大陆和海洋乃地球大家庭中的两大成员, 即全为“地球人的园地”.“地球人”在陆地和海域耕耘、繁衍生息，共同维系着社会的进步、经济的繁荣和科学与技术的发展，并不断创造未来.在这地球上海洋占有所有面积的70.8%, 并蕴藏着丰富的、多样化的的各种金属矿产资源，是人类社会可持续发展的金属矿产资源需求与供给的战略基地.为此本文将主要讨论的问题为：(1)我国陆内重要矿产资源紧缺，形势严峻与向何而去！(2)海洋地域金属矿产资源丰富、多样，且潜力巨大，(3)海底金属结核矿产资源聚集，(4)印度洋中诸多金属硫化物矿床和自然金的发现，(5)我国海域金属矿产资源的勘探和发现.显见，海域金属矿产资源的勘探，开发和利用乃我国建设与可持续发展的必然轨迹！

本研究基于1979—2021年CPC逐日最高温度数据集，识别了东北亚地区的夏季(6—8月)极端高温事件，系统分析了极端高温日数的变化特征.同时，结合NCEP/NCAR再分析资料及GLDAS土壤湿度数据，采用相关分析、回归分析等方法，探讨了欧亚大陆北部土壤湿度异常对东北亚夏季极端高温日数变化的可能影响，并进一步揭示了其潜在的物理机制.研究结果表明，东北亚夏季极端高温事件呈现显著的增长趋势，且高发区域集中在中国东北部及内蒙古东部.进一步分析发现，当春夏季欧亚大陆北部的土壤湿度异常呈现特定的偶极子分布，即欧洲东北部土壤湿度偏干，而贝加尔湖的北部—外兴安岭地区土壤湿度偏湿时，陆—气相互作用影响了大气环流模式，促使欧亚大陆上空形成“正—负—正”的纬向波列结构.波列的东传将波动能量传递给下游地区，有助于在东北亚地区上空形成反气旋环流异常和正位势高度异常，导致该地区大气下沉运动增强，从而引发地表增温，最终使东北亚夏季极端高温日数增加.

自晚古生代直到晚中生代，包括拉萨地块在内的基墨里大陆从南半球冈瓦纳大陆北缘发生裂解并开始向欧亚大陆汇聚、拼贴.基于上述地质过程，学者们针对拉萨地块何时及何处从冈瓦纳大陆北缘裂解出来并开启新特提斯洋仍存在较多争议.通过对青藏高原拉萨地块南部林周盆地发育的中二叠世早期洛巴堆组火山岩开展详细的锆石U-Pb年代学、岩相学以及古地磁学研究，表明林周盆地洛巴堆组火山岩形成于272 Ma(中二叠世Guadalupian期).本研究中岩相学结果以及前人开展的岩石磁学研究显示了多数洛巴堆组火山岩样品的主要剩磁载体为PSD磁铁矿颗粒，另外少数样品的主要剩磁载体为赤铁矿.对21个样品分离获得的有效特征剩磁方向(ChRM)统计结果表明，采样单元在构造校正后的Fisher平均方向及其统计参数为Ds±ΔD=124.2°±8.8°, Is±ΔI=34.5°±7.2°, k_s=20.3, α_{95 s}=7.2°, 由此获得拉萨地块在中二叠世早期古地磁极位于λ_p=16.8°N, φ_p=325.5°E, K=20.7, A₉₅=7.2°. 经计算可得拉萨地块南缘在272 Ma时位于19.7 °±7.2°S，表明此时拉萨地块位于南半球中-低纬度.结合前人对拉萨地块开展的古地磁及地质研究表明，在272~180 Ma时期内，拉萨地块北向运动速率较低(1.9 cm/a)，长期位于南半球中-低纬度地区并向北发生持续、缓慢运动.此外，结合地质研究结果，推测拉萨地块很可能在早二叠世就已经从冈瓦纳大陆北缘裂解出来并开始持续向北漂移、运动.

