‘壹’ 本书的研究思路、研究内容及研究方法
一、研究内容
针对目前农业节水及灌区地下水模拟研究中亟待进一步研究和解决的问题，本书以陕西省泾惠渠灌区为例，根据灌区的地下水开发利用实际情况，结合水文地质资料建立地下水数值模拟模型，分析预测不同农业节水措施对灌区浅层地下水的影响，并提出灌区适宜的节水方案。具体内容主要包括五个方面。
1.利用ArcGIS技术研究灌区水循环要素的空间分布特征
根据灌区水文气象和地下水观测资料，运用Mann-Kendall法、Spearman秩相关法及R/S重标极差法等方法对灌区蒸发量、降水量、泾河径流量及其他气象因子进行趋势分析，利用ArcGIS地统计学方法对灌区水循环要素进行空间分析，为地下水资源合理开发利用提供准确翔实的基础数据。
2.灌区农业节水对浅层地下水系统的影响分析
在调查统计节水改造和地下水开发利用现状的基础上，从灌区干支渠道衬砌改造、农业种植结构调整、节水型灌溉制度等方面研究农业节水措施对灌区浅层地下水系统的影响。
3.基于钻孔资料和GMS的灌区浅层地下水含水层空间结构变化可视化模型
根据灌区已有地质、水文地质钻孔资料和研究成果，系统分析灌区典型剖面钻孔岩性、岩相等资料，参考地震及其他相关物探等资料，刻画灌区地下水系统地质、水文地质结构及其空间展布，建立灌区地下水系统三维空间结构模型。
4.灌区浅层地下水数值模拟模型
根据灌区水文地质勘探、水文地质试验以及地下水长期观测等资料，分析灌区地下水流动场、水化学场及水文地质参数演变等，查明地下水补、径、排条件。在此基础上，分析灌区地下水补、径、排条件变化及其原因，综合灌区地下水补、径、排条件、生态水位及工农业需水量分析成果，建立基于GIS面向水资源合理配置的地下水数值模型，实现地下水资源的持续动态评价。
5.基于地下水模型的适宜农业节水方案及地下水合理开采模式
在灌区地下水现状开采条件下进行模型预报，设计农业节水措施的不同方案，利用建立的地下水模拟模型对每一个方案进行预测，通过对预测结果的定量分析，提出灌区适宜农业节水方案及地下水合理开采模式。
二、研究方法
（1）应用ArcGIS技术和现场调查统计等方法，收集并整理灌区有关水文气象资料，对灌区水循环要素空间分布特征进行分析。利用主成分分析法分析灌区农业节水对浅层地下水系统的影响；
（2）利用灌区水文地质钻孔资料，通过GMS软件建立灌区浅层地下水含水层三维空间结构模型，寻求更为准确表达含水层空间结构的技术方法，揭示灌区含水层系统空间结构，为灌区地下水资源的开发利用提供依据；
（3）综合应用ArcGIS，GMS，PMWIN软件，利用VB程序语言改写MODFLOW软件中EVT蒸发蒸腾模块的源代码，使其能模拟非线性蒸发，利用灌区地下水水位观测资料、田间试验资料及节水改造统计资料等，针对灌区节水改造条件下水循环变化的实际情况，模拟分析农业节水措施对浅层地下水系统的影响。
三、技术路线
本书研究的技术路线如图1-4所示。
图1-4 研究技术路线 Fig.1-4 The framework of technical routes
‘贰’ 研究思路、方法及技术路线
本书的主要研究思路和方法大致包括以下几方面：
（1）系统收集、归纳整理黑龙江省小兴安岭东南地区的区域地质、专题、专项研究成果及论文和矿床勘探、物化探等方面的资料，重点收集早中生代花岗岩构造－岩浆组合图、区域地质构造图和与早中生代花岗有关的矿产系列图、文字总结等资料。
