传统地电阻率观测对地震长趋势预测有一定的效果，但短临信息的提取研究仍需加强，而地电潮汐力谐振共振波（the harmonic resonance waves of geo-electricity driven by tidal forces，简称“HRT波”）方法，则是利用地电前兆的波动特征，进行地震短临信息提取的一种新尝试.本文首先对HRT波进行了的简单介绍；其次，从唐山地震前地电阻率观测出现异常开始，通过异常现象与起潮汐力的相关性研究，地电临震前兆起潮力模式的建立，以及印尼9.0级等地震的分析研究，对HRT波的发展历程进行了回顾；最后，借鉴汶川地震的一些实际工作，介绍了如何使用HRT波对震中距和震级进行预测的方法.此外，结合学习研究HRT波过程中，对潮汐力谐振波（Harmonic waves driven by tidal forces，简称HT波）的提取方法问题、建议使用数字信号处理技术进行，对潮汐力共振波（the resonance waves driven by tidal forces，简称RT波）不容易辨识的问题，仍需进一步探索研究.参考该方法在一些具体工作中的表现，指出该方法在短临信息的提取上有一定的创新性，可以对未来地震提出较为准确的短临预测意见，如果将常规地电阻率观测与PS100地电观测相结合，将是非常好的研究方向.

为系统地考察晋冀蒙交界地区余震短期发生率预测的效能，以及构建适合区域地震活动特点的地震预测策略和预测指标体系，本文利用当前较为前沿的ETAS模型和“瘦化算法”，采用连续滑动预测和N-test检验方法系统评估预测效能的方式，对晋冀蒙交界地区1980年以来的8个地震序列进行了回溯性研究.研究结果表明：ETAS模型和“瘦化算法”对该地区的余震发生率具有一定预测能力，预测“过少”的比例较低，但预测“过多”的比例较高；在主震发生后的早期阶段预测效果较好，但预测效能随着序列的持续时间显著下降；适度增加预测时间窗长可改善预测“过少”的情况，但对预测“过多”的情况改善不明显.此外，高阶余震激发能力偏弱，可能是晋冀蒙交界地区ETAS模型和“瘦化算法”预测效能偏低的原因之一.作为余震短期发生率预测的可能策略，建议在该地区的ETAS模型和“瘦化算法”预测应用中，采用3天的预测时间窗、仅对序列早期阶段进行应用，且重点关注“不低于”相应预测地震数目的底线思维，可能更具有现实意义.

无线电波透视法是常用的工作面地质构造探测方法之一，目前煤矿上多采用基于射线理论的联合代数重建（SIRT）层析方法反演介质电磁波衰减系数.由于发射的电磁波频率范围在几百千至几兆赫兹，基于高频近似的射线理论在模拟电磁波传播时存在局限性，而SIRT方法本身受矿井观测方式的限制，在垂直测线方向反演分辨率不高.本文研究基于菲涅尔带理论的正演方法，电磁波频率越高其第一菲涅尔带半径越小，即越接近射线条件；采用约束正则化方法进行层析成像，推导了Tikhonov正则化的最小化问题表达式，说明了正则参数的作用和意义，利用迭代反演法求最优折衷解.对不同异常模型及实际资料进行了层析成像实验，结果表明对于低频电磁波菲涅尔带理论分辨率优于射线理论，正则化方法具有更好的分辨率，识别出的异常构造基本吻合已知疑似构造位置，说明了其在实际应用中的可行性.

自从1815年世界上第一幅地质图诞生以来，岩性识别即如何刻画、认识地下岩性分布一直是地质学中的重要问题.一个世纪以来，地质填图技术从手工填图发展到了数字填图，但鉴于地表地质填图受深度的限制，只能反映浅表岩性的分布，难于识别深部岩性，在覆盖区更不能给出下伏岩性的变化，限制了资源勘查的效果.为了克服地表地质填图的缺点，地球物理、遥感等技术逐渐引入到岩性识别中，并取得了长足进展.本文从岩性识别原理、方法、效果等方面入手，结合实例，对比分析了当前主要几种岩性识别技术的特点.综合分析认为，三维岩性识别将是资源勘查中重要的一个环节，如何准确识别地下岩性的三维分布特征是实现深部矿产、油气资源勘查突破的关键；从技术层面分析，认为采用钻孔等先验信息约束，开展重磁三维反演，获取地下密度和磁化率模型，根据物性与岩性的逻辑关系，识别岩性的三维分布特征是现阶段三维岩性识别最有可能成功并适合推广的方法.

鲜水河断裂带处于青藏高原东南缘的四川西部，具备活动剧烈、地震频率高的特性.根据鲜水河断裂带2013-2014年和2014-2015年的流动重力观测资料，基于经典位错理论，本文采用蚁群算法反演了康定地震前后鲜水河断裂带的活动速率，得到的主要结论有：（1）鲜水河断裂带主要以左旋走滑为主，滑动速率由北西段到南东段逐渐减小；（2）康定地震前鲜水河断裂带南东段为正断层，但震后表现为逆断层，原因可能是该地震改变了短期内断层活动形式；（3）地震发生后，该断裂带的滑动速率依然很大，可能表明该地区应变能没有得到全部释放，地震危险性依然存在.

本文基于弹性薄板模型，结合水深、空间重力资料，使用空间域褶积算法获取了凯尔盖朗海台岩石圈有效弹性厚度（T_e）的空间变化特征，有效地揭示了凯尔盖朗海台岩石圈热力学特征.整个研究区域内，T_e的分布范围在5~35 km之间；其中在凯尔盖朗海台北部（NKP）的T_e值较高，在25~35 km之间变化，说明CKP、SKP形成时负载于较强挠曲刚度的岩石圈之上；而在海台中部（CKP）以及南部（SKP），T_e值异常低，基本维持在10 km以内.经对比发现，海台载荷形成时刻的洋壳年龄与T_e值之间存在弱相关性，表明研究区域内岩石圈的热力学性质存在诸多不同.进一步结合凯尔盖朗热点喷发历史，可以推测：CKP、SKP的异常低T_e值和较深的莫霍面（~23 km）可能与当时非常高的岩浆通量有关.强烈的热点活动“烘烤”了周围地壳，降低了下覆岩石圈的挠曲刚度.NKP形成时岩浆喷发速率低，没有改变下覆岩石圈的热结构，从而保留了其一定的挠曲刚度.Elan Bank（EB）的T_e高值（~30 km），推测与此处的残留陆块有关.

国际交流中大量发布的电离图往往是图片格式的，因此对图片式电离图的参数判读可以更多地收集不同地区的电离层信息.本文主要结合图像处理技术，图像投影方法以及国际参考电离层（IRI），NeQuick2模型对图片式电离图的F2层参数的自动判读算法进行研究.利用武汉大学电离层实验室研制的电离层探测系统记录的电离图以及子午工程在武汉左岭的DPS-4垂测仪记录的电离图对该自动判读方法进行检验，并将自动判读结果与人工判读的参数进行比较，验证结果表明该自动判读方法有较高的可靠性，稳定性和普适性.