为拓展全球导航卫星系统反射测量技术(Global Navigation Satellite System Reflectometry, GNSS-R)在海洋监测领域的应用，本文基于2020年至2023年的CYGNSS风速产品，结合风速参考数据对CYGNSS风速产品的精度进行了系统评估，并分析了中国热带及亚热带海域的风能资源分布特征.实验结果表明：CYGNSS风速产品经海面粗糙度修正后，外推风速精度提高约47%, 与参考数据之间具有良好的匹配精度，满足风能评估需求.在研究区域内，东南海域风能资源较为丰富，其中中国台湾海峡的年平均风功率密度最高，达到550 W/m²以上.南海南部风能资源较为匮乏，年平均风功率密度低于250 W/m²；各海区风功率密度具有显著的季节性差异，东海海域在各个季节的风能资源分布较为稳定，常年维持在300 W/m²以上，南海则存在较为剧烈的季相波动，冬夏两季平均风功率密度差距较大；就开发潜力而言，黄海南部等海区在浅水海域风能蕴藏量及技术可开发量较高，而南海东北部等海区在深水海域展现出巨大开发潜力.

碳捕集、利用和封存(Carbon Capture, Utilization and Storage)已经成为减少大气中二氧化碳的一种有效方法，但大量的二氧化碳注入地下可能会引起地表发生变形.为了探究二氧化碳注入后注采区的地表变化情况，本文基于45景Sentinel-1A升轨影像，运用SBAS-InSAR技术对国内某CO₂陆地埋存实验区域进行为期两年半形变监测工作，并构建了一种适用于小区域顾及GNSS的大气延迟改正模型.根据结果显示，本文提出的大气改正模型可以有效削减干涉图中的对流层延迟误差.根据InSAR结果显示，在注气过程中地表沿卫星视线方向靠近卫星，即地表发生隆起现象.通过提取注气井附近的形变时间序列，转换到垂直方向与GNSS数据对比，发现在注气之后，地表先隆起，几个月后开始逐渐回落.综合分析来看，结合GNSS与InSAR技术可以观测到该地区地表微小形变信息，GNSS监测站不仅可以用于校正InSAR干涉图中的大气延迟误差，还可以用于验证InSAR监测结果.

传统重力地质法(Gravity-Geologic Method, GGM)是一种结合船载测深与重力异常数据, 利用布格板公式恢复短波重力异常, 从而反演海底地形的方法.为进一步提高GGM在海底地形反演中的精度, 本文设计了一种改进重力地质法(Improved-Gravity-Geology Method, IGGM).该方法引入布格板公式中的权重参数, 在顾及局部海底地形对控制点产生短波影响的情况下, 对控制点处的长波分量进行精细化建模.采用改进重力地质法构建了南沙群岛附近岛礁区(112°E—116°E, 8°N—12°N)空间分辨率为1′×1′的海底地形模型, 并利用美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration of the United States, NOAA)提供的船载测深数据对其进行精度评定.结果表明, IGGM模型能够更精确地反映地形的细微变化. IGGM模型与实测水深数据差异的标准差(Standard Deviation, STD)为175.68 m, 相较于GGM、SIO V25.1和SRTM15+V2.0模型分别降低了7.01 m、20.67 m和19.68 m.特别是在水深≤1000 m复杂岛礁区域, 与GGM模型相比, IGGM模型表现更优, 其与实测水深数据差异的标准差减小了10.20 m.这验证了改进后的重力地质法在反演精度上的有效提升, 尤其是在地形复杂的岛礁区域, 能够更准确地反映海底地形变化.

岩石圈中部不连续面(Mid-Lithospheric Discontinuities, MLD)是近年来在大陆岩石圈地幔中发现的一个重要界面, 与大陆岩石圈的形成、构造演化等过程息息相关. 华南块体具有非常复杂的岩石圈结构, 其内部构造与演化一直以来都是地球科学界关注的重大问题, 而近年的一些研究发现了其中西部岩石圈地幔存在MLD的地震学证据. 为了进一步研究华南块体内MLD的空间分布特征, 本文利用分布于华南块体的国家台网地震台站记录, 使用单台S波接收函数叠加技术及k-means++聚类分析筛选方法, 开展华南块体MLD的系统性探测. 结果表明华南陆块内MLD主要分布在上扬子地块, 深度分布在75~130 km, 四川盆地部分台站下方地幔岩石圈内可见两个可能的MLD信号. MLD可能是原大陆LAB (Lithosphere-Asthenosphere Boundary, LAB)在浅部形成, 而古岩浆洋LAB被捕获或保留后随着岩石圈的冷却向深部迁移表现为现在的LAB. 华南陆块东部由于受到古太平洋板块俯冲回撤的影响, 可能沿着原MLD发生拆沉, 后在热侵蚀作用和伸展作用的影响下岩石圈继续减薄, MLD界面遭到破坏, 因而在华南东部未见MLD.

