本文關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造變形數(shù)值模擬研究的原理、方法及相關(guān)進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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第2 O卷第 5期 2 0 0 5年 5月

地球科學(xué)進(jìn)展 ADVANC ES I N EAR T H S C I E NCE

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文章編號(hào)： 1 0 0 1 - 8 1 6 6 ( 2 0 0 5 ) 0 5 - 0 5 4 9 - 0 7

地質(zhì)構(gòu)造變形數(shù)值模擬研究的原理、方法及相關(guān)進(jìn)展 林舸，趙重斌，張晏華，王岳軍，單業(yè)華 ( 1 .中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，中國(guó)科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 5 1 0 6 4 0; 2. C S I RO E x p l o r a t i o n& Mi n i n g,Au s t r a l i a P e r t h WA 6 1 51;

3 .中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院計(jì)算地球科學(xué)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 4 3 0 0 1 2 ) 摘要：地質(zhì)構(gòu)造變形數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究是遵循自然科學(xué)規(guī)律，依據(jù)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科中已

為人們認(rèn)識(shí)的規(guī)律為原理；依靠計(jì)算機(jī)先進(jìn)的綜合處理系統(tǒng)；以固體地球科學(xué)資料為基礎(chǔ)所構(gòu)建的 地質(zhì)模型為實(shí)驗(yàn)研究本體。因而，地質(zhì)構(gòu)造變形數(shù)值模擬是采用數(shù)學(xué)物理方法對(duì)相關(guān)地質(zhì)學(xué)問題的科學(xué)描述，并采用理論分析和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)所描述的相關(guān)地質(zhì)學(xué)過程進(jìn)行定量化求解。

由于數(shù)值模擬可以綜合利用其它學(xué)科的研究成果，建立和模擬不受時(shí)空限制的各種地質(zhì)模型，為定量化地解決一些復(fù)雜的地質(zhì)學(xué)問題，提供有效的分析工具，已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外地學(xué)界的重視和深入 研究。數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究方法的發(fā)展，將極大地促進(jìn)我國(guó)地學(xué)界從采用了多年的傳統(tǒng)的描述性研 究方法向科學(xué)的定量化研究方法的轉(zhuǎn)變。 關(guān)鍵詞：地質(zhì)；構(gòu)造變形；數(shù)值模擬；原理方法

中圖分類號(hào)： P 5 4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0引 言 現(xiàn)今獲取和觀察到的大量地質(zhì)信息和實(shí)例，都 是地質(zhì)構(gòu)造演化過程中某一幕或某一階段的地質(zhì)表現(xiàn)，是地質(zhì)構(gòu)造演化過程最后一幕的綜合結(jié)果或某 一

及對(duì)地質(zhì)過程理解方面的局限性，這些手段在研究

地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制方面難免存在一定程度的局限性。 物理模擬實(shí)驗(yàn)可以幫助人們理解構(gòu)造變形過程和動(dòng)力學(xué)的作用過程，但也存在嚴(yán)重的時(shí)空尺度的局限性。數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究可以綜合利用其它方法 (如地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué) )的研究成果，建立和模 擬不受時(shí)空

限制的各種地質(zhì)模型，而成為現(xiàn)代地球科學(xué)研究的重要方法之一。通過地質(zhì)演化過程的正演模擬，重建地球或一個(gè)區(qū)域的地質(zhì)演化過程，從而

次地質(zhì)事件的具體產(chǎn)物。然而，早期的地質(zhì)信息

或地質(zhì)作用所發(fā)生的過程可能被后期地質(zhì)作用所改

造、疊加或抹失。因此，完整地觀察或再現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造變形演化過程，熱一動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和構(gòu)造變形之間的耦合和疊加關(guān)系，俯沖和碰撞帶的形成與演化發(fā)展，，造山帶伸展垮塌與陸內(nèi)裂解作用等事件的演變過程及 其內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制顯得尤為困難。 傳統(tǒng)的地質(zhì)一地球物理一地球化學(xué)理論和分析

得到深部動(dòng)力學(xué)與淺部構(gòu)造響應(yīng)的重要信息，以幫助人們認(rèn)識(shí)與理解地質(zhì)構(gòu)造演化過程。通過數(shù)值模 擬實(shí)驗(yàn)研究，可以理解和認(rèn)識(shí)地質(zhì)歷史時(shí)期熱動(dòng)力 作用與構(gòu)造變形之問的耦合與疊置關(guān)系，地質(zhì)歷史

方法，無疑是再現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造變形演化過程的重要手 段之一，并已取得長(zhǎng)足的發(fā)展；由于不同的學(xué)者從不同的側(cè)重點(diǎn)來研究地質(zhì)構(gòu)造演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，以

時(shí)期內(nèi)巖石圈構(gòu)造、熱結(jié)構(gòu)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的演變，巖石圈內(nèi)部不同層次或尺度物質(zhì)一能量的傳輸、轉(zhuǎn)換 及其調(diào)整過程，巖石圈演變與重要構(gòu)造形跡的形成

收稿日期： 2 0 0 4 - 0 3 - 0 8;修回日期： 2 0 0 4 - 0 9 - 2 8 .

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目“主碰撞帶地殼擠壓增厚和縮短階段的構(gòu)造變形和成礦響應(yīng)” (編號(hào)： 2 0 0 2 C B 4 1 2 6 0 1 );中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長(zhǎng)基金項(xiàng)目“殼幔過渡帶的形成及揭示的動(dòng)力學(xué)模式” (編號(hào)： 0 3 0 5 1 3 )聯(lián)合資助. 作者簡(jiǎn)介：林舸( 1 9 4 8 . ),男，湖南洞口人，研究員，主要從事大地構(gòu)造與成礦學(xué)研究. E - m a i l: g e l i n@g i g . a c . c n

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