（2）研究中采用重点区重点解剖、重点问题重点解决，点、线、面上工作并重、协调调查，以及宏观与微观相结合、野外与室内综合分析研究相结合的研究思路和研究方法，选择早中生代花岗岩及其有关矿床出露的典型和重点地区（如伊春美溪—金山屯、汤旺河—新青、铁力兴安—鹿鸣—前进地区等）进行重点解剖，测制早中生代花岗岩代表性剖面，完善花岗岩类的划分和归属，建立一个比较完整的早中生代花岗岩演化的时空格架。同时在花岗岩岩石学、岩石－构造组合，地球化学、年代学及同位素地质学等研究基础上，讨论花岗岩岩石成因与基性岩浆的底侵作用关系、花岗岩形成与古亚洲洋构造域闭合、碰撞、碰撞后垮塌等大陆动力学演化关系等，进而探讨古亚洲洋和滨太平洋两大构造域演化历史，以及该地区早中生代花岗岩有关（超）大型矿床形成与碰撞后的大规模伸展体制下的大地构造背景关系等；进行与花岗岩有关矿床成因研究，如在矿体、矿化围岩等进行成矿元素、主微量元素、稳定同位素等样品的采集，来研究不同矿床的成岩成矿作用、赋矿构造、围岩蚀变和地球化学特点，以及与早中生代花岗岩有关成矿地质背景、矿床赋存条件、矿床（点）空间展布特征、成矿时空演化等，进行区域成矿系列的对比；要在进一步总结区域成矿条件和成矿规律的基础上，逐步完善本区与早中生代花岗岩类有关的矿床的成矿系列及其演化特征，利用矿床成矿系列上存在的成矿元素、成矿特征、矿床类型、矿化强度等的差异性、互补性和继承性、过渡性特征，来预测该地区找矿方向、矿床类型，使找矿工作多层位的飞跃；总结区域与早中生代花岗岩有关多金属成矿规律，根据控矿地质因素、物化遥因素、找矿标志分析来建立与早中生代花岗岩有关多金属找矿模型，划分成矿远景区等，从而进行找矿潜力分析。
（3）小兴安岭南部－张广才岭地区的部分早中生代花岗岩体，为高Sr低Y、低Yb花岗岩类，属于埃达克质岩（孙德有等，2001；张炯飞等，2005）。埃达克质岩与斑岩铜（钼）、金（银）矿之间具一定的成矿专属性（张旗等，2002,2003,2005,2009a，b；侯增谦，2004；芮宗瑶等，2006），那么，本选题的研究区是否存在“C”型埃达克岩？其代表的构造含义是什么？以及与斑岩型钼（金）或中温热液型多金属矿床之间有何内在联系？以及其时空分布如何？这些问题的解决，将会对探讨小兴安岭东南地区花岗岩（包括含矿花岗岩）成因、成矿预测以及成矿大地构造背景具有重要的意义。
‘叁’ 研究思路、研究内容与研究方法
层序地层分析的基本思路可概括为:从地表露头或钻孔岩心的研究入手，综合利用钻孔测井曲线和地震剖面资料，以沉积盆地整体性为着眼点，根据构造－沉积－热体制以及沉积间断和沉积环境演化特点将盆地划分为不同层次结构的建造块，然后详细解剖不同层次或级别的建造块的内外沉积构成，综合解释沉积体系和成因相的空间配置关系，在此基础上，建立沉积盆地的等时地层格架和盆地演化模式，进而达到对盆地含油气特征的评价和预测。简单地说，层序地层分析就是从沉积学和地层学两方面对沉积盆地进行系统工程的研究，因此，层序地层分析更好地揭示了沉积体的空间分布规律，也更有利于含油气盆地生储盖配套研究和储集层的预测。
本书以层序地层学为研究主线，研究三亚组、梅山组、黄流组和莺歌海组沉积体系构成，建立盆地等时地层格架，查明不同体系域内主要储层砂体的分布，为该区储层(储集体)和有利的构造－岩性圈闭的预测提供地质依据。同时结合天然气成藏条件分析，研究隐蔽油气藏成藏特征和规律，构建构造活动型盆地层序地层分析和油气成藏模式研究的系统思路和方法体系。具体的研究内容和研究路线如下(图1－5)。