微震监测已经被广泛应用在矿山、隧道等岩土工程灾害分析中, 微震震源参数是进行工程灾害分析的基础; 微震震源谱计算是震源参数计算的核心步骤, 一旦震源谱被确定下来, 大多数震源参数就可以相应地被计算出来. 然而关于岩土工程微震震源谱计算过程和方法的研究还较少, 为此系统梳理了微震震源谱计算的基本步骤与方法, 按数据处理顺序包括微震信号处理与定位、频谱计算、频谱校正和震源谱确定等四个关键步骤. 微震信号处理包括去仪器响应、信号滤波和到时拾取, 综合震源定位结果, 提供了后续计算的基本参数; 频谱计算除了常用的离散傅里叶变换, 还包括延迟窗谱法和多窗谱方法; 频谱校正包括几何扩散、场地效应和衰减, 涉及的因素多且复杂; 震源谱确定过程中需要先确定理论震源谱模型, 再选取目标函数和方法进行拟合. 文中简要分析了这些因素对微震震源谱计算的影响, 并指出了下一步可能的发展方向. 结果可以为震源谱的计算提供参考, 进而为震源参数计算提供基础, 最终为工程微震监测的规范化、标准化以及工程灾害的定量化预警提供理论和技术支撑.

多元信息融合技术是近年来蓬勃发展的一种新兴技术, 是人工智能理论与技术在信息分析与加工领域的体现, 并在战场态势感知、工业机器人、远程医疗、自动驾驶等领域发挥着重要作用. 随着地球物理探测理论与技术的长足发展, 尤其是近年来, 随着我国机载/星载对地观测技术的快速进步, 产生的海量数据对现有主要基于人工经验的分析模式形成了严峻挑战.将多元信息融合技术引入地学领域, 特别是地球物理探测数据领域, 存在日渐迫切的需求. 然而, 由于地球物理观测存在方法、场景、装备等多方面差异, 所获取的数据在空间展布规范上彼此不同, 导致后续信息融合计算难以开展. 为此, 须按照统一规范对观测数据进行预处理, 以确保数据具有相同的观测密度. 立足于多元信息融合需求, 对观测数据进行体素化预处理的理论与技术目前均是欠缺的. 在一些研究中, 引用传统的预测技术来开展拟三维(或拟体素化)的数据规范化处理, 效果仍有待评估. 为此, 本文立足面向地球物理的多元信息融合方法研究, 对现有数据规范化预处理方法进行综述, 并引入一半航空电磁观测案例, 对现有各类方法的处理性能进行讨论, 为进一步发展完善地球物理多元信息融合处理技术体系提供方法依据.

地球物理勘探通过定量处理观测场源数据进行地下目标探测, 在能源勘探、环境监测、工程勘查领域具有广泛应用. 然而, 采用单一数据的地球物理勘探方法在反演过程中存在多解性和分辨率低的问题. 因此, 综合多种地球物理观测数据进行联合反演, 相较于单一反演, 具有更为显著的优势. 电磁勘探和地震勘探是两种基于不同物理机制的地球物理勘探方法, 两种方法在空间分辨率及对目标体的敏感度上各有差异, 二者结合能够显著提高反演结果的可靠性. 电磁与地震联合反演作为电磁与地震数据定量解释的重要技术手段, 能够有效降低单一数据反演的多解性, 提高地层参数的预测精度. 本文首先概述了电磁与地震联合反演的分类及其发展历程, 然后阐述了联合反演方法的原理及应用实例, 最后探讨了联合反演的发展机遇, 并展望了其未来研究方向.