从含有完整Coriolis力的地转位涡方程出发，采用合理的赤道β平面近似，利用摄动法和时空伸长变换，推导了具有地形和耗散共同作用下的非线性Rossby波演变规律，其振幅满足非齐次Benjamin-Davis-Ono-Burgers（BDO-Burgers）方程.分析说明了地球旋转水平分量和下垫面对Rossby波演变的影响.当取特殊情况时，本文的结论可以退化为前人的结果.

在对重力固体潮信号的分析中，应用了一种将固体潮信号所含有的各谐波信息分解到3个正交分量上的三维正交分解模型；为了更好地提取各个分量谐波信号，克服传统独立分量分析（ICA）收敛速度慢、局部搜索等缺陷，使用了传统ICA与实数遗传算法（GA）相结合的方法，经验证此方法可行有效；实验中对实测信号与理论信号相结合的信号进行了谐波提取，并对提取出的谐波信号进行分析，捕捉地震前兆信息；分析发现地震前某不定时刻点，在长周期波中波形出现一定程度的奇异，充分反映了震前能量积蓄的变化.因其与地震发生时间之间的不确定性，所以还不能将其作为地震的预测方法.

震源、传播路径及近地表场地效应是影响地震动的关键因素，相关研究始终是地震学、地震工程学领域的研究热点，理解其物理过程、基本原理对地震动预测至关重要，直接服务于建筑结构的抗震设计.在频域上同时分离震源、传播路径及场地效应的广义反演方法近年来应用十分广泛，已取得了大量有价值的研究成果.本文介绍了广义反演方法的基本原理与发展历程，总结相关研究成果，主要包括震源参数相似关系、区域性品质因子及地震动场地效应等；最后探讨了该方法的应用局限性以及未来发展前景.

近年来，随着噪声成像方法原理的成熟，其发展迅速，已经被众多学者所关注并广泛应用于地震研究领域.对两两台站记录到的长时间连续背景噪声进行互相关计算可以提取出台站间的经验格林函数，再利用层析成像方法得到不同时段地球内部的速度结构，以此来分析强震前后的波速差异，进而可以应用于地震预测研究.本文介绍了噪声成像的发展背景、方法原理及研究现状，分析其优缺点，并综述了其在地震预测研究中的应用与结果的可靠性，最后探讨其未来的发展方向与需要解决的问题.背景噪声在时间上稳定并可重复利用，有效地避免了传统地震成像因地震定位不精确和台站分布不均匀等因素所导致的不可重复性，有助于对地壳内部的波速变化进行实时监测，分析地壳内部区域应力状态的变化，将会促进地震预测方面的探索研究.

针对山西地区Pb震相难以准确识别的现状，本文首先根据地壳速度模型计算了能够记录到Pb震相的震中距范围.然后针对Pb作为初至、后续震相分别提出了相应的识别方法：当Pb作为初至震相时周期大于Pg，振幅小于Pg，波性特征与Pn相似，可使用理论到时与波形特征相结合的方法识别；当Pb作为后续震相时，振幅和周期都不稳定、存在突变点，综合使用理论到时、波形特征和离散小波变换三种方法进行识别.最后，依照上述方法识别、标定了56个地震事件中的236个Pb震相，计算得出山西地区下地壳P波的速度为6.73 km/s，康拉德面的埋藏深度为21 km.

地球内部广泛表现为各向异性，其中方位各向异性是较早发现且被证实.方位各向异性的计算已有较成熟的理论，但关于其具体计算推导尚没有Rayleigh波的.本文给出了Rayleigh波相速度方位各向异性计算及详细推导过程.并在蒙古中南部地区开展了相速度方位各向异性结构的研究.结果显示相速度方位各向异性可以很好地反映区域内的构造应力特征，对揭示研究区内构造演化动力学机制提供了重要的线索.

通过分析月球南极永久阴影区中Shoemaker撞击坑微波和红外亮温特征，发现Shoemaker永久阴影区微波和红外亮温随时间变化趋势不一致的现象，为了解释这一现象，建立了辐射传输模型，仿真的结果与实测值接近，说明我们的模型是合理的，可以解释这一现象.

本文结合牛庄洼陷地质特征，剖析了前人关于双孔隙度法、碳氧比法、自然伽马法以及ΔLogR法在该地区烃源岩TOC测井评价的适应性，认为这些方法由于与该地区的岩性特征、方法固有参数及基线选取的误差等关联，使得烃源岩TOC测井评价的精度不高甚至根本不适合.依据牛庄洼陷地区的实测TOC和测井资料，本文通过构建TOC含量与自然伽马、声波时差以及电阻率的关系，从而形成了一套适合本地区且操作方便的测井多参数改进计算模型.结果表明，改进模型TOC的计算值与实测值之间绝对误差小于0.4的点占总数的91.7%，证实该模型求取牛庄洼陷烃源岩TOC值的准确性和可靠性.改进后的模型为牛庄洼陷烃源岩TOC测井评价提供了一种新的方法，具有良好的应用前景.

火山岩地层裂缝发育、裂缝发育程度是制约产能关键因素.裂缝是怎样影响地层横向的地震成像效果，并具有什么独特的地球物理反射特征，是人们一直关注的重点.本文设计不同类型含裂缝地质模型，结合不同岩性实验室测试参数将地质模型转化为地球物理模型，采用计算精度高的交错网格高阶有限差分法，开展不同裂缝模型地震波场特征正演模拟研究，对比分析含裂缝和不含裂缝地层波场传播的特征和成像剖面特征，以及含裂缝和不含裂缝全弹性波场的频率域特征变化，指导火山岩地层中裂缝的识别和预测.研究表明，含裂缝地层产生强散射波场，裂缝散射波振幅与裂缝数量、速度差有关；发育裂缝的火山机构，散射波场与其他波场（如反射波场、透射波场等）叠加、干涉相互作用，造成波前面出现断断续续的现象，在成像地震剖面上裂缝形成断续反射，且火山岩地层中裂缝散射波主频高于地层反射波的，裂缝发育地层具有高频段振幅明显增强的特征.

苏里格地区西北部沙漠地表复杂，低孔低渗储层具有岩性变化大、非均质性较强、与围岩波阻抗差异小的特点.地震储层预测关键不是找砂体，而是寻找砂体中物性相对较好的有效储层.在高精度全数字地震资料的基础上，以岩石物理分析为前导，以叠前多参数反演及交会为核心技术，并建立岩石物理解释量板，精确刻画盒8段砂体展布形态，圈定有效储层展布；利用三维可视化技术准确描述目的层的砂体和有效储层展布特征，为水平井地质导向提供依据.全数字三维采集处理解释一体化应用，实现了储层预测从平面到立体、从垂直到水平的转变，大幅度提高了Ⅰ+Ⅱ类井比例和水平井的储层钻遇率，从而进一步提高了苏里格气田的整体开发效益.

