检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

大陆碰撞过程中的多地体变形模式

地球物理学报 2019年第4期62卷 1230-1243页

作者：皇甫鹏鹏李忠海范蔚茗中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室北京100101

几乎所有的大陆碰撞造山带都含有多个增生地体,它们是大陆造山带的重要组成部分.前人对地体拼贴过程及其相应地质记录都做过详细探讨,但对后期大陆持续汇聚过程中的多地体之间的变形行为及拆离模式目前研究得仍较为薄弱.为此,我们以"两... 详细信息

几乎所有的大陆碰撞造山带都含有多个增生地体,它们是大陆造山带的重要组成部分.前人对地体拼贴过程及其相应地质记录都做过详细探讨,但对后期大陆持续汇聚过程中的多地体之间的变形行为及拆离模式目前研究得仍较为薄弱.为此,我们以"两地体"结构为代表,通过系统的动力学模型试验,来探讨多地体流变结构及其几何参数对大陆碰撞动力学过程的影响.模型结果显示,大陆碰撞过程中的地体变形行为主要受控于靠近主碰撞带的地体流变强度(确切来说是地壳流变强度,下同)及其几何宽度,而与远离主碰撞带的地体流变和几何属性关系较弱.同时,模型结果也揭示出大陆碰撞造山带中地体之间的相互俯冲仅发生在靠近主碰撞带一侧地体较宽的情况下,且总是弱地体向相对强的地体之下俯冲.该研究成果不仅对喜马拉雅—青藏高原造山带中地体变形演化给予重要的动力学启示,也对含有多地体结构的碰撞造山带的动力学演化研究提供一定的理论支撑.

关键词：地体变形地体拆离大陆碰撞青藏高原数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于边界点搜索的洞室外域映射函数求解法

岩土力学 2011年第5期32卷 1418-1424页

作者：皇甫鹏鹏伍法权郭松峰熊峥中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029 海南省公路勘察设计院海口570206

弹性力学中,把地下洞室外域变换成单位圆外域的映射函数最普遍的形式是Laurent级数,因而求解级数表达式中的系数则成为求解地下洞室解析解问题的关键。而通过搜索边界映射点的方法,可以得出一种求解映射函数表达式系数的新解法。该法首... 详细信息

弹性力学中,把地下洞室外域变换成单位圆外域的映射函数最普遍的形式是Laurent级数,因而求解级数表达式中的系数则成为求解地下洞室解析解问题的关键。而通过搜索边界映射点的方法,可以得出一种求解映射函数表达式系数的新解法。该法首先初始化一组近似的对应关系,通过这一初始映射关系所求解出来的映射函数,得出单位圆上点的相应的映射点及初始映射洞形,由这些相邻映射点之间的距离,根据等距离比的原则,求出对应的在实际地下洞室边界上的点坐标。再根据这一改进的对应关系,求解出第1次迭代的映射函数,如此循环下去,直到近似洞形与实际洞形足够地接近为止。运用该方法可以灵活控制Laurent级数的项数、迭代循环的次数以及映射洞形的精度。该法能快速求解出各种复杂单个单连通区域洞形的映射函数,尤其对目前工程中常见的复杂洞形,都能得出相当精确的映射函数。

关键词：映射函数地下洞室 Laurent级数边界映射点搜索

大巴山前陆冲断带构造样式和演化过程的数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地质学报 2016年第4期90卷 653-668页

作者：黄光明王岳军赵勇刚皇甫鹏鹏恒泰艾普石油天然气技术服务股份有限公司北京100094 中山大学地球科学与地质工程学院广州510275 大港油田勘探开发研究院天津300280 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

由于大巴山地区处于独特的构造背景,拥有丰富的油气资源,正吸引人们开展日益深入的研究。本文通过有限差分方法,利用平面应变的二维弹塑性本构模型,对大巴山前陆冲断带开展了系列数值模拟研究。结果表明,前陆区拥有相对软弱的滑脱层(含... 详细信息

由于大巴山地区处于独特的构造背景,拥有丰富的油气资源,正吸引人们开展日益深入的研究。本文通过有限差分方法,利用平面应变的二维弹塑性本构模型,对大巴山前陆冲断带开展了系列数值模拟研究。结果表明,前陆区拥有相对软弱的滑脱层(含膏盐岩的中下三叠统),是大巴山前陆冲断带主滑脱面由后陆向前陆逐渐抬升的主控因素。该滑脱层的分布以及同构造沉积的分布限定了主前缘逆冲断裂(镇巴断裂)的位置,通过该断裂,大巴山后陆的强烈缩短应变由深滑脱层(震旦系下部)向南传递至浅滑脱层(三叠系中下统)。镇巴断裂和城口断裂一起,它们的长期活动性,可能调节了大巴山一半以上的总缩短应变。同构造沉积发生后,前陆区浅层侏罗山式褶皱往前扩展的同时,后陆的先成断裂也继续活动并发生顺时针旋转,构成无序逆冲扩展序列。主要断层的逆冲扩展和经典背驮式不同,缩短应变主要由主断层下盘向后陆深部俯冲来实现。模拟结果和大巴山地质原型的近似程度,说明了利用有限差分软件对地质构造进行模拟的可行性。