1.区域构造与盆地内部构造演化特征研究
考虑到莺歌海盆地演化受区域构造活动的控制作用显着，本书从区域构造活动入手，着重分析印支地块的构造活动特征以及对莺歌海盆地的形成与演化的控制，以助于探讨莺歌海盆地的发育机制。此外，莺歌海盆地内部构造特征的分析是进行构造古地貌恢复以及层序地层解释的基础。
2.层序地层格架分析
应用层序地层学的基本观点，以研究区常规地震剖面资料和高分辨率地震剖面资料为基础，根据层序界面的地震相特征，并综合考虑全球海平面变化特征、钻井标定等，进行层序地层的划分与对比;根据地震反射特征，结合强制海退的概念，进行层序单元内部构成的识别与解释，通过地震资料的解释建立盆地层序地层格架，以及反映各沉积体系域构成特征的平面图、剖面图的编制。
同时，选取具有代表性的钻井资料进行精细的观察、分析，划分不同级别的层序单元和沉积体系域。具体包括从岩性相、测井相、地震相等方面进行沉积环境和层序地层单元的分析，通过各个基本要素的综合分析，确定各级层序地层单元的各种沉积体系沉积特征及内部构成特征。研究过程突出了以下几个方面:①单井沉积相分析:一方面是通过钻井岩心提取各种相标志信息，包括岩石颜色、岩石类型、碎屑颗粒结构、沉积构造、古生物、地球化学标志等，绘制代表层段的高频层序关系图;另一方面根据多种电性曲线形态特征及其组合特点、准层序的叠加方式，绘制其层序展布、体系域类型、沉积相特征及其各微相类型图;②强调利用高分辨率过井地震剖面配合，强调剖面的分析与单井分析的相互校正与验证;③井间的层序地层和沉积相的对比分析，可进行四级层序或体系域的划分和对比。
图1－5 层序构成样式及构造控制作用的研究流程
3.层序内部构成特征、层序类型、层序发育样式分析
综合地震与钻井的层序地层解释结果，进行层序地层的构成特征分析，包括各沉积体系域构成特征、时空展布规律等。重点研究对象放在与油气勘探关系密切的低位域沉积特征的研究之上。将层序地层分析与构造地层分析相结合，以大量的地震解释为基础，以盆地内不同构造发育部位对沉积的控制为出发点，对莺歌海盆地层序类型、发育样式等进行分析。
4.沉降史模拟与盆地古地貌恢复
通过定量－半定量的分析方法，采用回剥分析原理，以地层解释、沉积环境解释为基础，以沉降史二维模拟软件为依托，对盆地3个主要沉积时期的构造古地貌进行定量－半定量的恢复，重建沉积时期的地貌形态。通过总沉降量等值线图的编制，进行盆地构造活动强弱差异性分析。通过构造古地貌图的编制，进行构造单元特征研究与划分。
5.构造对沉积的控制作用分析
综合层序地层解释结果、体系域构成特征、层序类型以及层序发育样式的研究与构造地层分析相结合，进行构造对体系域发育特征、层序类型以及层序发育样式的控制作用分析，探讨低位域的形成模式与主要控制因素。
6.天然气成藏模式分析与有利储集体预测
根据以上研究内容取得的认识，综合前人在该区域已经取得的成果，从烃源岩、储集体、生储盖组合特征分析入手，进行成藏组合特征分析，并在此基础上，提炼出本区的成藏模式，预测有利的区带。
‘肆’ 主要研究内容、思路和方法