随着城市工程勘探及煤矿采矿区勘探要求的不断提高，二维地面及孔间电阻率成像无法确定电性异常沿垂直剖面方向延伸范围，三维地面电阻率成像面临着纵向分辨率小、空间覆盖不均匀等问题.本文提出井地井三维全通道电阻率成像方法，该方法计算时采用除去2个供电电极外其余全部接地电极所采集数据进行反演计算.在成像时首先采用有限差分方法求解3D静电场方程，并基于伴随矩阵方法计算非线性灵敏度矩阵，最后利用牛顿共轭梯度反演方法实现全通道电阻率层析成像.通过理论数据测试表明：全通道3D井地井联合观测方式能有效的对孔间电性结构三维成像，具有较好的纵横向分辨率，可以较好的解决实际工程地质问题及采空区在空间的分布形态难题.

盆地含油气区块从勘探评价进入开发阶段，随着产能任务的加大，钻井数量会越来越多，相应地对储层预测精度的要求也越来越高.地震波形指示反演从地震资料出发，以沉积规律和地震地质特征为指导，挖掘相同或相似沉积环境下测井曲线中蕴含的共性结构信息，进行地震先验有限样点模拟，通过蒙特卡罗模拟运算实现对薄储层的量化表征.反演运算过程充分体现了相控思想，较传统方法提高了运算效率和预测精度，可广泛应用于油气藏精细研究、油田开发过程和控制等，有助于最大程度地实现对油藏资源的开发和利用.

深层碳酸盐岩往往具有孔隙度低，孔隙形态复杂的特点.传统孔隙度反演方法仅考虑孔隙空间大小对地层岩石物性的影响，未考虑孔隙形态对岩石弹性特征的作用，在反演深层碳酸盐岩孔隙度时往往存在偏差.孔隙形态的影响可以利用含有孔隙纵横比的等效介质模型表示；通过引入DEM模型对声波孔隙度方程进行改进，定量体现孔隙形态的影响.将改进的声波反演与中子反演、密度反演相结合，得到井区受孔隙形态影响的地层孔隙度.首先利用中子、密度和纵波时差反演得到地层孔隙度初值；进而通过DEM公式获得孔隙纵横比初值；最后综合利用中子测井、密度测井和声波测井数据，实现受孔隙纵横比影响的地层孔隙度反演.应用该方法反演了西南某地MX19井深层白云岩储层的孔隙度，通过与岩心孔隙度测量数据进行对比，验证了反演结果的准确性.

涠西南凹陷南部斜坡带断裂复杂，地层埋深变化剧烈，沉积相平面变化较大，传统的时深转换方法很难满足高精度勘探的需求.根据该区块的地质和地球物理特点，在认真对比分析现有时深预测方法的基础上，提出用变速剥层法对南部斜坡带的X井进行钻前时深预测，对该区在勘探钻井过程中面临的时深预测问题进行了有益的新尝试，取得了较好的勘探效果.该方法结合多学科理论知识，充分考虑了速度的横、纵向变化，沉积相变化，井上岩性变化等综合地质影响因素，相对它法而言能更为准确的完成时深转换，满足勘探钻井需求.

为了更加准确地研究油源断裂在下生上储油气成藏中的作用，在油源断裂类型及其特征研究的基础上，通过不同油源断裂和同一条油源断裂不同时期和不同部位活动特征、断面产状与油气分布之间关系分析，对油源断裂输导油气能力及油气富集的差异性进行了研究，结果表明：油源断裂输导油气能力及油气富集的差异性主要表现在以下3个方面：①不同油源断裂同一时期的输导油气能力及油气富集存在差异性，活动强度大的油源断裂输导油气能力强，有利于油气聚集，其附近油气富集；而活动强度小的油源断裂输导能力弱，不利于油气聚集，其附近油气不富集.②同一条油源断裂不同时期的输导油气能力及油气富集存在差异性，强活动时期油源断裂输导油气能力强，有利于油气聚集，对油气富集所起作用越大，应是油气成藏的主要时期；而弱活动时期油源断裂输导油气能力弱，不利于油气聚集，对油气富集所起作用越小，不是油气成藏的主要时期.③同一条油源断裂不同部位的输导油气能力及油气富集存在差异性，活动速率大的油源断裂凸面脊发育部位输导油气能力强，有利于油气聚集，是油气成藏的有利部位；而活动速率小的油源断裂非凸面脊发育部位输导油气能力弱，不利于油气聚集，不是油气成藏的有利部位.

荣那铜矿床位于西藏班怒西段多龙斑岩铜矿集区，以往1：50000磁法和水系沉积物测量已经显示出荣那异常带具有寻找隐伏斑岩铜矿的潜力.为进一步查明该异常区的异常源属性和铜矿地质特征，对以往地质、物探等资料进行了综合研究，并投入了大比例尺磁法和电法测量等物探工作；在优选区内成矿有利部位的基础上，利用钻探施工进行异常查证.区内物探工作将荣那异常带进一步分解为两个次级异常区：在荣那异常区中心呈现低磁、低阻、高极化异常有利成矿区块，在荣那外围异常区呈现环状高磁、高阻、低极化异常环带.进一步在荣那异常区布设两条激电测深剖面，约150 m以深呈现钟状陡峭的低阻高极化异常.通过对该异常进行综合分析，在荣那异常区选定成矿有利部位施工ZK3204钻孔，86.83~1067.6 m进尺处揭露厚大铜矿体，连续穿矿厚度980.77 m，铜平均品位0.69%.矿体呈巨厚橄榄球状，矿石类型为黄铜矿、辉铜矿化、斑铜矿、黄铁矿化浸染状铜矿石.截止2015年末，探获332+333+334级别铜金属量1097.92万吨，平均品位0.53%.荣那铜矿勘查工作表明，该物探异常是由隐伏铜矿体引起，铜矿类型属斑岩型.阿里地区的铜矿勘查工作表明，青藏高原等高海拔地区高精度磁法和激电测量是经济有效快速圈定靶区的铜矿勘查手段.

页岩渗透率与页岩气产能关系密切，是测井储层评价的重要参数之一.页岩储层岩性复杂致密，孔隙组分多样，导致传统渗透率评价方法受到限制.基于页岩渗透率主控因素，从孔隙结构出发，通过液氮吸附-高压压汞资料及核磁共振实验分析数据，提取控制页岩渗透率的孔隙结构参数，建立页岩渗透率评价模型；利用核磁T₂谱构建出伪毛管压力曲线，获得二者之间的定量转换关系，并提取孔隙结构参数；最后利用核磁测井刻度常规测井曲线，并结合页岩岩石相分析，实现了页岩渗透率的较高精度评价.研究成果及应用对于国内页岩气产能建设及高效开发具有重要意义.

