一、有限元等数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展（论文文献综述）
信延芳[1]（2021）在《被动大陆边缘构造-热演化数值模拟研究》文中研究说明被动大陆边缘记录了大陆岩石圈从张裂到海底扩张的完整地质信息,其构造-热演化研究是地球系统科学的重要前沿领域。前人围绕着被动大陆边缘的形成模式、演化过程及大陆边缘结构、岩浆作用、构造沉降史等,进行了大量的数值模拟研究。但是,关于通过拉张速率改变岩石圈破裂时间从而对大陆边缘结构的影响,目前还没有清晰的认识。更为重要的是,关于沉积过程对被动大陆边缘不同位置断裂系统、基底隆升与沉降、温度和热流演化的差异性影响等方面的研究,比较缺乏。因此,本论文在前人研究的基础上,通过数值模拟技术系统研究了拉张速率和岩石圈流变结构对被动大陆边缘结构的影响;对比耦合沉积过程模型,研究沉积过程对大陆边缘近陆端和远陆端区域断裂发育、基底沉降量、温度和热流演化的影响。拉张速率和岩石圈流变结构是大陆岩石圈破裂和大陆裂谷演化的重要影响因素。通过热-动力学数值模拟,分析了拉张速率和岩石圈流变结构对初始裂谷形态及最终大陆边缘结构的影响。模拟结果显示,在不同下地壳性质、厚度和拉张速率（半拉张速率为2-50 mm/year）条件下,大陆岩石圈的破裂时间、破裂过程及大陆边缘结构均会发生明显改变。下地壳的厚度为15 km模型实验结果显示,较低的拉张速率下（2-5 mm/year）最终产生了对称性大陆边缘,较高的拉张速率下形成了非对称性大陆边缘。而下地壳的厚度为20 km模型实验结果显示,不同拉张速率下均形成非对称性大陆边缘。同时,对于不同的下地壳厚度模型,拉张速率越大,岩石圈破裂发生时间越早。在超慢速数值模拟实验中,由于岩石圈破裂时间长,岩石圈热冷却程度较高,上地壳主要发育脆性断裂,壳幔耦合程度较高,进而会形成极度伸展的地壳。在超慢拉张速率（2-5 mm/year）和超快拉张速率（50 mm/year）下,大陆边缘对称性较高。对于不同流变结构的岩石圈,在超快拉张速率下会发育类似宽度的共轭大陆边缘。下地壳厚度和拉张速率控制着被动大陆边缘的对称性。被动大陆边缘的基底沉降量、温度和热流演化与裂谷断裂变形活动紧密相关。通过数值模拟方法,追踪了大陆边缘近陆端区域和远陆端区域基底点的运动轨迹,并计算了其基底沉降量、温度和热流变化。研究结果显示,当基底沉降量和温度、热流演化出现峰值时,代表此区域基底断裂变形活动停止。断裂活动停止时,在断裂两侧储存的水平应力释放,造成了基底的挠曲隆升,且在无沉积作用下,下地壳强度越强,挠曲隆升量越大;当有沉积作用后,对不同类型的大陆边缘,挠曲隆升量不同。基底点的沉降量、温度和热流峰值大小及峰值出现的时间与其在大陆边缘位置有关:距离裂谷中心越近,基底沉降量峰值、温度和热流峰值均越大。推测主要是由于距离裂谷中心越近,地壳减薄程度越强,发生更强的沉降作用;同时受软流圈地幔上涌影响横向热传导较强,温度更高。沉积过程对被动大陆边缘构造热演化的动力学机制主要是挠曲均衡效应和热披覆效应。本文对比耦合沉积过程模型实验结果显示,随着上覆沉积物厚度的增加,对于对称性大陆边缘,所有基底点的挠曲反弹量降低,甚至消失。推测这种现象是由于随着上覆沉积物厚度的增加,基底沉降量增加,地壳温度升高而导致基底挠曲强度降低,所以挠曲反弹量降低。对于非对称性大陆边缘,近陆端区域基底点挠曲反弹量降低,远陆端区域基底点挠曲反弹量增加。非对称性大陆边缘不同位置挠曲强度变化的差异性表现,推测是由于窄的和宽的大陆边缘沉积物负载引起的挠曲均衡效应导致远陆端区域整体向上抬升引起。基底温度是沉积物厚度与岩石圈冷却时间的函数,即上覆沉积物厚度越厚,基底温度越高,岩石圈冷却时间越短。在本实验中基底点距离裂谷中心越近,受软流圈上涌热影响越多,基底温度越高。
谢世亮[2]（2021）在《汶川地震同震和震后形变及对地质灾害影响的数值模拟研究》文中研究指明本文采用PSGRN/PSCMP程序计算汶川地震龙门山地区的地表同震及震后形变。以2008年汶川地震后发生在龙门山地区最大一起岩质滑坡-新磨滑坡为研究对象,以同震及震后7年地表GPS数据观测为约束,建立半无限水平均匀粘弹性分层模型,计算了汶川地震在松坪沟地区地表的同震和震后形变特征。研究结果表明,汶川地震对松坪沟地区地表形变产生了一定影响,其导致松坪沟的地表地形梯度增大,有利于滑坡的形成,并且在震后形变阶段这一影响仍在持续。地震的形变调整在对低触发阈值背景下地区的滑坡灾害分析中应该予以考虑。鉴于PSGRN/PSCMP无法考虑介质模型的水平不均匀,我们采用了Pylith有限元计算程序建立理想位错模型,考虑介质的不均匀,研究了岩石圈结构对地震同震和震后形变的影响。采用有限元方法可以考虑介质水平方向的物性不均匀和几何形状不均匀。我们建立理想位错模型分别计算了断层倾角、有效弹性层厚度、下地壳和地幔粘滞系数对地震的同震和震后形变的影响。结果表明,逆冲断层的断层倾角越小、断层面宽度越大,地表的同震及震后形变幅度及形变范围越大,发震断裂的断层倾角大小与地表形变调整的幅度及范围成反比;弹性层的厚度对逆冲断层地震的同震形变无太大影响,其主要影响地震的震后形变调整,对于形变调整区域,弹性层越薄,单位时间的震后形变调整量越大;粘滞系数对地震在地表的同震形变无影响,其主要影响地震震后地表的形变调整,粘弹性层的粘滞性系数越大,地表的形变调整幅度及范围越小。对于逆冲断层的同震和震后形变,相对于断层下盘,断层上盘的有效弹性厚度越小、下地壳及地幔的有效粘滞系数越低,上盘一侧震后形变的幅度越大;而断层面的倾角影响同震和震后地表形变分布特征,对于逆冲断层,一般会造成在上盘地表一侧存在两个Ux位移极值区。结合汶川地震同震和震后的滑坡分布规律,研究表明松潘-甘孜地块相对薄的有效弹性厚度以及下地壳和地幔低的等效粘滞系数,即岩石圈深部结构是造成汶川地震上盘形变大、地质灾害严重的重要深部动力原因。同时断层上盘一侧远离地表断层的第二个Ux位移极值区可能是造成汶川地震9年后（2017年）茂县新磨滑坡的深部动力学原因。
王斌[3]（2021）在《松辽盆地现今应力环境研究》文中认为松辽盆地是世界上目前已发现的白垩纪时期最大的陆相湖盆沉积单元,也是白垩系陆相地层和地质记录保留最为完整的地区之一,油气资源丰富。随着松辽盆地深部断陷地层中商业油气流的发现,以及盆地内近年来较高频率地震活动的发生,使该地区地球动力学的研究逐渐引起人们的重视。地壳深部地应力的大小和方向信息与矿产资源开采、地下空间开发、地质灾害机理研究等多个领域息息相关,是地球动力学研究的重要基础参数。在深入认识松辽盆地及邻区区域地质背景资料的基础上,详细研究该区现今地应力环境及其分布特征,对于深入理解该区的地球动力学控制因素及深大断裂活动对该区应力场的影响具有重要意义。在对松辽盆地及邻区区域地质特征、构造分区、地震活动性、岩石圈动力学背景资料进行系统收集和分析的基础上,利用岩芯非弹性应变恢复法（Anelastic Strain Recovery method,简称ASR法）成功获得了松辽盆地大陆科学钻探松科二井近7 km深度的三维地应力状态。分析了松辽盆地深部沉积盖层和基底现今地应力随深度变化规律,并依据松辽盆地及邻区纵向地壳结构特征、横向构造分区及深大断裂展布特征,建立了研究区的三维地质模型。基于线弹性有限元数值模拟方法,利用ANSYS通用模拟软件,以松科二井深部ASR法地应力测量结果及震源机制解反演结果作为模型的边界约束条件,开展了松辽盆地及其邻区现今三维构造应力场数值模拟研究。模拟得到了松辽盆地及邻区在现今地球动力学背景下水平主应力大小、方位等,分析和探讨了研究区深大断裂带对应力场特征的影响,以及松辽盆地现今应力场形成的原因。通过对松辽盆地现今应力环境研究,主要取得以下结论和认识:1、利用ASR（非弹性应变恢复）法对松科二井深部岩芯进行地应力测试,获得了松辽盆地深部（6～7 km）沉积盖层和基底现今地应力随深度变化规律,在沉积盖层火石岭组6296 m～6335 m深度范围内,最大主应力近垂直,中间和最小主应力近水平,为正断层应力环境,与沉积盖层内利用地震反射剖面观测到的许多高角度正断层的发育相吻合。