根据国内外相关研究成果，结合本次研究拟解决的主要地质问题，采取如下技术路 线：在充分利用前人研究成果、地球物理信息和试油资料及相邻区块油气勘探开发成果的 基础上，以12口钻井的岩矿资料和测井资料，以及HZ9-2和HZ27-4两个构造带的三维数 据体为主要分析对象，运用储层沉积学、层序地层学、测井地质学、地震地层学等多学科 交叉的综合研究方法，对深层储层沉积-层序特征、岩石学特征、成岩后生作用特征、储 集物性特征和控制因素及其分布规律等进行深入系统的综合研究。研究思路和技术路线如 下图所示，主要包括如下几个方面：
1）以测井和岩矿资料为基础，精细分析12口钻井剖面古近系的岩性相、沉积相、沉积演化序列和层序地层学特征；
2）在各项岩矿资料综合分析的基础上，深入研究深层储层的成岩作用方式、成岩演 化序列与孔隙类型、孔隙结构和物性特征；
3）充分应用粘土X衍射、有机质RO反射率、包裹体测温、微区电子探针和有机酸 流体分析资料，研究惠州凹陷古近系深层储层的埋藏史、热史、有机质和流体演化史，以 及对深层储层成岩史、孔隙演化史和次生孔隙发育带的控制；
4）在上述（2）和（3）研究成果的基础上，探讨惠州凹陷古近系深层储层原始孔隙 的保存条件、保存程度和次生孔隙形成机理，物性特征、控制因素和分布规律；
5）以HZ9-2和HZ27-4两个构造为重点区块，VSP测井资料及钻井合成地震记录为 井-震对比的主要方式进行三维地震层位标定，地震层序划分和地震相分析，在地震剖面 上对储集砂体进行追踪对比；
6）在已有构造模型和地震剖面极性的基础上，通过储层精细标定及正演模型制作，分析地震属性与深层储层岩性信息的关系，充分运用地震属性分析技术、地震相分析技 术、地震地层反演技术，对HZ9-2和HZ27-4构造有利储集单元的纵横向分布规律进行预 测，研究方法主要有如下几点：
(1)依据地震层序模式与沉积、层序研究成果，建立HZ9-2和HZ27-4构造的一维储层 地质模型；
(2)分析此两构造的深层储层地震响应特征，研究地震属性与沉积、层序和储层岩性信 息的相关性，提出深层储层的地震预测模式，在反演参数（GR、波阻抗）试验的基础 上，进行基于储层地质模型测井约束的地震地层反演，在区块范围内进行大尺度的深层储 层横向预测；
(3)以地震地层反演结果为主要依据，参考地震属性、地震相分析结果，根据沉积体系 模式与层序地层特征，编制对HZ9-2和HZ27-4古近系深层储层分布预测图，描述储层纵 横向分布规律。
7）以上述5）和6）的综合研究成果为依据，对HZ9-2和HZ27-4古近系深层储层的 油气勘探潜力进行综合评价，在此基础上，总结和归纳形成古近系深层储层的成因特征、控制因素、形成条件和分布规律，提出适合惠州凹陷古近系深层储层定量预测和评价的研 究思路和技术方法（图1-1）。
图1-1 研究思路和技术路线工作流程图
‘伍’ 研究内容、思路和方法
1.2.1 主要研究内容
以遥感、地质、航放、重磁、DEM 信息处理分析为基础，以多源信息深入挖掘和深化应用为目标，以相山地区进一步找矿方向的厘定为目的，重点开展了以下研究工作:
图 1.1 相山矿田铀矿分布略图
1.2.1.1 相山火山- 侵入杂岩总体形态研究
主要研究其形成背景、基底构造、形态特征、与区域地层构造的关系和成因定位机制。相山火山- 侵入杂岩的总体形态研究是深部成矿条件研究的基础。
1.2.1.2 新构造运动研究
通过 Landsat-7ETM+多光谱数据的图像融合和 RGB 合成，对相山地区地貌景观、岩性、线状构造和环状构造进行全面分析，并重点研究线状构造的第四纪活动形迹，探讨新构造运动对该区成矿幅度和矿床保存的影响。