随着低孔低渗透油气藏勘探工作的跨越式发展，以沉积相优选有利勘探目标区正逐渐演化到以成岩相来优选勘探“甜点区”，于是成岩相的有效识别对优质储层划分至关重要.测井信息能够较好地映射出储集层岩相、孔喉等特征，据此测井资料表征成岩相的研究备受业界关注.本文简要介绍了成岩相的定义、研究内容及分类命名之后，基于国内外低孔低渗储集层成岩相测井评价成果的深入调研和翔实梳理，对低孔低渗储集层成岩相的测井响应特征和识别方法进行了全面总结和深入剖析.系统总结得知，现有研究成果多集中在常规测井资料来划分成岩相.因此，借助于成像测井、核磁测井来标定常规测井，进而来划分成岩相将是本领域发展的趋势.

瑞雷波成像能够有效的探测近地表的横波速度结构，准确的提取瑞雷波的频散曲线是该技术的关键.F-K变换法是一种常见的提取频散曲线的方法，然而传统的F-K变换法由于受到震源频带范围和介质滤波作用的影响，计算的频散能量通常集中在较窄的频带范围内，其余频带的能量受到压制，因此提取出的频散曲线频带范围较窄，高阶模式不易识别，为了克服这种缺陷，我们提出一种改进的F-K变换法，提高了该方法提取高阶模式频散曲线的能力.在本文中，我们首先介绍了改进的F-K变换法的原理与计算步骤，然后分别利用传统的和改进的F-K变换法对理论模型正演模拟和实际采集的瑞雷波数据进行处理，将两种方法得到的频散能量图进行对比，结果表明改进的F-K变换法能够呈现出分辨率更高的频散信息，保证了高阶模式频散曲线的有效提取.

地震干涉测量（SI）是近几年勘探地球物理领域研究的一个热点方向.首先，在高陡断层模型的基础上，利用稳相分析解释垂直地震剖面（VSP，Vertical Seismic Profile）地震干涉测量的物理含义，分析虚假同向轴产生的原因，更重要的是找到地震干涉测量实现波场转化的主要贡献项；其次，利用地震干涉测量实现VSP向单井剖面（SWP，Single Well Profile）波场转化，观测系统转换到井中，离目标地质体更近，实现高陡构造成像；最后，将该成像结果与传统地面地震勘探在高陡构造成像质量方面进行对比，得出该方法可以有效提高高陡构造成像精度的结论，为复杂高陡构造成像提供了新的思路.

地震波传播经过储层时，表现出明显的衰减和频散特征.该现象的主要成因应该包含两种机制：一是固体骨架的黏弹机制，二是孔隙流体的流动机制.这两种机制在单独研究时具有各自的局限性.Zener线性体模型描述的黏弹机制将储层等效为一个固体，忽略了孔隙中流体流动造成的地震波衰减；而BISQ模型考虑了储层的双相结构以及宏观及微观的孔隙流体流动机制，但其模拟衰减频带处于高频，不能解释在地震频带明显的衰减现象.本文分析了Zener模型和BISQ模型的作用机制，并将两种机制结合，推导了Zener-BISQ模型的本构方程.通过求解新模型的平面波解，分析了其相速度和逆品质因子的衰减和频散特征.最后，通过3个模型的数值实验研究了Zener模型其中的作用和控制方式.

本文研究了基于偏斜度准则的常相位旋转地震子波估计方法的优势，并分析了偏斜度准则与峰度准则的差异性及其适用条件.主要通过数值模拟试验充分说明偏斜度准则相对于峰度准则具有更高的动态范围及稳定性.偏斜度准则克服了分析信号带宽必须大于中心频率的条件，降低了反射系数对于子波相位估计的影响.相对于峰度准则，偏斜度准则在处理低信噪比的地震资料过程中表现出了更好的稳定性和准确性.通过蒙特卡洛试验进一步说明基于偏斜度准则的常相位子波估计能够准确地估计出相位为常数的地震子波，并且子波相位估计结果对地震资料噪声水平的强弱不敏感.

文章依据机械波的实质即机械波是介质质点的运动，以及运动与力的关系，说明机械波的传播具有方向性；利用惠更斯——菲涅尔原理和介质中质点间的连结作用说明机械波的传播具有扩展性.在这两个思想观点上，深入分析研究入射波在界面激发产生的力的方向状态的不定性，从而证明在界面反射波、折射波（透射波）产生和传播不存在固定、唯一的规则：①一方向的入射波在界面产生的反射波、折射波（透射波）是一定大小角范围的区域，在这波区域中，波的传播有一个主要的方向，即主波；②主波方向，不仅与入射波的方向有关，也决定于界面的性状.相同入射角，不同界面性状，反射波、折射波（透射波）的主波方向不同；③反射波、折射波（透射波）的扩展性传播和主波方向随界面性状的不确定性，使一定性状的平整界面，反射波有多同相轴的特点，最先的同相轴对应最短或较短的路径；性状不一或不平整的界面，反射波会有较弱的同相轴和排列、强度都不规则、杂乱的后续波；④产生沿界面传播的折射波不只有一方向的入射波，只要有足够的击发能量和一定的界面条件，就可能产生折射波，所以折射波存在着“阶次性”.因为反射波、折射波（透射波）传播的不规则性特点，所以，用唯一规则来判断探测目标体，就会产生偏差.本文给出了反射波、折射波“最短路径”的观点，由“最短路径”计算判断目标体应更接近实际.但“最短路径”在不同入射角范围内是有所差异的.在较小的入射角范围内，“最短路径”的反射波、折射波接近于垂直地面或垂直地面；随入射角的增大，“最短路径”的反射波、折射波的出射角有所增大.因此，在勘探工程中，计算判断目标体，应随入射角的增大，适当调整反射波、折射波出射角的量值.波传播与质点的运动和力的关系，在一定意义上也说明了地震勘探击发的方式和能量与波形式的关系.

地质统计学反演具有较高的空间分辨率，在储层预测中应用广泛，其反演精度受地质框架模型、纵/横向变程和岩性比例等多个因素的影响.传统方法主要从反演角度通过参数测试的方式开展参数对反演精度影响的研究，进而求取合适的反演参数.该参数求取方式效率低，反演结果精度不高，不能完全准确地反应储层空间变化特征.针对这一问题，本文采用从模型正演及其相应反演角度开展参数对反演精度影响的研究，并对反演参数求取方法进行了阐述.首先论述了地质框架模型及变差函数的地质含义，并以渤海W油田明化镇组下段储层特征为指导，构建了曲流河沉积典型的堆叠型和侧叠型地质模型，进而开展模型正演及相应的地质框架模型、纵向变程和横向变程对反演精度影响的研究.分析表明：1）基于高分辨率层序地层格架构建的地质框架模型有助于反演精度的提高；2）合适的变程能够提升反演分辨率.纵向变程的求取应综合考虑最小地质体大小、地震采样率等因素，而横向变程的求取应以地质信息为指导；3）开发阶段以砂层组级别地质框架模型为约束，结合储层特征求取反演参数的方法赋予了参数明确的地质含义，反演结果清晰表征了储层内部砂体叠置及空间展布特征，有助于提高薄储层表征精度，为开发后期的井位部署和井位调整提供依据.

