造和高速层分布，结合其他资料，确定了验证孔位。

气烟囱是一种特殊的地质现象，与油气的生成、运移密切相关。在地震资料上进行气烟囱的识别研究有助于工区的断层封闭性、油气运移通道、成藏模式的研究。基于倾角数据体的气烟囱识别技术引入倾角和方位角信息，结合有监督的神经网络分析方法，提取出能够反映气烟囱地震异常体的地震属性组合，完成了对气烟囱的识别研究，相对以往方法，该方法具有识别准确度高、效率快的优点。此方法运用于渤海A油田，较好地完成了油田的油气运移及成藏模式分析，为油田的储量增长奠定了基础。同时，对渤海A油田断层的封闭性进行了风险分析和提示，保证了油田的钻井安全。

盐田桥矿区位于铅锌多金属成矿富集区，成矿地质条件优越，矿区内铜多金属矿化受到断裂构造的严格控制。在306大队于矿区内开展的地质-物化探综合找矿工作的基础上，通过对该矿床进行地质特征分析、电法测量以及土壤地球化学测量，并结合矿床内岩（矿）石物性特征，认为矿床内矿体具有明显的一高（高幅频率）一低（低电阻率）地球物理特征和地表铅、锌、铜、钨等异常晕，并据此对盐田桥铜多金属矿床深部成矿潜力进行综合评价，为矿区下一步的地质找矿工作指明了方向。

黔西北某铅锌矿区位于乌蒙山区中部，结合其成矿背景，根据区内100~800 m不同深度铅锌矿的矿体特征，选择激电中梯扫面、激电三极测深以及使用两种不同探测深度的设备（EH-4与V8）进行音频大地电磁测深等不同的物探方法组合，推测了物探异常，指导地质施工了10个钻孔，均见到了工业矿体，扩大了矿区铅锌矿资源量。根据本次综合物探方法的应用效果，提出了针对本区不同类型的铅锌矿勘查所对应的综合物探方法，对下一步找矿突破起到了一定的作用。

在湖南七宝山铜多金属矿开展了物探工作。从方法的有效性及解决问题的需要着手，介绍了选择磁法、充电法、瞬变电磁法开展综合物探方法试验的原因，重点分析了不同方法采集的地球物理信息在地质认知上的特点、与成矿空间及矿体的联系，以及在找矿指示上的有效性；提出了以深边部为空间，以热液活动规律、构造带、接触带为目标，以面上展开、多空间重点突破为原则开展综合物探工作的思路。

黑龙江省嘉荫县磨石山地区为火山岩分布区，为研究该地区的铀矿分布特征，采用地面伽马能谱测量方法对该地区进行测量，通过地面伽马能谱在该地区的应用，探讨了磨石山地区的铀异常分布特征，表明该方法在铀矿找矿中应用效果明显，为寻找铀矿提供了途径。

以往对化探异常主要进行平面和剖面的二维解释，难以准确地反映化探异常与地下油气分布的关系。以库车坳陷米斯布拉克地区油气化探为例，系统研究了该区沉积-构造演化、生烃过程、油气运移特征及异常展布规律，并以油气垂向运移理论为指导，建立了该区化探异常立体解释模型（地质体模型、输导空间模型、异常压力模型和化探异常立体模型），直观反映了该区油气垂向运移的方式、动力来源、运移空间和运移路径，系统解释了米斯布拉克地区地表化探异常的形成过程及其与地下油气的关系，发现断裂面凸面引起的油气聚敛运移导致异常加强，而断裂凹面引起的油气发散运移导致异常减弱。总体来看，化探异常立体解释模型在米斯布拉克地区化探异常解释中取得了良好的效果，有效地提高了化探异常解释的确定性和准确性。

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据，研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明：研究区在温暖湿润气候条件下，化学风化作用强烈，Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化，含量明显低于全国均值，Al、Fe则相对富集，风化淋溶系数（ba）和硅铝铁率（Saf）值远低于全国土壤，土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段，花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈；剖面土壤环境质量总体较好，微量元素含量与成土母质密切有关，九龙江口冲海积成因（剖面1）土壤重金属含量明显高于其他3个剖面；多数微量元素垂向分布受常量组分的控制，As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移，导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素；在生物地球化学循环和人为污染的影响下，Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征；多数重金属元素的相对富集系数小于1.0，且表层土壤无明显富集特征，认为除Hg、Pb等少数重金属元素外，其他元素受人为污染影响较小。