在基底6645 m～6846 m深度范围内,最大主应力倾角均小于40°,为走滑兼逆冲的应力环境,与钻孔附近区域浅源地震（7～15 km）的震源机制解应力状态一致,即松辽盆地沉积盖层和基底存在显着的应力状态差异,沉积盖层的伸展应力状态可能说明了西太平洋板块俯冲对沉积盖层应力状态的影响是有限的,保留了原来断陷期的正断应力环境,基底现今应力状态则显示了与西太平洋板块俯冲的现今构造运动具有较密切的成生联系。2、通过三维构造应力场数值模拟研究得到在0～35 km地壳深度范围内,松辽盆地及邻区最大水平主应力大小为17.20～1027.00 MPa,最小水平主应力大小为13.00～994.00 MPa,垂向应力大小为7.83～1130.00 MPa。3个主应力在0～35 km深度范围内基本上随深度的增加而线性增大,并且在0～7km深度范围内为σv>σH>σh,属于正断型应力状态,与实测得到的应力状态一致;7～35 km深度范围内为σH>σv>σh,表现为走滑兼逆冲应力状态,与松辽盆地内部的浅源地震震源机制解所反演的应力状态一致。松辽盆地及邻区地壳深度内最大主应力方位在地壳深部和浅部差异不大,除华北地块北缘及兴安地块部分区域主压应力方位为NWW向外,其他构造单元内大部分区域现今主应力优势方位为NE～NEE向。受各次级地块内地壳物性参数差异性以及断裂带的影响,松辽盆地及邻区各构造单元主应力大小分布在横向和纵向上均表现出差异性,在较稳定的次级块体内部主应力大小分布较为相似,表现为主应力大小在相同的深度范围内趋于稳定。3、以西太平洋板块俯冲方向作为动力边界条件,对数值模拟得到的地应力特征与深大断裂之间的关系进行了研究,认为西太平洋板块俯冲和郯庐断裂带北段的依兰-伊通断裂、敦化-密山断裂对松辽盆地现今应力场的形成产生了一定的影响。西太平洋板块NWW向俯冲产生的挤压作用在NE走向的郯庐断裂带上,其剪切分量和正向挤压分量引起郯庐断裂带的右旋走滑和逆冲活动,因此松辽盆地现今应力场的形成,可能是在西太平洋板块NWW向俯冲到欧亚板块形成的挤压作用下,并被郯庐断裂带北段的右旋走滑所影响。
陈维[4]（2020）在《漳州盆地构造演化模式及动力学数值模拟》文中指出我国福建东南沿海地区发育的漳州盆地、福州盆地以及邻近的潮汕盆地等一系列新生代滨海盆地,还有同时伴生的北西向断层,它们构成了十分瞩目的地质现象,在地理位置上构成了向南东凸出的锯齿状弧形,属于中国大陆边缘陆域地块的最前缘。这些滨海盆地在毗邻中国东部新生代边缘海的同时又与地球上最活跃的造山带之一,台湾造山带隔海相望,它们最有可能记录了新生代以来西太平洋俯冲带活跃的沟-弧-盆系统对邻近陆域地块的影响。漳州盆地因其独特的地理和构造位置而具有了最典型的研究价值,具体表现为以两侧近似等距的方式位于福州盆地和潮汕盆地之间,同时又正对台湾造山带。因此,以福建漳州盆地的新生代构造演化模式为例,探究中国东南沿海陆缘带陆壳上的北西向断层以及锯齿状分布的滨海盆地的成因机制,进一步分析现代活跃的沟-弧-盆系统对邻近陆域地块的构造影响,可以为更深入地认识大陆边缘动力学机制以及洋陆相互作用过程提供实例。基于大量野外构造变形特征、地球物理资料的综合解析和数值模拟相结合的方式,通过对漳州盆地的几何学、运动学、年代学与动力学特征这四个方面内容进行研究,获得了关于盆地构造演化模式及其地球动力学机制的以下几点认识。（1）漳州盆地是一个在北东和北西走向的两组断裂共同约束下形成的扇形伸展盆地,其中北东向断裂以正断运动为主,北西向断裂以走滑运动为主。通过综合考虑盆地周缘构造格局的空间差异性、主要断裂的构造变形特征、构造地貌的完整性和连续性、第四系沉积物的分布等特征,重新厘定盆地的范围为北起岩溪镇北部弧形山脊,南达大帽山,西以天宝大山一线为界,东侧大致以岩溪镇-陈巷镇-郭坑镇-白云山等地断续为界共同围限的北窄南宽的扇形平坦地形区域。（2）漳州盆地是一个形成于第四纪时期的伸展盆地,以第四系沉积物直接盖于中生代花岗岩上为主要特征,其几何形态与构造格局主要受到了北西向断层两期构造变形的控制。早期阶段以北西向正断层作用为主,导致盆地周缘的构造组合型式由沿海往陆内呈现出规律性的空间变化:东侧的河口区表现为一系列强烈断陷形成的河口海湾,西部高山区则为强烈隆升的线性山脊。晚期以走滑断层作用为主,在盆地北侧和东侧形成了三个由北西向走滑断层控制的转换伸展带。这些北西向左行走滑断裂叠加改造了中生代时期形成的北东向断层,三个转换伸展带内的转换拉伸作用由北往南表现为逐渐增强的趋势,是近平行的北西向断裂之间差异性滑动的结果,它们造成了扇形盆地的被动伸展和东侧断续边界。（3）漳州盆地在新生代时期经历了从晚中生代北东向伸展构造体系向北西向伸展构造体系的转变。以海门岛早新生代基性岩脉的侵入为标志,强烈的北东东（北东）-南西西（南西）向伸展作用在研究区形成了大量北西向正断层和高角度节理。这些正断层在盆地东、西部分别构成了地堑式和地垒式的差异性构造格局,在力学性质则分别代表了盆地东侧沿海一带水平伸展和西侧陆内地区的水平挤压,反映了陆缘带构造应力场在由海往陆方向上存在着着空间上的变化。（4）漳州盆地及其周缘构造格局的空间差异性变化是不均匀构造应力场作用的结果。以沙建、漳州以及龙海以东将研究区分为三个区块,断层滑移矢量结果表明在这三个区块内分别反映了三种不同的最大主应力状态。比如,沙建地区的最大主应力呈北西-南东向;漳州地区则以近垂直的最大主应力为主;龙海以东的地区表现为垂向最大主应力和北东-南西向最大主应力相结合的特征。基于大量节理优势方位统计获得了最大主应力方位,结果显示盆地及其以东的最大主应力方位受北西向走滑断裂的影响,相对于西部发生了近20°的逆时针旋转。（5）漳州盆地的主要断裂在晚新生代时期兼具正断层作用和走滑断层作用。现代地震活动和地震机制解分析表明,福建沿海和台湾造山带西侧处于不同的构造应力场状态下,前者以正断层和走滑断层活动为主,后者以逆断层和走滑断层为主。这些形成于晚新生代时期的北西向走滑断裂可能现今仍在持续活动,并继续控制着滨海陆缘带的构造演化。最新的正断层作用则是在北西向走滑断裂转换拉伸作用下形成一组北东东向次级构造,以厦门-海沧一带的雁行山脊最为典型。（6）漳州盆地的两期构造演化受到了洋陆相互作用下陆缘带的弧形弯曲和弧后洋壳侧向挤出的影响。数值模拟结果表明陆缘带在俯冲汇聚背景下可以发生弧形弯曲变形,以陆缘带洋壳及其内部的岩浆岛弧在挤压作用下被侧向挤出为主要特征,这个过程导致陆缘地壳和俯冲带发生了弧顶相对凸出的协同弯曲变形。俯冲板片在后撤过程中可以形成弧形应变带和放射状应变带,其中,弧形应变带会向俯冲板片的后缘跃迁,说明板片后撤过程中俯冲带向洋跃迁并不是原俯冲带随板片迁移的结果,而是新生的薄弱带;放射状应变带具有等距分布的特征,可以造成陆缘形态的扰动,最终在陆壳内部形成等距分布的断层构造。综上,本文以漳州盆地的构造演化为例,结合区域地质演化提出了晚中生代北东向构造格局在盆地演化中的继承性作用,并对新生代时期盆地形成的主控因素进行了探讨。在考虑西太平洋板块俯冲的影响下,利用有限元数值模拟对陆缘带的弧形弯曲和弧后洋壳的侧向挤出进行了实验验证。漳州盆地的两期构造演化受到了晚中生代以来洋陆相互作用的影响,其地球动力学机制可以归纳为西太平洋俯冲带的远缘效应在陆缘地壳上的响应。
胡训宇[5]（2020）在《南陵—宣城矿集区成矿过程数值模拟与三维成矿预测》文中研究说明覆盖区找矿是当前地质勘探工作中的难点,也是成矿预测研究的热点。在近年来的找矿勘探工作中,南陵-宣城地区新发现了茶亭大型斑岩型铜金矿床、长山、双井中型矽卡岩型铜铅锌矿床等一系列新的矿产地,同时,在麻姑山矽卡岩型铜钼矿床、荞麦山矽卡岩型铜钨矿床等已有矿床深边部也取得了新的找矿突破,显示出极大的区域成矿潜力,已成为长江中下游成矿带新的多金属矿集区。由于该区为覆盖区,地表露头少,区域内地质工作比较薄弱,找矿工作也面临“难辨识、难发现”的问题,亟需新的找矿勘查理论和技术方法支持。近年来,三维成矿预测理论与方法已在国内外覆盖区找矿工作中广泛应用并取得较好的找矿效果;而成矿过程数值模拟是在矿床学、物理、化学、计算机技术等多学科交叉的基础上,利用有限元或有限差分方法,对成矿过程进行模拟仿真的计算分析方法,可实现成矿作用定量化表达并定量分析矿床规模、矿体形态及品位分布等控制因素及其作用过程、矿床定位空间的控制因素及其作用机理、成矿过程持续时间等传统矿床学的难点问题。成矿过程数值模拟与三维成矿预测的有效结合将可能为矿床学的理论研究及覆盖区找矿勘查提供新的技术手段。