由于煤层为弱各向异性介质，当煤体结构遭到一定程度的破坏时，煤层内生裂隙较为发育，此时地震波在煤层中传播时会表现出比较明显的各向异性特征.本文针对山西某矿宽方位采集的三维地震数据进行方位角道集抽取，处理得到六个不同方位的偏移数据体.针对不同方位的数据体，分别提取15煤层的振幅属性.同时，利用测井曲线约束分别进行波阻抗反演.利用不同方位的振幅属性和波阻抗信息，通过阻尼最小二乘法计算得到裂隙发育的相对密度值B/A及裂隙发育方向Φ_f.研究结果表明波阻抗的方位各向异性特征相对振幅属性更加明显，对裂隙的探测结果分辨率更高.且预测结果与钻孔资料吻合度较高，裂隙发育具有一定的构造倾向性.

随钻电磁波电阻率测井是目前国内实时评价地层含油性和地质导向的主要方法，其在地层界面附近的响应特征是判定实际地层产状、实施地质导向的根本依据.因此研究地层产状因素对随钻电磁波测井响应的影响特征和规律，对判定地层界面、调整地层模型有重要的意义.本文以哈利伯顿EWR-PHASE4单发双收仪器为例，利用ANSYS软件采用矢量有限元方法对不同地层条件下的响应特征进行了三维数值模拟.数值模拟过程中通过控制网格大小，在保证计算精度的前提下减小计算规模、提高计算速度.最终得出了目的层厚度、倾角以及与围岩电阻率比值等因素对随钻电磁波测井响应的影响特征和规律，指出了犄角信号出现的条件，为随钻测井过程中实时正确判识地层产状提供了理论依据.

ISS（独立同步扫描）是一种高效地震采集技术，其资料处理大都采用对未分离的资料直接进行处理.为了研究这种处理方式的适用性，采用可控震源同步扫描连续记录正演模拟技术模拟一条5个同步震源的ISS密点采集剖面，与扫描信号互相关后形成相关后的炮道集，并对其进行高精度波场分离，将未进行波场分离的数据体与波场分离后的数据体分别抽成多条不同叠加次数的叠前数据体，再分别进行常规处理，从而得到不同叠加次数波场分离前后的处理剖面，通过对比分析这些剖面的差异，以确定波场分离对不同叠加次数ISS采集资料成像效果的影响，结合对野外采集资料的处理分析，说明了波场不分离的常规处理方式适用于较高叠加次数的ISS资料的处理，而ISS采集大都是密点采集，叠加次数很高，因此这种处理方式是有效的.

地质统计学反演技术将地震反演方法与随机模拟理论充分结合，能够有效的综合运用地质、测井和地震信息对地下储层进行研究，在充分发挥地震资料横向分辨率优势的同时，具有更高的纵向分辨能力.渤海K油田储量主要集中在明化镇组地层内，发育分流河道型浅水三角洲沉积，储层厚度薄、横向变化大，绝大部分单砂体厚度远远低于地震资料分辨能力的下限，属于超薄储层类型.针对这类储层首次在渤海油田开发阶段引入地质统计学反演方法，并与常规稀疏脉冲反演成果进行对比，该方法能极大提高薄层分辨能力，有效的解决了油田超薄储层预测问题.后续钻井揭示砂岩预测符合率较高，研究成果对K油田开发井的调整与实施起到了很好的指导作用.

河西走廊中东段地处青藏高原东北缘，是我国地震多发区和重要的铜镍、铀、多金属和油气等矿产地.通过对该区2013年度获取1：5万高精度航磁资料进行数据处理和反演，推断了深断裂10条、大断裂33条，分析了基底起伏和岩相构造情况，重新对大地构造单元进行了划分.结果表明：不同构造单元之间航磁特征和基底岩相构造均存在明显差异.阿拉善地块（二级）呈弧形磁异常，基底岩相以沉积-变质和变质建造为主，断裂具弧形特征；北祁连弧盆系（二级）以负磁异常为背景，基底以火山建造和浅变质复理石建造为主，断裂可分为北西西向、北东向、北西向和近东西向四组.上述2个二级单元可细分为5个三级单元、16个四级单元和4个五级单元.这一研究结果为进一步研究青藏高原的隆升机制、研究区地震预测及矿产资源的找矿潜力评价提供了重要依据.

射线追踪法是一种有效的地震波场数值模拟方法，在层析成像、叠前深度偏移及正演模拟等研究领域均占据重要地位.但相较于波动方程数值模拟方法，射线追踪法在获取较高运算速度的同时损失掉了地震波场的动力学信息，对于整个地震波场的地震波衰减以及转换波等问题都没有进行考虑.为了能够得到较为完整的合成地震记录并对地震资料做出更合理解释，本文在使用射线追踪法进行波场数值模拟的同时考虑了衰减信息，追踪转换波以弥补射线追踪法在动力学上的缺陷.在全波射线追踪过程中，通过追踪同类波和转换波，并计算该段射线的能量衰减，在保证高速计算的同时获得了较为完整的合成地震记录，取得较好的效果.

时间域激发极化法是目前地质找矿工作常用的地球物理手段，广泛应用于预查、普查、详查、勘探等各个地质工作阶段.但是在野外施工过程中，有时会遇到视极化率负值的现象，技术人员往往会当做畸变点进行剔除.当测区出现大面积视极化率负值的情况下，如果全部剔除负值点，会导致成图不完整，无法客观反映地质体的激发极化特征.本文以时间域激发极化法的中间梯度装置为例，结合理论模型及野外不同地质条件，对出现视极化率负值的因素进行了分析，提出通过二次场衰减特征甄别IP负值是否可用，具有一定参考价值.

碳酸盐岩储集层饱和度的计算一直是测井界亟待解决的难题，它直接关系到储层流体性质、储量规模等方面的评价.为了认识目前碳酸盐岩测井饱和度解释模型的研究现状，在参阅国内外相关文献的基础上，将现今针对碳酸盐岩储集层的含水饱和度模型分为六类：基于经典阿尔奇公式的经验性扩展、基于孔隙类型的多重孔隙结构的饱和度模型、基于孔隙尺寸的多重孔隙结构的饱和度模型、基于岩石导电效率理论的饱和度模型、基于网络导电理论的饱和度模型和基于J函数的饱和度模型.这些饱和度解释模型在应用时均存在潜在的假设和使用条件，因此为了能够建立出更加符合地质情况的饱和度解释模型，今后还需从理论数值模拟、导电机理、岩石物理实验等方面深入研究，而基于数字岩芯的孔隙网络导电规律研究是重要的研究方向.