采用子区中位数衬值滤波法和异常下限衬值滤波法对西昆仑地区1：20万水系沉积物测量数据进行处理，分别圈定了各元素的衬值异常，并在此基础上将两种方法所获衬值异常的叠合部分作为新的异常边界，重新圈定单元素异常和多元素组合异常。研究表明，该方法能更好地识别异常，根据异常区元素浓集特征并结合区域地质背景，认为区内Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sb、Sn、W具有较明显的成矿潜力与找矿前景，在找矿方面应重点寻找热液型铜多金属矿、热液型铅锌矿、热液型锑矿、花岗岩型钨锡矿、斑岩型铜矿以及岩金矿床。

广东省铜矿床具产地分散、类型多样、储量集中的特点。以八个典型铜矿床为例，探讨铜异常及其元素组合特征，得出：①铜富集部位对已知矿的反映较好；②规模相似的不同类型铜矿床，其铜异常面积相近，但铜平均含量差异较大；③斑岩型铜矿的Cu、Mo、Sb组合，岩浆热液型、矽卡岩型、复成因型铜矿的Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Bi、Mo、W、Sn、Mn组合，火山岩型铜矿的Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、As组合较稳定。这些结论为进一步了解广东省铜矿的成矿规律及开展地质勘查、地质评价工作提供了一定的科学依据。

应用音频大地电磁测深（AMT）法研究郯庐断裂带宿迁段F2、F5两条隐伏分支断裂。在宿迁市南部布设4条AMT剖面，共获得176个测深点，采用先进的数据处理和非线性共轭梯度二维反演算法，得到可靠的地下介质二维地电模型。结合工区其他物探资料分析电性结构，推断F2、F5两条第四纪活动断裂的位置、产状，认为F5断裂活动性较强，F2断裂相对较弱。这一结果为徐宿淮盐铁路的地质选线和安全施工提供了依据。

多功能电法系统是近年来研发的具有我国自主知识产权的地球物理勘探系统，适用于金属矿、地下水、地热、油气藏等资源勘查和研究。选择甘肃柳园地区的花牛山热水沉积型铅锌矿区，开展了多功能电法的应用试验，验证新技术在此类矿床普查评价阶段的有效性。利用大功率激电剖面测量圈定激电异常，并结合已知地质资料进行了评价分析；在有激电异常的主要剖面部署了可控源音频大地电磁测深，获取了地下电性结构。应用结果表明，开展的大功率激电测量和可控源音频大地电磁测深反映出了与矿体有关的地球物理异常，试验应用成果可为同类型矿床的勘查起到示范作用。

在瞬变电磁的一维正演响应模拟中，常用的方法是先在频率域中求解，之后将结果转换到时间域。但该方法在晚期的计算精度通常不高，因此，使用5种频-时域转换方法（正、余弦变换的数值滤波算法，G-S逆拉普拉斯算法、正、余弦变换的折线逼近法）进行了计算，与解析解对比，得出余弦变换的数值滤波算法在晚期计算中精度最高的结论，并对这五种转换方法产生误差问题的原因进行了讨论和分析。本研究有利于瞬变电磁一维正演响应的高精度计算，使其在多维计算中得到更好的应用。

传统的地震数据采样必须遵循奈奎斯特采样定理，而野外数据采样可能由于地震道缺失或者勘探成本限制，不一定满足采样定理的要求，因此需要进行叠前数据重建，以满足后续处理的要求。为此，笔者提出一种基于复值曲波变换和凸集投影算法（POCS）的地震数据重建方法。首先引入凸集投影算法和能够刻画地震数据局部化特征的复值曲波变换，在重建过程中针对传统阈值参数收敛速度较慢的缺点，提出了指数平方根衰减规律的阈值参数，并采用硬阈值算子对二维地震数据进行重建，从而降低了迭代次数，提高了重建精度。通过理论数据的研究表明，该方法重建效果显著，最后将该技术应用于实际地震勘探资料，获得较好的应用效果。

地震数值模拟中，完全匹配层（PML）边界能有效地吸收衰减地震波，得到无边界反射干扰的波场快照和地震记录。在前人研究的基础上，进一步分析了分裂完全匹配层（SPML）的衰减机制，通过波动方程模拟，分析了震源主频、空间网格间距、介质速度等参数对SPML边界吸收衰减特征的影响。得到了不同条件下，PML边界对地震波的吸收效果。通过分析对比，得出了震源主频对PML吸收效果无直接影响，空间网格间距与PML吸收效果成反比，高速层PML吸收效果缓慢等结论。并通过Marmousi2模型测算，对结论进行了验证。最后给出了复杂模型、不同尺度数值模拟中SPML参数的选取方法，为地震数值模拟中SPML边界参数的定量选取奠定了基础。