在系统收集、整理南陵-宣城矿集区地质资料的基础上,建立了研究区内狸桥-铜山矿田、宣城-麻姑山矿田、茶亭斑岩型矿床、麻姑山矽卡岩型矿床的数值模拟模型;在前人研究基础上,分别建立了基于Flac3D的矿田尺度三维成矿过程数值模拟方法流程以及基于Comsol Multiphysics的矿床尺度成矿过程数值模拟方法流程,结合传统矿床学理论特别是斑岩型与矽卡岩型矿床成矿模式,对南陵-宣城矿集区内的狸桥-铜山矿田、宣城-麻姑山矿田以及茶亭斑岩型铜金矿床、麻姑山矽卡岩型铜钼矿矿进行了多场耦合成矿过程数值模拟及三维成矿预测研究。茶亭斑岩型铜金矿床与麻姑山矽卡岩型铜钼矿床的成矿过程数值模拟研究结果表明,茶亭矿床中黄铜矿以及温度的分布与已知矿体吻合,同时也揭示出矿床深部（-1800米到-2414米）仍然具有成矿潜力。麻姑山矿床的数值模拟结果与南东翼已知矿体吻合,同时,模拟结果显示其北西翼岩枝具有一定的成矿潜力。另外,模拟估算出茶亭斑岩型铜金矿床的成矿过程持续时间约为9600年到75000年之间,在十万年尺度内,这一结果也为矿床学的理论研究提供了新的作证。对狸桥-铜山矿田与宣城-麻姑山矿田的三维成矿过程数值模拟研究显示,区域体应变极大值分布与矽卡岩型矿床的空间分布相关。根据体应变极大值分布,圈定出了矽卡岩型矿床找矿靶区25处,其中狸桥-铜山矿田17处,宣城-麻姑山矿田8处,同时结合区域重力异常和成矿过程数值模拟结果,提出来重点成矿潜力区。总之,本文将成矿过程数值模拟、三维成矿预测方法与传统矿床学理论结合,建立了多场耦合、多尺度成矿过程数值模拟方法流程,开展了矿田、矿床两级尺度以及斑岩型、矽卡岩型两种类型矿床的成矿过程数值模拟与三维成矿预测研究。研究结果一方面为矿床学的理论研究提供了新的作证,另一方面也为南陵-宣城矿集区的找矿勘查提供了新的方向,具有较重要的理论意义和应用价值。
向用发,卢玺,徐宇浩,樊其志[6]（2019）在《有限元数值模拟法基本原理及其在地质构造变形研究中的应用综述》文中进行了进一步梳理在构造变形研究中,传统的构造解析法存在一定局限性,而数值模拟方法可模拟时空变化,成为地球科学研究的重要手段。有限元法是一种模拟线性、变形问题较为高效的数值模拟法。本文详细阐述了有限元法的基本原理,并从地质模型、力学模型、计算模型三个方面解释了数值模型的建立过程,以及模型建立所需要的边界条件的确定方法,重点总结了近些年来有限元法在国内外构造变形研究中的应用和发展状况,涉及盆地、造山带、断层、俯冲带以及褶皱数值模拟等几方面内容。同时,分析了有限元数值模拟法在我国大陆构造变形中的应用进展。最后,讨论了有限元方法尚存在的问题及其发展趋势。
刘昕悦[7]（2019）在《华北克拉通东部太古代构造样式研究及数值模拟》文中进行了进一步梳理太古宙地壳的构造样式一直是地学界研究的热点问题之一,存在着垂向构造和水平构造两大不同的构造演化认识。位于华北克拉通东缘的辽东鞍山地区广泛出露太古宙TTG岩系、绿片岩相变质的基性-中酸性火山岩/火山沉积岩、硅铁质沉积建造构成了典型的太古宙花岗-绿岩带。此外,花岗-绿岩带内丰富的构造变形记录,为探讨早期地壳构造演化提供了重要的线索。本文通过对鞍山地区太古代岩石组成、宏-微观构造样式的调查研究和对齐大山、胡家庙子、白家坟剪切变形带的详细解剖,结合数值模拟方法,尝试性探讨了早期地壳构造体制的演化模式。鞍山齐大山和胡家庙子BIF铁矿由富铁BIF与分布于其两侧的贫铁BIF组成,二者呈断层接触,其围岩包括鞍山群樱桃园组和齐大山花岗岩,均发育强烈韧性剪切变形,形成了齐大山-胡家庙韧性剪切带（本文简称齐大山剪切带）。齐大山韧性剪切带内发育的花岗质岩石中长英质矿物塑性拉长特征明显,条带状构造发育,面理向NWW方向陡倾,不对称组构特征和矿物拉伸线理产状指示向NWW的陡倾正滑移剪切作用。且宏观构造样式显示变形岩石距离富铁矿体越近,片理、片麻理、线理越发育,变形程度越强。显微组构分析结果表明,石英波状消光、变形带、膨凸式和亚颗粒旋转重结晶特征;长石塑性拉长、细粒化等一系列中低温显微变形组构特征。石英C轴电子背散射衍射（EBSD）组构分析揭示石英以菱面和底面滑移系为主,岩石经历了中低温非共轴变形。根据矿物的变形行为以及石英的结晶优选方位推测韧性剪切带内岩石的变形温度约为400500℃,岩石变形特征以位错蠕变为主。有限应变分析结果表明,靠近铁矿带方向,构造岩类型由L=S构造岩过渡为LS构造岩,岩石应变强度呈明显增强趋势。白家坟韧性剪切带位于鞍山齐大山和胡家庙子BIF铁矿西侧,剪切带走向为NNW向,倾向为NEE向。剪切带发育在绿岩带与太古宙花岗岩接触部位。白家坟剪切带内主要发育陈台沟斑状花岗质片麻岩和白家坟片麻岩两大岩石单元,以及少量的强烈变形的鞍山群绿片相变质的绿泥石片岩和千枚岩。S-C组构及矿物旋转残斑均指示剪切带SEE向的陡倾滑剪切特征。岩石显微变形特征表明,石英颗粒普遍存在波状消光、变形纹、变形带等塑性变形特征,以膨凸重结晶和亚颗粒旋转重结晶类型为主。斜长石发育机械双晶、变形带。斜长石残斑多呈σ型旋转眼球构造,指示右行剪切作用,岩石变形温度条件相对较低。有限应变分析显示,陈台沟斑状花岗质片麻岩具有平面-拉伸应变特征,属于L=S型构造岩;白家坟奥长花岗质片麻岩为LS构造岩,表现为一般拉伸应变的变形特征。石英C轴组构分析表明,石英主要发生了底面和菱面滑移,变形温度范围为450℃。且同样是变形岩石越靠近BIF铁矿,变形越强。综合上述宏-微观构造解析,发现齐大山和白家坟韧性剪切带沿齐大山-西大背BIF铁矿带东西两侧线性对称分布,二者位于绿岩带向斜构造的两翼与花岗岩接触部位,其中白家坟韧性剪切带内岩石面理构造倾向为NEE方向,倾角中等,与绿岩带向斜构造南西翼产状较为一致,矿物拉伸线理向SEE倾伏,倾伏角中等偏大,指示了向斜南西翼一侧向SEE陡倾下滑剪切作用;齐大山韧性剪切带内变形岩石发育向NWW陡倾（90°）的面理构造,与向斜构造北东翼矿体的产状一致,矿物拉伸线理产状反映了向斜北东翼一侧近向W的陡倾下滑剪切作用,东西两侧相向的陡倾滑运动学特征与绿岩带向形的几何学特征相吻合。因此,推测绿岩带两侧岩石强烈剪切变形很可能与花岗-绿岩带垂向穹脊构造（dome and keel structure）的形成作用相关,岩石变形的运动学特征与垂直构造模式所涉及的底辟作用和拗沉作用相一致,反映了向形绿岩带内的垂向构造作用,韧性剪切作用应发生于花岗-绿岩带垂向穹脊构造的形成过程中,主要表现为密度较轻的花岗质岩石与上覆密度较重的含铁绿岩建造之间存在一定程度的重力不均衡,在区域性地质运动与岩浆作用的驱动下,发生了花岗质岩石向上的底辟作用和含铁建造向下的拗沉作用。为了进一步验证这一构造模型及其发生过程,我们对上述构造模型进行了数值模拟。数值模拟基于前人地质数据资料,结合宏微观地质研究,辅以地球物理资料以及年代学等数据资料,综合构建模型的边界条件,建立地质演化模型。数值模拟采用2D有限差分（I2VIS）并结合marker-in-cell（MIC）技术在中国海洋大学地球科学学院海洋动力学实验室大型计算机组上完成。模拟结果表明,鞍山地区花岗-绿岩带垂向构造成因应受控于新太古代末期大规模的岩浆活动造成的TTG上地壳岩石活化,粘度降低,密度变小,（含铁）绿岩建造与TTG岩石的密度差引起的拗沉作用。同时模拟结果也暗示了太古代垂向构造体制可能是早期地球演化过程中壳-幔物质交换循环的重要机制。鞍山地区花岗-绿岩带整体特征、BIF形态与分布、构造变化规律与世界上其他花岗-绿岩带地体可以类比。垂向构造机制下含铁建造绿岩体向下拗沉过程中伴随的矿体富集特征以及绿岩带向斜构造的形成演化过程为今后沉积变质型铁矿向斜控矿模式的研究以及鞍山地区开展深部找矿的战略部署提供了一定的理论依据。