共反射面元叠加方法（CRS）是一种完全由数据驱动、不依赖于宏观速度模型的地震成像技术，该方法在相应的相干区内依据相邻CMP数据所生成的超道集，凭借高覆盖次数压制地震资料中的噪声，可大幅度地提高地震资料信噪比和成像质量.大庆油田深层目标主要为火山岩和致密砂砾岩，一般来说各工区的地震资料对深层成像都不清晰，信噪比较低.为满足深层目标勘探的需要，应用了共反射面元叠加技术，对大庆油田某区的实际地震资料处理表明，该方法能够提高剖面的信噪比，增加反射波同相轴的连续性，为研究区AVO属性分析、叠前储层预测提供高质量的地震数据体和叠前道集.

本文基于二维模型的超声地震物理实验，提出了二维地震波场快照的获取方法，并得到了均匀半空间和横向非均匀半空间模型的二维波场快照.以两种模型的实验观测和处理后数据绘制的波场快照以及近自由表面记录的瑞利面波的频散特征，与对应的二维数值模拟的结果对比，二者具有很好的一致性，验证了超声技术模拟波场快照方法的可行性和可信性.研究结果表明，本文提出的物理模拟方法具有直观地揭示二维复杂介质中全波震像的时空响应特征的优势.此外，比较于基于动态光弹法对实验材料的透明性限制，该方法可适用于目前超声模型实验中的所有模型材料，故其在超声物理实验中具有很好实际应用价值.

偶极-偶极测量装置是电法测量中最常见的方法.在本文所提及的斑岩铜矿的勘探项目中，偶极-偶极激电测量作为主要的地球物理勘查方法被广泛使用.但是由于研究区某些区域十分崎岖的地形和很差的进入条件，我们对偶极-偶极装置进行了一定的改进以适应环境的需要.改进后的方法称之为“双极-偶极”.为了研究“双极-偶极”的有效性及其与偶极-偶极之间的差异，在同一测线，相同点位上，利用相同的设备，以相同的点距和仪器参数对两种方法进行了对比实验测量.并且简便起见，采用了与偶极-偶极相同的成图方法.随后，对测量数据和拟断面进行了详细的数据分析，最后对两种数据进行了二维反演.分析结果表明：（1）双极-偶极和偶极-偶极方法同样有效（2）双极-偶极和偶极-偶极在充电率结果上有一定差异，但差异很小（3）双极-偶极和偶极-偶极所测得的电阻率有较明显差异，但依然显示出总体的一致性.总而言之，对比试验证明，双极-偶极是非常有效的测量方法.在偶极-偶极难以实施的地方，可以作为偶极-偶极装置的有效补充和替代方法.

受地震勘探资料的采集施工方法、地表激发接收条件、复杂的地下传播介质等因素的影响会导致同一区块同一地层反射波组的频率、波形不同，静校正不彻底、速度不准会导致剩余时差，动校正拉伸会导致波形畸变，通常在常规一致性处理后的CMP/CRP道集数据仍然存在一些不一致性问题，会影响资料潜力的发挥，资料的一致性处理对处理成果品质的提高起到至关重要的作用，尤其是在多块三维连片处理、时延地震处理、过渡带探区资料处理、叠前反演处理、高分辨率处理、高精度成像处理等方面均对资料的一致性提出了更高的要求.针对该现实问题，介绍了依赖于图像的相似和有局部光滑变形（或位移）场的非刚性匹配处理技术.该技术在常规一致性处理的基础上，首先将叠前数据分选成炮检距数据，优选部分炮检距数据形成模型，然后对每一炮检距数据逐一与模型进行非刚性匹配，实现数据的一致性处理.给出了实际资料非刚性匹配一致性处理的效果，证实了该技术在提高数据的一致性、改善数据处理成果品质、保持分辨率不降低和振幅保真方面具有一定的优势.因此，该技术可适用于时延地震匹配处理、叠前角道集拉平、叠前CMP/CRP道集拉平、振幅随角度变化（AVA）处理、PS波与PP波同相轴匹配处理等.

对于特低渗透油田来说，压裂改造是主要措施手段，而裂缝形态将直接影响油田的开发的效果.本文应用微地震裂缝形态诊断技术开展裂缝形态研究，针对具体井网和地层流体特性开展了水平缝油藏裂缝参数优化研究，同时，为实现优化的裂缝参数，开展了短宽缝压裂工艺现场试验，通过实践证明短宽缝压裂工艺适用于低渗透油田的压裂开发，利用该项工艺可以实现优化的裂缝参数，并较好的控制了裂缝的非均匀延伸，对于提高压裂效果和注水开发效果具有重要的作用.

随着浅部煤炭资源开采进入尾声，深部煤层的勘探与开发成为下一步的发展趋势.为了探索瞬变电磁在煤炭领域的发展突破方向，本文从理论、方法、技术、装备及应用等方面对瞬变电磁法用于煤田探测的研究成果进行了分析总结.首先介绍近年来瞬变电磁法在地面和井下的最新进展，包括时变点电荷载流微元理论、瞬变电磁全空间理论、修正式中心回线法、电性源短偏移深部探测法、小回线大电流法、矿井强干扰处理技术、地形影响校正技术、联合时-频处理技术、以及在井下和有低阻覆盖时观测数据的处理技术等.然后，结合实际情况，说明瞬变电磁法在煤炭领域的应用效果.最后，展望了瞬变电磁法在煤田领域的研究方向，包括进一步完善电性源近场探测理论和全空间物理场基础理论，开发精细数据处理的方法及地面-井下联合分析方法等.

分析了多因复成矿床磁性体的典型特征，总结了该类型矿区磁异常反演解释存在的主要问题，通过提取磁异常基本特征、引入解释偏角和剖面位移等概念，提出了以磁异常共轭解释法为基础的偏位解释法，模型试算及实例分析表明该方法能获得较高的反演精度和符合实际的反演结果，能实现复杂磁异常的反演解释.对比分析认为该方法相对传统方法在一些特殊情况下具有明显优势，是磁法勘探领域中一种新的反演方法，能较好解决多生产实际中一些以往不能解决的重要问题.

东营凹陷的前期研究成果表明，该区储层存在着厚度薄、变化大且灰质含量高的特点，仅从常规地震剖面上，砂体与灰质泥岩的地震反射特征难以区分，给预测有效砂体及流体造成了严重影响，且叠后波阻抗反演无法识别灰质发育区的有效储层.针对以上问题，对测井资料进行了岩石物理参数敏感性分析，明确了灰质发育区浊积岩有效储层岩石物理特征，即横波阻抗可区分高阻储层与非储层，纵波阻抗可剔除高阻储层中的灰质，在前两参数优选出的有效储层基础上，纵横波速度比可区分流体类型.实际工区叠前同时反演结果与岩石物理分析及完钻开发结果吻合较好，说明利用叠前同时反演方法能有效剔除灰质对浊积岩有效储层预测的影响，亦能识别有效储层中的流体类型.