浅层气的存在造成下伏地层地震反射出现假象，使得深度预测不准确，增大了油田开发钻井风险。为提高浅层气下伏地层深度预测精度，利用理论模型分析量化描述浅层气对下伏地层的影响范围和影响程度，同时通过正演模拟手段构建时差定量校正量版，指导储层高精度深度预测。根据研究成果和认识，成功解释了渤海B油田两口已钻井深度误差出现的原因，并进一步利用时差校正量版提高了该油田区目标储层深度预测的精度，成功指导了后续多口开发井的准确钻探。

金属矿地震勘探中原始数据的信噪比较低，多种干扰波混杂在地震记录中，严重影响了金属矿地震资料的成像质量。因此，选择有效的去噪方法是提高资料品质的关键。以新疆喀拉通克铜镍金属矿区地震资料处理为基础，在FOCUS5.4处理软件平台下采用多方法联合去噪技术压制单频波、声波、面波以及机械振动等干扰。通过模块测试和参数调试，找到适合该金属矿区的去噪方法技术。经过去噪处理，大幅提高了金属矿地震资料的信噪比。

时延地震是一项进行剩余油预测的重要技术，但严格意义上的时延地震由于需要多期重复采集的地震资料，应用范围受到一定的限制。为此，根据目前我国高勘探程度油田实施二次采集的实际情况，提出了非一致性采集时延地震技术。建立了以两期资料的一致性处理为基础，互约束处理为核心，差异属性提取为目的的研究思路，研究了消除资料间非油藏差异的关键技术，形成了非一致采集时延地震处理流程，最大限度地消除了非一致性采集所带来的影响。该技术在YX油田取得了明显的应用效果，证明其具有较好的应用前景。

基于相干和方差体识别断层的方法都是利用地震资料中的强信号，受地震资料分辨率的限制这些方法对断距较小的小断层无法准确识别。在地震资料中大型地质体的边界具有明显的反射特征，尺度较小的地质体如尖灭点、小断层等以绕射波或残留绕射的形式存在，能量较弱，被强反射所淹没。本方法利用平面波破坏滤波技术提取绕射波信息，该技术通过正则化反演迭代算法求取反射波倾角体，然后利用均值滤波的方法得到反射能量较强的平面波，将其从地震数据中去除，即可得到绕射波信息。利用绕射波信息则可以判断断层的发育程度及断裂系统组合样式。通过理论模型分析和实际资料应用验证了该方法的可行性和有效性。该方法具有一定的实际应用价值。

地形对磁异常的反演和解释有很大的影响，特别是磁异常体贴近地表分布时更是如此，为了降低这种影响，笔者推导出了基于有限延深的二度厚板状体的带地形的磁异常正演公式，并提出了一种基于起伏地形的地下网格模型剖分的新方法。同时，聚焦反演对物性体有很强的聚焦效果，如果能够预先判断磁异常主要由地下浅层的强磁性体所引起，则可以考虑采用聚焦反演的方法得到磁性体的位置，显然这种方法非常适合铁矿体的反演。笔者将带地形的二维磁异常正演与聚焦反演结合起来，进行了相应的模型试验，并与水平地形下的聚焦反演及起伏地形下的光滑反演进行对比，验证了这种结合的有效性。最后，将该方法应用于新疆特克斯的磁异常剖面，对该剖面的磁性体分布做出了合理的解释。

目前的瞬变电磁仪器已经为三分量瞬变电磁解释提供了硬件基础，但瞬变电磁的实用解释技术仍局限于对垂直分量的解释或一些简单近似技术。为充分利用三分量数据，进一步提高定源瞬变电磁方法的分辨率，针对定源瞬变电磁装置给出三分量全域视电阻率定义和三分量联合一维反演的方法。在进行全域视电阻率定义时，利用迭代求取反函数值的方法替代直接求取反函数的过程；引入三分量瞬变电磁数据的权重以构建联合三分量数据的目标函数，利用可行域法实现三分量联合一维瞬变电磁反演；最后将三分量解释算法分别应用在模型计算和金属矿的实际勘查资料上，以检验其有效性。模型试验和实际资料处理结果表明，三分量解释方法能够利用更多的瞬变电磁数据，获得更高分辨率的处理结果，且具有较快的计算速度。