严健[8]（2019）在《高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究》文中研究表明四川和西藏两省区作为三大国家战略中“一带一路”和“长江经济带”的重要战略交汇点,交通基础设施的建设具有十分重大的意义。加快川藏铁路、藏区高速公路等快速进出藏区通道的建设以及对现有进藏大通道的改扩建工作已成为迫切的战略需求。在上述工程中,高海拔寒区特长隧道屡见不鲜,其中穿越冻土和冻岩地层的隧道修建已成为工程中面临的重要难题。本论文依托多座典型高海拔寒区特长公路隧道,并主要以国道317线（川藏公路北线）新建雀儿山隧道为研究对象,采用现场调研、文献调查、理论分析、数值模拟、现场试验和原位测试等综合手段,对寒区特长公路隧道冻土和冻岩地层下隧道施工期、运营期围岩-结构冻胀特性和防冻问题进行研究,并取得了以下研究成果:（1）调研并比较分析了典型高海拔寒区特长隧道的围岩和构成分布、地质和水文特点、寒区气候指标特征;探明了高海拔特长公路隧道冻害与进洞里程、围岩类型、通风及地下水等因素的相关性;就特长隧道不同地层时的冻害成因、冻害特征,冻胀机理、冻胀破坏模型进行了概括;讨论了冰碛冻土和裂隙花岗岩隧道冻胀性分级标准,并应用上述标准对典型高海拔寒区隧道进行了冻胀性分级。（2）对隧道贯通前后隧道洞内外温度场、围岩-结构温度场和风场进行了长期系统的现场测试,揭示了高海拔寒区特长公路隧道低温大风成因;利用SST湍流模型分析,探明了不同通风方式,特别是运营期平导压入通风方式下寒区特长公路隧道主洞、平导和横通道中温度场和风场的时空分布变化规律。（3）对雀儿山隧道进出口段冰碛地层冻土热力学参数取值方法进行了研究,得到了冰碛地层季冻土物理特性和温度特性,同时,以冻融圈冻胀理论为依据,利用数值计算得到了冰碛地层围岩温度场随埋深和时间的冻融规律,并就隧道冻胀力、冻胀变形量进行了计算;设计了针对冰碛地层隧道的“温度+冻胀压力+冻胀应力”原位测试方案,通过现场试验验证进一步明确了冻胀作用时冰碛地层-衬砌结构的冻胀特性。（4）通过施工检测就衬砌背后空洞、不密实等缺陷进行了统计,利用热液固耦合计算得出空洞存水冻胀时,随着未冻水体积含量、存水空间大小、存水空间位置变化所导致的冻胀力及相应的结构冻胀应力、损伤和变形发展规律;同时计算得出了裂隙花岗岩不同裂隙倾角、间距等工况下裂隙水冻胀对结构内力、变形的影响,最后,通过原位测试及与前人研究成果的比较验证,进一步明确了寒区隧道空洞及裂隙共存花岗岩在冻胀作用时围岩-衬砌结构的冻胀特性。（5）分别就高海拔寒区特长隧道通风升温系统以及不同地层施工防冻措施进行了研究,并就运营期隧道洞口端保温隔热材料选型、厚度和设防范围等关键参数进行计算,通过现场测试和数值计算对其升温效果和保温层效果进行了分析。
陈振坤,苏金宝,陆艺[9]（2019）在《中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展》文中研究表明数值模拟为造山带动力学研究提供了有效的量化工具,但即使研究人员根据造山带不同的动力问题进行针对性模拟,也很难对各种模型的优劣进行判断。文章在研究和分析国内外学者运用数值模拟研究中国造山带动力学成果的基础上,系统总结了造山带动力学数值模拟的方法及研究成果,并对未来的研究方向及趋势进行了展望。与国外造山带研究相比,中国复杂造山带的数值模拟研究仍存在不足,需要加强洋—陆俯冲模拟结果与实际地质情况的对比力度。运用多场耦合以及高精度模拟和高级求解方法相结合的数值模拟是造山带动力学模拟研究的趋势。
廖力[10]（2018）在《巴颜喀拉块体东南缘应力演化及鲁甸地震自发破裂模拟研究》文中指出巴颜喀拉块体活动导致的昆仑-汶川地震系列,是目前中国大陆唯一一组7级以上地震序列,未来几年该块体仍是发生7级地震的主体地区。巴颜喀拉块体东缘从走滑运动向逆冲运动转换的构造动力学性质使得活动块体两个相邻边界带存在大地震序列的关联性,研究表明近期逐渐加速的块体东边界强震序列是北边界强震活动的响应,巴颜喀拉块体南边界的鲜水河断裂带同样以左旋走滑的方式向东边界挤压,但巴颜喀拉块体东南缘地震呈现以下两个特点,一是强震大都发生在巴颜喀拉块体东边界断裂带,东边界强震序列呈现加速状态;二是南边界鲜水河断裂带在1973年炉霍7.6级地震后,已有40多年没有发生7级以上地震,鲜有6.5级以上强震,在此次地震序列中表现出一种大震缺失的状态,因此,巴颜喀拉块体东南缘主要断裂带的地震危险性值得关注和研究。同震库仑破裂应力及震后粘弹性松弛在解释余震序列分布,分析强震序列相互作用关系及未来地震危险性等方面发挥了重要的作用。比如汶川地震之后,一些研究者利用弹性位错模型计算了汶川地震的同震库仑破裂应力变化,并对龙门山区域未来的地震危险性进行了估计。一些研究者分别计算了汶川地震和芦山地震后周边断层的同震库仑应力变化,以及汶川地震和芦山地震引起的同震和震后粘弹性松弛应力场变化,得到了汶川地震可能有效地促进了芦山地震的发生的结论。在应力演化过程中,震间构造应力加载对强震危险性的作用也非常重要,计算这部分应力积累目前比较流行的做法是采用“负位错”的理论进行计算,这一方法虽然简洁,但假设了断层是完全闭锁的,可能会造成一定误差。本文拟以巴颜喀拉块体区域构造活动作为三维有限元模型的边界约束,综合研究区域介质速度、密度结构最新反演结果计算介质的弹性材料参数,从初始应力场出发模拟在构造应力和重力作用下的现今背景应力场,计算强震序列引起的区域内断裂带震前、震间、震后的应力演化,获得更为准确可靠的应力场结果。利用速率-状态关系计算库仑应力变化对研究区域背景地震发生率的改变,利用泊松概率过程计算研究区域在汶川地震和芦山地震震后未来10年6级以上强震的地震概率及研究区域主要断裂带的6级以上强震发震概率。除以上述准动力学的方法研究巴颜喀拉块体东南缘应力演化及地震危险性,本文还以鲁甸地震为例,研究鲁甸地震从成核区开始破裂,然后扩展直至终止的自发破裂动力学过程,探索影响地震自发破裂位错的主要因素。研究内容:（1）建立巴颜喀拉块体东南缘三维粘弹性有限元模型。（2）模拟巴颜喀拉块体东南缘主要断裂带上1900年以来7级以上强震序列的应力演化过程,并对强震序列对芦山地震的触发作用进行了研究,对比库仑应力场及等效应力场演化结果与背景地震活动的关系。（3）应用速率-状态关系研究库仑破裂应力对汶川地震、芦山地震震后研究区域的地震发生率的影响,应用泊松过程给出研究区域主要断层未来强震发生概率。（4）应用可以描述断层摩擦机制的FAULTS有限元软件对芦山地震断层错动方式,初始破裂点进行了模拟,研究了汶川地震后,断层强度的变化对芦山地震的影响。（5）应用曲线有限差分方法建立鲁甸地震非平面断层自发破裂模型,模拟鲁甸地震在包谷垴-小河断裂上的自发破裂过程,分析影响鲁甸地震自发破裂过程的主要因素。本文的创新点:（1）以三维速度、密度反演结果建立能反映更真实地下介质的三维粘弹性有限元模型;（2）从初始应力场出发,进行数十万年的应力场演化模拟直至获得与现今构造应力场更为吻合的背景应力场用于地震序列模拟;（3）采用泊松概率模型计算地震发生概率时直接基于三维粘弹性有限元模型得到的库仑应力结果,充分考虑了同震、震间和震后效应的影响。同时,在考虑背景地震发生率时采用了更全面完整的地震目录,这可能使得对未来地震危险性的估计更准;（4）对鲁甸地震自发破裂过程进行了动力学模拟,将震间应力积累过程与同震地震破裂过程的模拟结合起来。
二、有限元等数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、有限元等数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展（论文提纲范文）
（1）被动大陆边缘构造-热演化数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 被动大陆边缘构造热演化研究现状 |
| 1.2.2 裂谷盆地构造热演化数值模型 |
| 1.2.3 被动大陆边缘构造热演化动力学机制和数值模拟研究进展 |
| 1.2.4 沉积过程对被动大陆边缘构造热演化影响的数值模拟研究 |
| 1.3 研究目标、内容与思路 |
| 1.4 主要工作量及创新点 |
| 1.5 论文结构与布局 |
| 第2章 数据与数值模拟方法 |
| 2.1 岩石的变形 |
| 2.1.1 应力 |
| 2.1.2 应变和应变率 |
| 2.2 连续性方程 |
| 2.3 动量守恒方程 |
| 2.4 热守恒方程 |
| 2.5 纳维-斯托克斯方程 |
| 2.5.1 牛顿粘性摩擦定律 |
| 2.5.2 纳维-斯托克斯方程 |
| 2.6 岩石流变学 |
| 2.6.1 粘度蠕变 |
| 2.6.2 弹性 |
| 2.6.3 塑性 |
| 2.6.4 Maxwell粘-弹性流变结构 |
| 2.6.5 粘-弹-塑性流变结构 |
| 2.7 剪切生热 |
| 2.8 应变软化 |
| 2.9 二维有限元法 |
| 2.9.1 有限元法简介 |
| 2.9.2 传热过程的有限元分析 |
| 2.9.3 力学问题的有限元分析 |