检波器-大地耦合响应是地震检波系统中非常重要的一个环节.包含反射波等在内的地面振动必须经由检波器的机电转换，才能成为地震仪可以识别的电信号，然后进入数据记录系统.但是，严格地来讲，经过检波器机电转换之前的信号-如果刨除检波器自身滤波响应影响的话-是“检波器外壳的振动”，不是“地表的振动”；而我们希望接收到的是后者，不是前者，二者之间的差异就是“检波器-大地耦合响应”.作者通过一项专利技术（测耦检波器），实现了野外施工中单点检波器耦合响应参数的规模测量与记录，并通过试验展示了挖坑埋置以及检波器外形、尺寸、质量等检波器性能参数因素对耦合响应乃至地震数据的影响.

为了深入研究渭河盆地氦气资源分布规律，本文基于1：200，000航空磁力ΔT总场异常数据计算了航磁化极异常，并对布格重力异常及航磁化极异常数据利用正则化滤波方法进行了异常的分解，获取了渭河盆地局部重力异常及局部磁力异常.结合已有的地质及地球物理研究成果，对布格重力异常、局部重力异常、航磁化极异常以及局部磁力异常特征进行了深入分析，并就重力异常、磁力异常、主要断裂及岩浆岩与不同氦气含量的钻井分布之间的关系进行了深入研究，探讨了本区氦气资源的分布规律.研究结果表明，渭河盆地氦气资源主要分布于盆地南部宝鸡-周至-长安-渭南-潼关一带，其中咸阳、周至、长安、蓝田、华阴等地区氦气含量较高.渭河盆地氦气资源分布与本区断裂有密切关系，尤其是秦岭北缘断裂、渭河断裂以及临潼-长安断裂.渭河盆地南部氦气资源的分布还与该区发育的花岗岩有密切关系.

由于深层地震资料信噪比通常较低，为合理利用地震数据各频带的反射能量，提高深层资料品质，改善常规叠后裂缝检测方法对细小裂缝的识别能力，本文开展分频蚂蚁追踪技术检测深层小断层的方法研究.基于单频蚂蚁属性解释，借助广义S变换与小波变换分析技术，提出了分频蚂蚁追踪断裂系统解释技术.利用该技术对GP地区深层礁滩储层裂缝进行了检测.对比分析表明，相较于传统蚂蚁追踪属性，分频融合蚂蚁数据体能够较好的压制噪声干扰，识别出常规全频带数据难以识别的深层小断层，对断层的反映更为清晰、准确，反映了更丰富的裂缝发育带信息.

在瞬态多道瑞利面波的理论和模拟研究中，常将三维地质模型简化为二维模型来处理，以此降低分析问题的难度和节约建模成本，然而常规的实验室二维物理模型难以实现.本文基于有限元数值模拟技术对不同模型厚度的数值模型激发的声波波场进行了数值模拟，研究和分析了具有不同菲涅尔带半径R厚度的三维均匀半空间和横向非均匀模型的瑞利面波波场和频散特征，并与对应的二维数值模拟结果进行对比分析.研究表明，在模型厚度小于最小第一菲涅尔带半径R条件下，三维物理模型实验结果与二维数值模拟模型实验结果基本一致.因此，在实际物理模拟实验中，可用厚度小于最小第一菲涅尔带半径R的三维物理模型近似二维模型.本文最后以数值模拟确定的合理模型厚度制作物理模型进行实验，验证了本文提出的问题和解决方案的可行性.

地球介质基本为黏弹性各向异性介质，研究黏弹性各向异性介质中地震波的传播特征对提高地震勘探精度及准确性有着重要意义.相速度与群速度是认识黏弹性各向异性地震波传播规律的主要参数，对地震数据解释具有重要意义.本文基于特殊分量法，通过求解christoffel方程，推导出黏弹性EDA介质中均匀、非均匀波的精确相速度、慢度和群速度公式，并通过模型计算研究了SH波的相速度特征及其随相角和不均匀参数D的变化规律.结果表明D影响了地震波的相速度大小，但对其方位特性无影响，在EDA介质中相速度随方位角变化的规律仍然可指示介质的对称轴方向和裂隙的走向.

随着海洋勘探开发的深入，对深水地震资料品质要求越来越高.崎岖海底绕射多次波的压制和去除已成为当前深水陡坡带和复杂海底地震资料处理的重点和难点.当前海上单-窄方位采集观测方式下，由于崎岖海底产生的绕射多次波传播路径复杂、方向异变，二次反射源在自由表面的下行反射点位置常常位于排列方位之外，导致SRME技术无法准确有效预测和衰减崎岖海底下的绕射多次波.本文借鉴地表一致性处理思想，提出了一种基于地质统计约束下的绕射多次波衰减技术（GCDMA），通过地质信号的统计和建模分解实现对残余绕射多次波的判定和衰减，经实际资料测试处理取得了明显的应用效果，较好解决了深水陆坡崎岖海底下的绕射多次波衰减难题，极大提高了中深层地震资料品质.

本文是微破裂向量扫描技术（Vector Scanning-VS）系列文章的第四篇.前三篇分别为微地震压裂监测技术研发进展、VS的原理、VS的数据采集（见本文参考文献）.为满足微震监测中应用VS的必要条件，即获得小振幅的随机记录，在数据处理中，必须数值化地判断凸显的、或隐藏在背景噪声中的有规律的干扰.目标区内外与监测目标无关的干扰记录被视为外来能量，应去除或压制.换言之，依然是尽力提高有效信噪比.数据处理的主要任务是：处理准备，包括扫描几何设计、构建监测目标区的速度模型、与计算扫描体内各点的地震波射线传播到达各观测点的走时和入射参数表；判别、去除、和压制各类干扰噪声；及完成扫描计算.作为去噪后达到的目标，小振幅的随机背景记录应当是：远处无穷个振源及观测点附近弱电磁场干扰的组合，是无规律或时空上不可预报从而也不可能去除的波动；这些背景噪声的振幅应尽可能的小；有效频率带内，每个频率携带有差别不大的能量密度，即接近白噪声.因而，在时间、频率、和空间域，必须在去噪过程中搜寻、压制或去除下列干扰：任何在周期上可能重复的记录；任何携带较高能量的窄带频率；凸显的任何较大振幅；以及除有用信号外，台站间可能相关的其他记录；等等.要实现数据处理的工程化，主要是软件的高度自动化，需要将VS的必要条件、物理等科技知识、经过验证的观测结论、和计算经验实现数值化，融入到一个专家系统中.