1.2.1.3 相山西北与东南部的对比研究
相山铀矿主要集中在西北部，南东部很少。笔者将进行构造岩浆发育特征、遥感影像、重磁表现、基底形态、成矿特征的对比分析，探索相山铀矿空间分布差异性的主控因素。
1.2.1.4 侵蚀作用和保存状态研究
矿床是地质作用的历史产物，矿床形成后还会经历各种变化和改造。相山矿田全盲矿床很少，矿床受到了不同程度的侵蚀作用。虽然以往矿床成因研究成果颇丰，但矿田的侵蚀深度以及保存状态研究薄弱，因此笔者开展了侵蚀深度或侵蚀程度的评价研究。
1.2.2 研究思路
以地球系统科学理论为指导，在前人丰富资料、成果及野外调查的基础上，采用空间数据库技术、信息集成技术、三维可视化技术等，对相山火山- 侵入杂岩总体特征及矿床保存状态进行研究，为相山矿田深入找矿提供依据。
(1) 调研、收集国内外遥感、地质、航放、重磁、DEM 技术的发展态势和技术资料，了解多源信息集成技术在地质勘查中的应用现状和动态，明确技术关键，确定研究重点及所采用的 GIS 技术平台。
(2) 系统地收集相山地区区域地质、遥感、航放、航磁、地面物化探和水文地质等资料以及相关论文、专着。了解研究区的工作程度和研究现状，成岩成矿方面存在的问题。
(3) 对收集的资料和数据进行数字化和影像化，构建相山地区空间数据库。
(4) 在空间数据库技术、三维可视化技术支持下，首先对相山地区积累的多源信息逐一进行单信息分析，然后进行多源信息集成处理。通过信息挖掘，发现规律，形成认识，并应用于勘查实践。
技术路线框图见图 1.2。
1.2.3 研究方法
在文献调研、资料收集、建立空间数据库的基础上，主要采用以下技术方法:
(1) 野外地质调查，包括地形、地貌、植被、新构造运动的调查，重点观察主断裂的活动形迹。
(2) 地质、ETM、航放、重磁、DEM 单信息分析。ETM 图像处理在 Erdas imagine8.6 平台进行，通过增强处理、比值分析、主成分变换，提取线性构造和蚀变异常并进行地质分析; 航放信息采用能谱参数计算、图像编码等技术方法; 重、磁信息则采用不同高度的向上延拓和方向导数处理; DEM 主要采用地形形态分析等方法。
图1.2 技术思路框图
(3) 在空间数据库等相关技术的支持下，将遥感信息与地质、航放、重磁和 DEM 数据进行集成处理，开展相山火山- 侵入杂岩总体特征和侵蚀状态保矿条件研究。信息集成是本次研究将要采用的主要技术方法，包括遥感与航空放射性信息的集成，遥感与重磁信息的集成，遥感与地球化学信息的集成，遥感与地质地理信息的集成。
(4) 采用 C 语言和 MATLAB 软件开发平台相结合的方式，对地学数据进行三维可视化分析。
(5) 以基础地质信息的深入挖掘为主导，结合其他地学信息和集成处理成果，开展相山地区关键地质问题的综合应用研究。
本选题的创新点主要有:
(1) 研究思路上实现两个转移，即从单信息研究到多源信息的对相山地区的总体研究; 从成矿作用研究为主到成矿作用和保矿研究并重。
(2) 在研究内容上，注重了新构造运动和剥蚀状态研究。
(3) 在研究方法上，侧重于多源地学信息的综合运用，其中传统的地学研究方法与空间数据库技术、信息集成技术相结合是本次研究的主要技术手段。
‘陆’ 研究思路、研究内容与研究原则
本书主要宗旨在详细研究煤层顶板沉积特征及构造的基础上，通过采用不同的数学方法以及不同的思维理念，详细地分析煤层顶板稳定性并对之进行评价与分区，主要研究方法及研究思路如下。