南方硬岩型铀矿是我国重要的产铀区，多年来开展了大量的EH-4测量工作，但其复杂的外在条件给资料的处理解释带来了困难。文中分析了EH-4测量在南方硬岩地区应用中的问题，以沙子江矿床某线为例，尝试采用谱文件读取、阻抗张量分解、静校正及地形校正等手段，运用MT-Pioneer软件进行了二维反演，从而得到了与实际地质体相符的反演结果，为今后在该类地区EH-4数据处理提供参考。

海洋电磁法广泛用于物理海洋学、地球物理学、水下目标检测等领域，以上研究及应用均建立在对海洋环境下的电磁场信号高精度观测基础上。用于海底电磁场高精度观测的海底电磁接收机，需要解决仪器的高可靠性投放回收、高稳定性水下作业、低噪声、大动态范围、低时漂等一系列技术难题。文中介绍了中国地质大学（北京）近些年来在海底电磁接收机研制方面为达到以上目标所取得的一些经验、成果以及最新进展。新海底电磁接收机的典型电场本底噪声为0.1 nV/m/√Hz@0.5 Hz，动态范围大于110 dB，时漂小于5 ms/day，与国外同类先进产品技术指标平齐。截止到2016年初，累计完成了约60站位的海底电磁数据采集作业，2012年以来接收机回收率达到100%，获取了多批次高质量的海底MT及CSEM资料，研制的接收机成功应用于水合物勘查及油气勘探领域。

笔者提出了基于相关辨识的物探仪器系统特性标定方法，采用逆重复M序列作为激发信号，向仪器测量通道输入编码电流，按一定的采样率，记录激发电流和仪器响应输出时间序列，采用循环互相关法获取仪器系统的频率响应。仿真计算结果表明采用编码源循环互相关法标定仪器系统特性，提高了系统频率特性的频率分辨率。多周期叠加能显著提高辨识精度，提高采样率也有助于提高辨识精度，但要与系统数据存贮能力相匹配。

为解决传统质子磁力仪梯度容限偏低，在地磁场不均匀地区磁测精度得不到保证这一难题，笔者深入研究了改进的信号测周方法提高质子磁力仪梯度容限的可行性，并筛选功能强大的32位嵌入式ARM芯片作为主控单元，研制出新型高精度质子磁力仪。经与CZM-5质子磁力仪对比测试，证明新型高精度质子磁力仪的梯度容限指标不低于8000 nT/m，满足课题任务书设计要求，改进的信号测周方法可显著地提高传统质子磁力仪的梯度容限这一重要技术指标。

介绍了运用TRIZ理论改进固体载体型元素提取器的过程。首先找出现有元素提取器的优势与不足，提出理想解，再利用冲突矩阵提供的发明原理创新改进；改进后的球状元素提取器最大限度地扩展了其与周围土壤的接触面，更好地适应电场作用特性，为土壤中的电活动态物质进入提取器提供了更便捷、更广阔的通道，使得电提取作用过程的效率达到最大化。

航空重力减振系统是有效减弱机载环境下高频振动的主要途径，从而提高航空重力的测量精度。因此，设计减振系统的首要问题是设定其合理的刚度、阻尼和质量等重要的特性参数。笔者通过建立航空重力仪两种减振系统类型运动微分方程，经过理论和实例探讨了减振系统模型，旨在深入了解航空重力减振系统的减振规律，为其特性参数设计提供理论依据。

航空重力仪测量传感器和地面重力仪测量单元类似，往往存在零点漂移现象，通常把这种漂移视为线性关系，用前、后校数据做零漂改正处理。但是航空重力仪结构复杂，造成传感器漂移的因素很多，最为关键的因素是环境温度变化带来的扰动，实际又无法避开航空重力仪在温差剧烈变化的夏、冬两季作业。笔者以航空重力仪静态数据为例，首先进行固体潮改正并使用最小二乘法做线性零漂改正，其次使用线性相关分析方法，获得了静态数据和仪器温控温度之间具有很强的相关性特征，最后建立线性回归方程计算得到最终改正后的重力静态数据，精度有了很大的提高。这种相关性分析方法对深入理解传感器零漂改正处理方法和应用于动态测量数据中的零漂改正预研究具有实际意义。