| 2.10 数值模拟程序设置 |
| 2.10.1 数值模拟程序结构 |
| 2.10.2 构造模型设置 |
| 2.10.3 表面沉积过程 |
| 第3章 拉张速率对被动大陆边缘演化的影响 |
| 3.1 被动大陆边缘拉张速率 |
| 3.2 不同拉张速率下MG35模型实验结果 |
| 3.2.1 对称性大陆边缘 |
| 3.2.2 非对称性大陆边缘 |
| 3.3 不同拉张速率下MG40模型实验结果 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 拉张速率对被动大陆边缘结构的影响 |
| 3.4.2 与南大西洋中段大陆边缘构造演化对比 |
| 第4章 岩石圈流变结构对被动大陆边缘构造-热演化的影响 |
| 4.1 下地壳性质为MG模型实验结果 |
| 4.1.1 MG35模型实验结果 |
| 4.1.2 MG40模型实验结果 |
| 4.2 下地壳性质为AN模型实验结果 |
| 4.2.1 AN35模型实验结果 |
| 4.2.2 AN40模型实验结果 |
| 4.3 下地壳性质为WQ模型实验结果 |
| 4.3.1 WQ35模型实验结果 |
| 4.3.2 WQ40模型实验结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 岩石圈流变结构对被动大陆边缘演化的影响 |
| 4.4.2 断裂演化、基底沉降及热流的关系 |
| 4.4.3 与南海热流实例对比 |
| 第5章 沉积过程对被动大陆边缘构造热-演化的影响 |
| 5.1 沉积过程参数设置 |
| 5.2 对称性被动大陆边缘 |
| 5.2.1 构造演化过程 |
| 5.2.2 基底沉降量 |
| 5.2.3 温度和热流演化史 |
| 5.3 非对称性被动大陆边缘 |
| 5.3.1 构造演化过程 |
| 5.3.2 基底沉降量 |
| 5.3.3 温度和热流演化史 |
| 5.4 小结 |
| 5.4.1 被动大陆边缘基底沉降量、热流和温度时空特征 |
| 5.4.2 沉积过程对基底沉降量和热演化的影响 |
| 5.5 与Mauléon盆地热史实例对比 |
| 5.5.1 Mauléon盆地区域地质概况 |
| 5.5.2 Mauléon盆地镜质体反射率 |
| 5.5.3 Mauléon盆地地温梯度 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）汶川地震同震和震后形变及对地质灾害影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 本文研究内容 |
| 1.3 论文内容概况 |
| 第二章 理论与方法 |
| 2.1 PSGRN/PSCMP简介 |
| 2.2 Pylith简介 |
| 2.3 Trelis软件简介 |
| 2.4 广义Maxwell粘弹性体的本构方程 |
| 2.5 Pylith软件中的有限元解法(伽辽金法) |
| 2.6 本章总结 |
| 第三章 汶川地震在龙门山地区的同震及震后位移的模拟及对松坪沟地质灾害的影响 |
| 3.1 区域背景 |
| 3.1.1 地形地貌 |
| 3.1.2 地层及岩性 |
| 3.1.3 气候条件 |
| 3.1.4 历史地震及滑坡 |
| 3.2 汶川地震的震后形变及应力场计算 |
| 3.2.1 模型构建 |
| 3.2.2 模型参数 |
| 3.3 计算结果 |
| 3.3.1 地表形变 |
| 3.3.2 库仑应力 |
| 3.4 讨论与结论 |
| 3.4.1 讨论 |
| 3.4.2 结论 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 地震同震和震后形变与地表地质灾害关系的有限元分析模拟 |
| 4.1 模型构建 |
| 4.2 计算结果 |
| 4.2.1 同震形变 |
| 4.2.2 震后形变 |
| 4.3 断层倾角对地震同震及震后形变的影响 |
| 4.3.1 模型构建 |
| 4.3.2 计算结果 |
| 4.4 有效弹性层厚度对地震同震及震后形变的影响 |
| 4.4.1 模型构建 |
| 4.4.2 计算结果 |
| 4.5 粘滞系数对地震同震及震后形变的影响 |
| 4.5.1 模型构建 |
| 4.5.2 计算结果 |
| 4.6 地震形变和滑坡分布的关系 |
| 4.7 本章总结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 讨论 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 在读硕士期间发表的学术论文 |
（3）松辽盆地现今应力环境研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 松辽盆地现今应力场研究现状 |
| 1.2.2 地应力测量研究及其进展 |
| 1.2.3 构造应力场有限元数值模拟研究概述 |
| 1.2.4 断裂构造对地应力场影响的研究现状 |
| 1.2.5 存在的问题 |
| 1.3 主要研究内容及研究思路 |
| 1.4 论文的主要创新点 |
| 第二章 松辽盆地区域地质背景 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 松辽盆地及周边构造活动分区 |
| 2.3 主要活动断裂特征 |
| 2.4 松辽盆地地壳深部结构特征 |
| 2.4.1 研究区地壳厚度分布特征 |
| 2.4.2 研究区深部波速结构特征 |
| 2.4.3 研究区地壳泊松比特征 |
| 2.5 地壳形变特征 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 松辽盆地地应力测量及现今构造应力场研究 |
| 3.1 松辽盆地构造应力场背景 |
| 3.1.1 松辽盆地地壳浅层水平主应力值及其随深度分布规律 |
| 3.1.2 松辽盆地地壳浅层水平主应力方向 |
| 3.2 松辽盆地大陆科学钻探松科二井地应力测量研究 |
| 3.2.1 大陆科学钻探与地壳深部地应力测量 |
| 3.2.2 松科二井简介 |
| 3.2.3 ASR法地应力测量原理及方法概述 |
| 3.2.4 松科二井ASR实验设备及测试样品 |
| 3.2.5 ASR古地磁定向方法 |
| 3.2.6 松科二井ASR法地应力测量结果与分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 松辽盆地构造应力场三维数值模拟研究 |
| 4.1 松辽盆地构造应力场三维数值模型构建 |
| 4.1.1 有限单元法简介 |
| 4.1.2 三维地质模型与有限元计算模型的构建 |
| 4.1.3 材料介质参数选取与计算 |
| 4.1.4 约束条件与边界条件 |
| 4.1.5 主要活动断裂 |
| 4.2 模拟结果合理性检验 |
| 4.3 松辽盆地及周边构造单元三维应力场数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 松辽盆地及周边构造单元内主应力值分布特征 |
| 4.3.2 盆地及周边构造单元内主压应力方向特征分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 松辽盆地应力场成因机制探讨 |
| 5.1 深大断裂对该区不同深度应力场特征的影响 |
| 5.1.1 敦化-密山断裂 |
| 5.1.2 依兰-伊通断裂 |
| 5.1.3 嫩江断裂 |
| 5.2 深大断裂及西太平洋板块俯冲对松辽盆地应力场形成的相关性探讨 |
| 5.3 小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简历、攻读学位期间的研究成果及公开发表的学术论文 |
（4）漳州盆地构造演化模式及动力学数值模拟（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题目的及研究意义 |
| 1.1.1 漳州盆地对于区域地质演化的意义 |
| 1.1.2 漳州盆地构造演化的大陆动力学意义 |