1.4.1 研究方法
岩层受沉积环境的控制，沉积岩体的岩性、岩相及其组合特征在垂向上有旋回变化，在侧向上发生增厚、变薄甚至尖灭，即沉积相变现象; 在后期构造运动作用下沉积岩体发生变形与破坏，使沉积岩体结构进一步复杂化; 煤层顶板稳定性是由煤层顶板岩石 ( 体)本身的力学性质和裂隙发育程度所决定的。岩体结构、岩层组合特征控制着岩体的力学性质，因此，评价煤层顶板稳定性需要考虑沉积岩体组合结构对顶板稳定性的影响，包括顶板岩性变化，断裂构造和采动条件下断裂过程以及地下水、地应力等因素。由于岩体结构力学效应的复杂性，使用单一手段均难以揭示其本质，因此需要采用实验室实验研究、理论分析、现场观测与理论计算等手段相结合，进行综合研究。本书采用沉积 - 构造研究方法对煤层顶板的稳定性问题进行评价，结合计算机技术，实现数据的定量化处理和编图工作。
1.4.2 研究思路流程 ( 图1.6)
研究思路流程见图1.6。
1.4.3 主要研究内容
1) 对地层的沉积环境和沉积相进行分析研究，包括顶板岩性差异、胶结类型、岩层组合方式、层理，以及古河流的冲刷侵蚀作用。
2) 对区域地质构造，如断层、节理和褶皱的发育规律，以及产生的次级小断层、节理、裂隙的分布情况和滑动构造特征等进行分析。把油气勘探中的储层预测方法与煤田地震资料的特点相结合，将地震属性技术、相干/方差技术进行综合并应用到地震资料的构造解释过程中。利用三维地震资料，查明采区内落差 5m 左右的小断层，提高现有的地震解释精度与可靠性，为煤矿的安全生产提供准确的地质资料。
3) 岩体力学性质、强度特性参数表现在岩体的抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、抗弯强度以及岩石的坚固性方面。变形特性参数主要表现在弹性模量、泊松比、流变性等方面。强度高的岩体相对强度低的岩体稳定，变形小的岩体相对变形大的岩体稳定。
4) 运用层次分析法对顶板稳定性进行评价，通过确定影响顶板稳定性的不同因素，分配权值，通过层次分析对不同地区、不同影响因子作出顶板稳定性分区评价。
图1.6 研究思路流程图
5) 运动模糊聚类方法进行顶板稳定性分析。
6) 多源信息预测煤层顶板稳定性的方法研究。从三维地震数据体中提取对断层和裂隙发育带反应灵敏的属性参数，结合相干/方差体技术，对煤层的地质构造和裂隙发育带进行解释。通过地震反演，获得波阻抗数据体，对煤层顶板岩性和裂隙发育带进行解释。利用 GIS 平台，把三维地震、地面钻探、测井和井巷工程等多源信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型。
‘柒’ 研究思路和方法
以活动论、单元论、阶段论、层次论、盆山耦合理论和当代造山带地质学理论为指导思想，以实际地质调研资料为基础，运用盆地分析和盆地构造解析的理论和方法，采用构造-沉积、构造-岩浆、构造-年代学、构造-地球物理相结合的综合研究方法，将时间序列和构造单元之间的转化联系在一起，历史地、动态地揭示研究区中新生代沉积特征与动力学演化机制（图1-4）。
图1-4 研究思路和方法
‘捌’ 开题报告中研究方法和研究过程有什么区别
研究方法和手段是指具体用什么方法研究什么内容；而研究技术路线要反映研究思路、研究内容、研究方法等，通常用框图将“内容+方法”的逻辑路线勾勒出来就可。