介绍了利用大功率时间域激电测深二维反演在内蒙古兴和盆地贫水区找水勘查实例，就兴和盆地南部基岩出露区（太古界地层为主）和北部泥岩覆盖区（新近系和古近系地层为主）不同水文地质条件的特殊性，结合激电二维反演断面及岩石地层的电性特征进行地球物理解译，并对勘察成果进行了总结归纳，提出了在该区进行电法找水的方法和思路，具有一定的参考价值.

煤与瓦斯突出是煤矿最严重自然灾害，钻屑量指标法是现场煤与瓦斯突出预测主要方法.考虑深部开采条件下水平地应力作用不能忽略，引入平均有效应力，建立了钻孔周围平面应变力学模型，利用Mohr-Coulomb准则推导得到了新钻屑量公式，分析了钻屑量与平均有效应力、煤体力学参数间关系规律，计算结果与重庆三汇一矿2124工作面现场钻屑量实测值进行了对比验证.研究结果表明：钻屑量与平均有效应力、煤层深度、煤体容重、泊松比均呈线性递增关系，钻屑量与煤体弹性模量呈幂指数递减关系；采用新钻屑量公式计算结果与三汇一矿现场实测值吻合较好，误差为1.9%.研究结果可为深部煤与瓦斯突出预测提供参考.

海底地层速度结构是识别海洋天然气水合物储层的直接依据，本文应用地震反射走时层析成像建立了海底地层速度模型.采用不规则网格对模型进行离散化，使速度单元与反射界面单元完全耦合；利用基于不规则单元波前扩展和走时插值的射线追踪方法，精确确定反射射线路径和反射波走时；在反演中同时使用先验约束、平滑约束、归一化和正则化技术，提高了层析反演的稳定性和结果的可靠性.对南海北部神狐海域SH2井附近的二维地震测线资料，利用多域人机交互法拾取了反射走时，用反射走时层析成像方法获得了SH2井附近含水合物目标区的速度结构.该反演结果与测井声波速度和钻探结果一致，其中的高速带对应水合物储层，表明反射走时层析成像能够有效地得到海洋天然气水合物储层的速度结构，为海洋天然气水合物储层识别提供依据.

室内水力压裂模拟实验是认识裂缝压裂机理、获取水力压裂信号的有效手段，可为进一步提高水力压裂技术在页岩气等非常规油气资源开发方面的应用提供技术支持.本文根据野外水力压裂施工工艺和微压裂地震信号监测的特点，设计并制造了大模型水力压裂模拟装置，该装置包括真三轴围压系统、水压裂系统和微压裂信号采集系统，可以实现相同或不同围压状态下的水力压裂试验，并对裂缝产生、裂缝扩展的整个物理过程进行水力压力信号和岩石压裂破裂信号的采集，形成了一套完整的微压裂实验技术.通过水力压裂实验，首次在实验室内获得了真三轴围压下大模型的水利压力和水力压裂信号的关系，为水力压裂信号的分析和压裂裂缝的定位提供了基础.

海洋可控源电磁探测（MCSEM）是勘查海底油气和天然气水合物资源的有效方法之一.在MCSEM海洋作业过程中，利用甲板端的监控单元，可以在甲板端对海底发射机进行直观地远程控制和状态监测.监控单元硬件以发射机的通讯模块、万米光电复合缆中的光纤、甲板端控制计算机和光纤转串口的光端机为基础，软件采用图形化的LabVIEW高级编程语言.通过甲板端监控单元，仪器操作人员可建立船上计算机与海底发射机的远程数据通信，从而实现对海底发射机运行状态的实时查看和更改.经过多次海洋实验验证，研发的甲板端监控单元硬件性能稳定、软件界面友好直观，能够很好地满足海洋可控源电磁海上勘探作业的需要.

在京津城际高铁的廊坊段，使用了1000多个数字地震检波器进行连续长时间观测.位于高铁高架桥轨道下方的检波器记录了列车通过时引起的地表振动.数据分析显示，列车经过轨道不同位置处引起的地表振动信号差异较大，而同一位置处不同列车引起的振动则具有很好的相似性，表明影响振动波形的主要因素是高架桥梁及轨道，可以利用长期观测数据来作为轨道及高架结构失稳的预警.对振动信号频率分析的结果表明，列车经过时以及经过后的十几秒时间内存在着能量较强的简谐波振动，可能和轨道及桥梁结构有关.使用轨道下方的采集信号与2~4 km外的另外一条观测测线信号进行互相关处理，可以得到信噪比很高的虚震源记录，表明列车振动信号可以沿地表传播几公里甚至更远.

海洋电磁探测方法被广泛应用于地学基础研究和海底资源调查中.用来采集海底电磁场信号的海洋电磁接收机，其正常释放和回收是获取采集数据的基本保障，而回收过程离不开声学释放装置.目前的声学释放装置驱动方式大多为旋转电机驱动，动密封是个技术瓶颈，另外大都依赖进口，成本高且笨重.通过理论的计算、仿真和实验，本文提出了一种基于无密封水下电磁铁的新型声学释放装置，以期应用于海洋电磁接收机当中.在装置中，选用直流框架形螺管式电磁铁作为机械部分的驱动部件；使用高容量续流电容增大电磁铁线圈中的瞬间驱动电流及输出驱动力；采用连杆机构使机械释放装置在电磁铁驱动力下能够释放1 t以上载荷；采用无密封的方式将电磁铁及机械释放部件直接置于海水当中，无需处理动密封问题，减小了承压密封舱的体积，使装置简单灵巧.经理论分析和盐水槽实验验证，所提方案在盐水中可实施.相对于传统的水下声学释放装置，新型水下声学释放装置具有重量和体积小、成本低、控制简单、无密封等优势，值得深入研究，也将为海洋仪器设备的回收提供另外一种选择.

本文理论推导了接地电阻的快速计算公式，非常适用于野外施工，并提出了多个电极布设条件下，减弱屏蔽效应的极间距与工区土壤电阻率无关，只取决于电极的尺寸，通过数值计算，验证公式的正确性，最后给出了施工方法.

针对起伏地表下的弹性波模拟问题，本文采用高阶交错网格有限差分法剖分网格；在前人的基础上，提出改进型真空法处理起伏地形自由界面：设置一虚拟层于自由界面上，对自由界面的弹性参数取平均；同时，按照参数在交错网格上的安放特点，只需处理剪切应力，并令其值为零；用速度平均法处理速度，把自由界面上方区域内的速度设置为零.
本文模拟了几个工程勘探中典型地质模型的炮集记录.结果表明，地表起伏使地震波场复杂化，波型相互转化，产生地表散射，反射波同相轴扭曲、截断甚至淹没，信噪比降低.本文提出的改进型真空法能够确保算法的稳定性和精度，表现出良好的效果.