| 1.1.3 漳州盆地对于区域新生代构造变形的意义 |
| 1.1.4 漳州盆地对于地热开发的资源效应及意义 |
| 1.2 选题相关方面的研究现状 |
| 1.2.1 中国东南沿海晚中生代以来的构造演化 |
| 1.2.2 中国东部新生代北西向构造研究现状 |
| 1.2.3 西太平洋边缘带的构造格局与演化 |
| 1.2.4 漳州盆地研究现状及存在的问题 |
| 1.3 研究内容与拟解决的科学问题 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 1.5 研究的主要创新点 |
| 第二章 漳州盆地地质概况 |
| 2.1 区域地质概况 |
| 2.2 基底岩系的形成演化 |
| 2.3 盖层岩系的组成与分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 漳州盆地构造特征 |
| 3.1 盆地范围与构造格局 |
| 3.1.1 盆地范围与边界的厘定 |
| 3.1.2 盆地周缘构造的空间组合型式 |
| 3.2 断裂构造 |
| 3.2.1 主要断裂的构造特征 |
| 3.2.2 断裂的地球物理特征 |
| 3.3 节理构造 |
| 3.4 褶皱构造 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 漳州盆地构造运动学特征 |
| 4.1 晚中生代挤压构造变形作用 |
| 4.2 早新生代基性岩脉代表的伸展作用 |
| 4.2.1 基性岩脉的分布和几何特征 |
| 4.2.2 伸展作用形成的各种正断层 |
| 4.3 晚新生代走滑构造变形作用 |
| 4.3.1 基性岩脉叠加后期走滑变形 |
| 4.3.2 走滑断层作用及其伴生构造 |
| 4.4 新生代构造的年代学约束及变形序列 |
| 4.4.1 基性岩脉的年代学特征 |
| 4.4.2 构造变形序列与典型断层的活动时代 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 漳州盆地构造应力场分析 |
| 5.1 古构造应力场地质分析 |
| 5.2 现代地震活动与震源机制解特征 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 漳州盆地构造演化的地球动力学机制 |
| 6.1 成盆前的地球动力学背景 |
| 6.1.1 晚中生代北东向构造格局的继承作用 |
| 6.1.2 早新生代北东向构造体系向北西向转变 |
| 6.2 成盆期的地球动力学机制 |
| 6.2.1 早新生代陆缘带的弧形伸展作用 |
| 6.2.2 晚新生代北西向断裂的左行走滑伸展作用 |
| 6.3 盆地成因机制的地质模型 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 漳州盆地构造动力学数值模拟 |
| 7.1 有限元数值模拟概述 |
| 7.2 漳州盆地动力学机制的简化模型 |
| 7.2.1 陆缘带的弧型构造与弯曲变形机制 |
| 7.2.2 汇聚背景下的陆缘洋壳侧向挤出 |
| 7.3 数值模拟方法与模型设置 |
| 7.3.1 数值模拟算法与控制方程 |
| 7.3.2 模型设置与物质参数和边界条件 |
| 7.4 模拟结果分析与讨论 |
| 7.4.1 汇聚背景下的陆缘带弯曲 |
| 7.4.2 晚中生代古太平洋板片回撤 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）南陵—宣城矿集区成矿过程数值模拟与三维成矿预测（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章、绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 依托项目 |
| 1.1.2 选题依据与研究意义 |
| 1.1.3 拟解决的关键问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数值模拟在地质学与矿床学研究中的应用 |
| 1.2.2 三维成矿预测研究现状 |
| 1.3 成矿过程数值模拟研究技术难点及存在问题 |
| 1.3.1 研究技术难点 |
| 1.3.2 目前存在问题 |
| 1.4 研究目标与研究路线 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究路线 |
| 1.5 研究主要创新点 |
| 1.6 研究工作量 |
| 第二章、研究区地质背景 |
| 2.1 区域地质背景 |
| 2.1.1 构造 |
| 2.1.2 地层 |
| 2.1.3 岩浆岩 |
| 2.2 矿床地质特征 |
| 2.2.1 茶亭斑岩型铜金矿床 |
| 2.2.2 麻姑山矽卡岩型铜钼矿床 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章、研究方法 |
| 3.1 三维地质建模方法与软件 |
| 3.1.1 显式三维建模与相关建模软件 |
| 3.1.2 隐式三维建模与相关建模软件 |
| 3.2 数值计算方法 |
| 3.2.1 有限差分方法与Flac3D软件 |
| 3.2.2 有限元方法与Comsol Multiphysics软件 |
| 3.3 成矿过程数值模拟耦合过程与技术方法流程 |
| 3.3.0 成矿过程数值模拟耦合过程 |
| 3.3.1 基于Flac~(3D)的矿田尺度三维成矿过程数值模拟方法流程 |
| 3.3.2 基于 Comsol Multiphysics 的成矿过程数值模拟技术方法流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章、数据整合及三维地质建模 |
| 4.1 原始数据收集 |
| 4.2 2.5D 重磁联合反演 |
| 4.2.1 重磁联合反演剖面布设 |
| 4.2.2 重磁联合反演结果 |
| 4.3 三维地质建模 |
| 4.3.1 地表数字高程提取 |
| 4.3.2 三维地质建模 |
| 4.4 数据转换 |
| 4.4.1 目标格式选择 |
| 4.4.2 实现数据转换 |
| 4.4.3 三维地质模型转换结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章、矿床尺度成矿过程数值模拟 |
| 5.1 茶亭斑岩型铜金矿床数值模拟 |
| 5.1.1 成矿过程概念模型 |
| 5.1.2 数值模拟简化模型 |
| 5.1.3 数值模拟数学模型 |
| 5.1.4 成矿过程数值模拟模型 |
| 5.1.5 成矿过程数值模拟结果 |
| 5.2 麻姑山矽卡岩型铜钼矿床成矿过程数值模拟 |
| 5.2.1 成矿过程概念模型 |
| 5.2.2 数值模拟简化模型 |
| 5.2.3 数值模拟数学模型 |
| 5.2.4 成矿过程数值模拟模型 |
| 5.2.5 成矿过程数值模拟结果 |
| 5.2.6 岩枝形态敏感性测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章、矿田尺度三维成矿过程数值模拟与成矿预测 |
| 6.1 狸桥-铜山矿田三维成矿过程数值模拟与成矿预测 |
| 6.1.1 成矿过程数学模型 |
| 6.1.2 成矿过程数值模拟模型 |
| 6.1.3 三维成矿过程数值模拟与成矿预测结果 |
| 6.2 宣城-麻姑山矿田三维成矿过程数值模拟与成矿预测 |
| 6.2.1 成矿过程数学模型 |
| 6.2.2 成矿过程数值模拟模型 |
| 6.2.3 三维成矿过程数值模拟与成矿预测结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章、讨论 |
| 7.1 矿床尺度成矿过程数值模拟结果讨论 |
| 7.1.1 茶亭矿床数值模拟结果讨论 |
| 7.1.2 麻姑山矿床数值模拟结果讨论 |
| 7.2 矿田尺度三维成矿数值模拟与成矿预测结果讨论 |
| 7.3 本次工作的进展 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章、结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 南陵-宣城地区区域地层简表 |
