地质构造变形数值模拟研究的原理

  本文关键词：地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展，，由笔耕文化传播整理发布。

第20卷第5期2005年5月

文章编号:100128166(2005)0520549207

地球科学进展

ADVANCESINEARTHSCIENCE

Vol.20　No.5

May.,2005

地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展

林　舸,赵重斌

1

1,2

3

,张晏华

1,2

,王岳军,单业华

11,3

(1.中国科学院广州地球化学研究所,中国科学院边缘海地质重点实验室,广东　广州　510640;

2.CSIROExploration&Mining,Australia　Perth　WA　6151;

3.中南大学地学与环境工程学院计算地球科学研究中心,湖南　长沙　)

摘　要:,为人们认识的规律为原理;地质模型为实验研究本体。因而,的科学描述,,。,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,为定,提供有效的分析工具,已经引起了国内外地学界的重视和深入研究。,将极大地促进我国地学界从采用了多年的传统的描述性研究方法向科学的定量化研究方法的转变。关　键　词:地质;构造变形;数值模拟;原理方法中图分类号:P54　　　文献标识码:A

及对地质过程理解方面的局限性,这些手段在研究

地球动力学机制方面难免存在一定程度的局限性。物理模拟实验可以帮助人们理解构造变形过程和动力学的作用过程,但也存在严重的时空尺度的局限性。数值模拟实验研究可以综合利用其它方法(如地质、地球物理、地球化学)的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,而成为现代地球科学研究的重要方法之一。通过地质演化过程的正演模拟,重建地球或一个区域的地质演化过程,从而得到深部动力学与浅部构造响应的重要信息,以帮助人们认识与理解地质构造演化过程。通过数值模拟实验研究,可以理解和认识地质历史时期热动力作用与构造变形之间的耦合与叠置关系,地质历史时期内岩石圈构造、热结构、应力应变场的演变,岩石圈内部不同层次或尺度物质—能量的传输、转换及其调整过程,岩石圈演变与重要构造形迹的形成

0　引　言

现今获取和观察到的大量地质信息和实例,都

是地质构造演化过程中某一幕或某一阶段的地质表现,是地质构造演化过程最后一幕的综合结果或某一次地质事件的具体产物。然而,早期的地质信息或地质作用所发生的过程可能被后期地质作用所改造、叠加或抹失。因此,完整地观察或再现地质构造变形演化过程,热—动力驱动和构造变形之间的耦合和叠加关系,俯冲和碰撞带的形成与演化发展,造山带伸展垮塌与陆内裂解作用等事件的演变过程及其内在动力机制显得尤为困难。

传统的地质—地球物理—地球化学理论和分析方法,无疑是再现地质构造变形演化过程的重要手段之一,并已取得长足的发展;由于不同的学者从不同的侧重点来研究地质构造演化的动力学机制,以

3

　收稿日期:2004203208;修回日期:2004209228.

(编号:2002CB412601);中3基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“主碰撞带地壳挤压增厚和缩短阶段的构造变形和成矿响应”

(编号:030513)联合资助.国科学院广州地球化学研究所所长基金项目“壳幔过渡带的形成及揭示的动力学模式”

　作者简介:林舸(19482),男,湖南洞口人,研究员,主要从事大地构造与成矿学研究.E2mail:gelin@

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