| 附录2 Comsol软件主要符号列表 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 1 )参加的学术交流与科研项目 |
| 2 )发表的学术论文(含专利和软件着作权) |
（6）有限元数值模拟法基本原理及其在地质构造变形研究中的应用综述（论文提纲范文）
| 1 有限元模拟的基本原理 |
| 1.1 基本原理 |
| 1.2 模型的建立 |
| 1）地质模型 |
| 2）力学模型 |
| 3）计算模型 |
| 1.3 边界条件的确定 |
| 1.3.1 应力边界条件 |
| 1.3.2 位移边界条件 |
| 3 构造变形中有限元法的应用 |
| 3.1 盆地的相关模拟 |
| 3.2 造山带的相关模拟 |
| 3.3 俯冲带的相关模拟 |
| 3.4 断层的相关模拟 |
| 3.5 褶皱的相关模拟 |
| 4 有限元法在我国大陆构造变形中的应用 |
| 5 存在问题及发展趋势 |
（7）华北克拉通东部太古代构造样式研究及数值模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 abstract 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题依据 |
| 1.1.1 太古宙地壳构造的认识 |
| 1.1.2 鞍山地区存在的主要科学问题及研究现状 |
| 1.1.3 选题依据及意义 |
| 1.2 研究思路和拟解决的关键科学问题 |
| 1.2.1 研究思路 |
| 1.2.2 拟解决的关键问题 |
| 1.3 .完成工作量情况及依托的科研项目 |
| 1.3.1 完成的工作量 |
| 1.3.2 依托科研项目 第2章 研究区基本地质概况 |
| 2.1 鞍山地区太古宙花岗质岩石组合(花岗岩) |
| 2.1.1 始太古代(3.80~3.65 Ga)花岗质岩石 |
| 2.1.2 古太古代(3.35~3.30 Ga)花岗质岩石 |
| 2.1.3 中太古代(3.14~2.96 Ga)花岗质岩石 |
| 2.1.4 新太古代花岗质岩石(~2.5 Ga) |
| 2.2 鞍山地区新太古-古元古界变质表壳岩系(绿岩带) |
| 2.2.1 新太古界鞍山群 |
| 2.2.2 古元古界辽河群 |
| 2.3 鞍山式BIF铁矿的分布特征 |
| 2.4 构造变形特征 第3章 花岗-绿岩带构造变形特征 |
| 3.1 宏观构造特征 |
| 3.1.1 白家坟韧性剪切带 |
| 3.1.2 齐大山韧性剪切带 |
| 3.2 微观变形组构 |
| 3.2.1 白家坟韧性剪切带 |
| 3.2.2 齐大山韧性剪切带 |
| 3.3 岩石有限应变分析与石英C轴 EBSD组构 |
| 3.3.1 分析方法 |
| 3.3.2 有限应变分析 |
| 3.3.3 石英C轴 EBSD组构分析 |
| 3.4 构造变形样式小结 第4章 花岗-绿岩带构造变形的数值模拟 |
| 4.1 数值模拟的研究现状 |
| 4.2 模拟方法及控制方程 |
| 4.3 边界条件的选择与初始模型的建立 |
| 4.3.1 太古宙模型 |
| 4.3.2 现今环境对比模型 |
| 4.4 模拟结果 第5章 太古宙地壳构造样式 |
| 5.1 鞍山地区花岗-绿岩带基底构造样式的形成与演化 |
| 5.2 鞍山地区铁矿富矿体的成因与赋存状态 第6章 结论 参考文献 作者简介及在学期间科研成果 致谢 |
（8）高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 寒区隧道温度场及多场耦合研究现状 |
| 1.2.2 冻土和冻岩冻胀特性研究现状 |
| 1.2.3 寒区冻土冻岩隧道冻胀损伤机理研究 |
| 1.2.4 寒区特长隧道防冻保温技术措施 |
| 1.3 选题依据、研究内容及方法 |
| 1.3.1 选题依据 |
| 1.3.2 主要研究内容和方法 |
| 第2章 高海拔寒区特长隧道冻害及冻胀性分级 |
| 2.1 高海拔寒区隧道及冻害现象 |
| 2.1.1 高海拔隧道主要冻害现象 |
| 2.1.2 寒区隧道冻害因素分析 |
| 2.2 寒区高海拔典型特长隧道调查分析 |
| 2.3 冰碛地层工程特性及冻胀性分级标准 |
| 2.3.1 冰碛地层工程特性 |
| 2.3.2 冰碛地层冻土物理力学参数取值 |
| 2.3.3 冰碛地层冻胀率及冻胀性分级标准 |
| 2.4 冻结花岗岩石及岩体冻胀性分级标准 |
| 2.4.1 裂隙岩石及其冻胀率计算 |
| 2.4.2 冻结花岗岩冻胀性分级标准及依托工程冻胀性分级 |
| 2.4.3 不同冻胀级别隧道防冻要点 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高海拔寒区特长公路隧道风场-温度场研究 |
| 3.1 雀儿山隧道风场-温度场现场测试 |
| 3.1.1 现场监测目的 |
| 3.1.2 风场-温度场现场测试仪器设备 |
| 3.1.3 测点及测试断面布置 |
| 3.1.4 测试时间及频率 |
| 3.1.5 风场-温度场测试结果分析 |
| 3.2 隧道风流场-温度场理论模型 |
| 3.2.1 隧道内风流场及气固换热的基本假定 |
| 3.2.2 洞内风流湍流模型 |
| 3.2.3 风流温度场控制方程 |
| 3.2.4 气固换热及换热系数 |
| 3.2.5 围岩-结构温度场方程 |
| 3.3 基于SST湍流模型的洞内风流场—温度场数值计算模型及参数 |
| 3.3.1 模型主要尺寸参数 |
| 3.3.2 计算参数的确定 |
| 3.3.3 模型建立 |
| 3.4 隧道风场数值计算结果分析 |
| 3.4.1 风向 |
| 3.4.2 气压 |
| 3.4.3 风速 |
| 3.5 隧道温度场分布及变化规律 |
| 3.5.1 洞内气温场 |
| 3.5.2 二衬表面温度场 |
| 3.5.3 围岩温度场 |
| 3.6 现场测试及数值分析结果比较 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 冰碛地层-结构冻胀特性分析 |
| 4.1 寒区冰碛地层隧道冻胀特性的数值计算分析 |
| 4.1.1 热力学参数取值方法 |
| 4.1.2 隧道冰碛地层三维数值模型建立 |
| 4.1.3 冰碛地层数值计算结果分析 |
| 4.2 冰碛地层围岩-结构冻胀力原位测试及结果分析 |
| 4.2.1 原位测试原理和方案 |
| 4.2.2 现场测试结果分析 |
| 4.3 现场冻胀力测试及计算结果比较分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 岩质地层-结构冻胀特性分析 |
| 5.1 雀儿山隧道岩质地层地质及缺陷检测分析 |
| 5.2 岩质隧道热-流-固-损耦合理论模型 |
| 5.2.1 渗流场与温度场的基本方程 |
| 5.2.2 渗流场和温度场的数值分析 |
| 5.2.3 渗流荷载和冻胀荷载 |
| 5.2.4 围岩-结构损伤本构模型 |
| 5.2.5 耦合方程的求解 |
| 5.3 岩体冻胀力数值计算模型及参数 |
| 5.3.1 衬砌背后空洞存水冻胀数值模型的建立 |
| 5.3.2 裂隙水冻胀数值模型的建立 |
| 5.3.3 计算参数的确定 |
| 5.4 衬砌背后空洞存水冻胀计算结果分析 |
| 5.4.1 不同位置空洞存水冻胀对结构内力及位移的影响 |
| 5.4.2 未冻水体积含量对结构应力及位移影响规律分析 |
| 5.4.3 冻胀力作用下结构损伤扩展规律 |
| 5.5 岩体裂隙水冻胀数值计算结果分析 |
| 5.5.1 岩体不同倾角下裂隙水冻胀力对结构受力和变形影响 |
| 5.5.2 冻胀力随裂隙间距变化规律分析 |
| 5.6 富水裂隙围岩-结构冻胀力现场试验及比较分析 |
| 5.6.1 冻胀压力测试结果分析 |
| 5.6.2 衬砌结构内力测试结果分析 |
| 5.7 冻胀压力原位测试结果的比较分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 施工期及运营期防冻措施及效果分析 |
| 6.1 施工期防冻措施及效果 |
| 6.1.1 施工期通风升温系统设计 |
| 6.1.2 施工期通风加热理论计算 |
| 6.1.3 施工期通风升温效果的现场测试 |
| 6.1.4 冰碛地层施工防冻措施 |
| 6.1.5 寒区富水裂隙硬岩地层注浆措施 |
| 6.2 运营期保温层材料选型及参数设计 |
| 6.2.1 保温隔热层材料选型 |
| 6.2.2 敷设保温层隧道气热耦合计算模型 |
| 6.2.3 计算结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的主要学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（9）中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展（论文提纲范文）
| 1 造山带动力学数值模拟的主要方法 |
| 1.1 基本原理 |
| 1.2 几何非线性的计算 |
| 1.3 边界条件的处理 |
| 1.4 网格划分 |
| 1.5 物理场的耦合处理 |
| 2 中国造山带动力学数值模拟的应用现状 |
| 2.1 造山带的隆升模拟—青藏高原 |
| 2.1.1 板块汇聚和碰撞模型 |
| 2.1.2 岩石圈流变机制模型 |
| 2.1.3 重力均衡机制模型 |
| 2.1.4 构造应力场模拟 |
| 2.1.5 三维构造热力模型 |
| 2.2 地幔对流和构造形变数值模拟—天山造山带 |
| 2.2.1 构造形变模型 |
| 2.2.2 地幔对流模型 |
| 2.3 岩石圈拆沉数值模拟—昆仑造山带 |
| 2.4 地震机制模拟—龙门造山带 |
| 2.5 陆内深俯冲模拟—大别造山带 |
| 2.6 弧形构造数值模拟—大巴造山带 |
| 3 造山带动力模拟的趋势 |
| (1) 模型由以二维向三维甚至“真三维”发展。 |
| (2) 高精度 (高分辨率) 的模型使用。 |
| (3) 模型边界条件的复杂化。 |
| (4) 高级求解技术与传统FEM或FDM等方法相结合。 |
| 4 存在的问题 |
| (1) 复杂造山带仍然缺少整体有力的数值模型。 |
| (2) 数值模拟结果的可靠性。 |
| (3) 计算能力满足不了复杂、高精度模型的需求。 |
| 5 结论 |
（10）巴颜喀拉块体东南缘应力演化及鲁甸地震自发破裂模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 abstract 第一章 绪论 |
| 1.1 巴颜喀拉块体东南缘应力演化及地震危险性研究意义 |
| 1.2 研究现状与进展 |
| 1.2.1 地震应力演化研究进展与现状 |
| 1.2.2 应力调整与地震发生概率研究进展与现状 |
| 1.2.3 断层自发破裂模拟研究进展与现状 |
| 1.3 应力演化及地震危险性研究中一些问题及本文研究方法 |
| 1.4 研究内容和方案 |
| 1.4.1 应力演化及强震发生概率研究方案 |
| 1.4.2 地震自发破裂研究方案 |
| 1.4.3 本文研究内容安排 |
| 1.5 本文主要创新点 第二章 地球动力学模拟方法介绍 |
| 2.1 地球动力学基本方程 |
| 2.1.1 基本方程 |
| 2.1.2 Maxwell模型本构关系 |
| 2.1.3 FAULTS模型本构关系 |
| 2.2 有限元方法 |
| 2.2.1 有限元方法的原理 |
| 2.2.2 弹性力学的有限元方法 |
| 2.3 曲线有限差分方法 |
| 2.3.1 弹性动力学方程在曲线坐标系的表示形式 |
| 2.3.2 曲线网格有限差分格式 |
| 2.4 应力演化及断层错动方式模拟过程中一些问题的处理 |
| 2.4.1 断层的处理 |
| 2.4.2 模拟地震的发生 |
| 2.5 断层自发破裂模拟中一些问题的处理 |
| 2.5.1 断层描述 |
| 2.5.2 摩擦准则 |
| 2.5.3 断层格点描述 |
| 2.6 库仑破裂应力计算 |
| 2.6.1 计算原理 |
| 2.6.2 计算方法 |
| 2.7 小结 第三章 巴颜喀拉块体东南缘7级强震序列应力演化对芦山地震的影响 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 模型参数 |
| 3.1.2 模型可靠性检验 |
| 3.1.3 强震参数 |
| 3.2 计算结果 |
| 3.2.1 强震序列库仑破裂应力同震变化对芦山地震的影响 |
| 3.2.2 库仑破裂应力年变化速率 |
| 3.2.3 芦山地震震源处的应力演化 |
| 3.2.4 芦山地震与汶川地震破裂空段应力状态分析 |
| 3.2.5 演化应力场与地震活动的关系 |
| 3.3 讨论与结论 |
| 3.3.1 讨论 |
| 3.3.2 结论 第四章 基于应力变化和背景地震活动分析强震发生概率 |
| 4.1 地震发生概率理论模型 |
| 4.1.1 速率-状态摩擦本构关系 |
| 4.1.2 Dieterich地震发生概率模型 |
| 4.1.3 断层摩擦本构参数与应力扰动持续时间确定 |
| 4.1.4 强震发生概率模型 |
| 4.2 汶川地震后地震发生率及强震发生概率 |
| 4.3 芦山地震后地震发生率及强震发生概率 |
| 4.3.1 应力扰动持续时间确定 |
| 4.3.2 强震发生概率 |
| 4.4 本章结论 第五章 芦山MS7.0地震断层破裂方式的数值模拟 |
| 5.1 龙门山断裂带模型建立 |
| 5.1.1 龙门山断裂带几何模型 |
| 5.1.2 模型的底部边界 |
| 5.1.3 模型的介质参数 |
| 5.1.4 位移边界条件 |
| 5.2 流变强度差异对地壳运动速率的影响 |
| 5.3 芦山MS7.0级地震断层初始破裂点和断层错动方式的数值模拟 |
| 5.4 讨论与结论 第六章 鲁甸地震自发破裂模拟 |
| 6.1 模型 |
| 6.1.1 计算环境配置 |
| 6.1.2 断层结构 |
| 6.1.3 应力状态与动力学参数 |
| 6.1.4 速度结构 |
| 6.2 自发破裂模拟结果 |
| 6.3 鲁甸地震自发破裂影响因素讨论 |
| 6.3.1 断层几何的影响 |
| 6.3.2 背景应力场的影响 |
| 6.3.3 滑动摩擦系数的影响 |
| 6.3.4 等效平面断层 |
| 6.4 本章结论 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 工作展望 参考文献(REFERENCE) 致谢 作者简历 |
四、有限元等数值模拟方法在我国岩石圈构造研究中的应用与发展（论文参考文献）
- [1]被动大陆边缘构造-热演化数值模拟研究[D]. 信延芳. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
- [2]汶川地震同震和震后形变及对地质灾害影响的数值模拟研究[D]. 谢世亮. 中国地质科学院, 2021(01)
- [3]松辽盆地现今应力环境研究[D]. 王斌. 中国地质科学院, 2021(01)
- [4]漳州盆地构造演化模式及动力学数值模拟[D]. 陈维. 中国地质大学, 2020(03)
- [5]南陵—宣城矿集区成矿过程数值模拟与三维成矿预测[D]. 胡训宇. 合肥工业大学, 2020
- [6]有限元数值模拟法基本原理及其在地质构造变形研究中的应用综述[J]. 向用发,卢玺,徐宇浩,樊其志. 四川地质学报, 2019(04)
- [7]华北克拉通东部太古代构造样式研究及数值模拟[D]. 刘昕悦. 吉林大学, 2019
- [8]高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究[D]. 严健. 西南交通大学, 2019(03)
- [9]中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展[J]. 陈振坤,苏金宝,陆艺. 地质力学学报, 2019(02)
- [10]巴颜喀拉块体东南缘应力演化及鲁甸地震自发破裂模拟研究[D]. 廖力. 中国地震局地球物理研究所, 2018(01)