关键词：大巴山前陆冲断带滑脱层同构造沉积无序扩展逆冲序列剪切强度

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

上地幔俯冲板块的动力学过程:数值模拟

地球物理学报 2019年第7期62卷 2455-2465页

作者：周信许志琴李忠海皇甫鹏鹏张进江中国地质科学院地质研究所北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学实验室北京100049 南京大学地球科学与工程学院南京210023

大洋板块俯冲到地幔转换带,进而可形成不同的形态:板块可以停滞在660km不连续面,抑或穿过地幔转换带进入下地幔.这些不同的俯冲模式可进一步影响到海沟的运动.为更好地理解上地幔中俯冲板片的变形行为以及俯冲过程与海沟运动之间的关系... 详细信息

大洋板块俯冲到地幔转换带,进而可形成不同的形态:板块可以停滞在660km不连续面,抑或穿过地幔转换带进入下地幔.这些不同的俯冲模式可进一步影响到海沟的运动.为更好地理解上地幔中俯冲板片的变形行为以及俯冲过程与海沟运动之间的关系,本文通过建立一系列高精度二维热-力学自由俯冲的数值模型,揭示了俯冲板块在上地幔中的变形方式及其与地幔转换带之间的相互作用过程.模拟结果显示,在俯冲板块与地幔转换带的相互作用过程中,其动力学过程可以分为以海沟后撤主导、海沟前进主导以及稳定型海沟等三种主要动力学类型.对于年龄较老,厚度较大的俯冲板块容易形成海沟后撤型俯冲,俯冲板块停滞在660km不连续面.相反,年龄较小,塑性强度较小的板块容易形成海沟前进型俯冲,俯冲板块穿越660km不连续面.

关键词：俯冲板块地幔转换带海沟运动

板块俯冲带水流体活动及其效应的定量化数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地球科学 2019年第12期44卷 3984-3992页

作者：李忠海杨舒婷刘明启皇甫鹏鹏中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室

为探讨水流体活动对板块俯冲隧道过程及大陆碰撞造山的制约作用,采用热力学和动力学耦合的数值模拟方法,建立了系统的数值模型.结果显示俯冲隧道内的混杂岩存在两种不同的折返路径:(1)平行于俯冲隧道斜向上折返,形成靠近缝合带的高压-... 详细信息

为探讨水流体活动对板块俯冲隧道过程及大陆碰撞造山的制约作用,采用热力学和动力学耦合的数值模拟方法,建立了系统的数值模型.结果显示俯冲隧道内的混杂岩存在两种不同的折返路径:(1)平行于俯冲隧道斜向上折返,形成靠近缝合带的高压-超高压变质岩;(2)近垂直穿过上覆地幔楔侵入地壳深度.这两种差异性的模式主要受控于俯冲带热结构.俯冲带的温度结构控制俯冲隧道内水流体和熔体活动,从而影响上覆地幔楔的弱化程度,最终导致俯冲带内物质的不同运移过程和折返路径.同时,大陆俯冲碰撞带的岩石圈变形和拆沉作用均与俯冲带的流体-熔体活动所导致的岩石圈弱化息息相关.数值模拟结果极大促进了对于板块俯冲带流体-熔体活动及其动力学过程的理解.

关键词：俯冲带流体活动折返拆沉数值模拟地球动力学

海洋板块俯冲作用下上覆大陆岩石层减薄机制的动力学模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地球物理学报 2019年第1期62卷 63-77页

作者：史亚男魏东平皇甫鹏鹏李忠海刘梦雪中国科学院计算地球动力学重点实验室中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

几乎所有大陆岩石层的减薄现象,可能都与海洋板块的俯冲作用相关,但是两者之间的内在联系迄今仍不十分明确,为此,我们设计了一系列包含洋-陆俯冲系统的二维数值模型,来探讨海洋板块的俯冲作用对上覆大陆岩石层变形行为的影响,尤其对大... 详细信息

几乎所有大陆岩石层的减薄现象,可能都与海洋板块的俯冲作用相关,但是两者之间的内在联系迄今仍不十分明确,为此,我们设计了一系列包含洋-陆俯冲系统的二维数值模型,来探讨海洋板块的俯冲作用对上覆大陆岩石层变形行为的影响,尤其对大陆岩石层减薄效应的制约.模型结果表明,海洋板块俯冲过程中的地幔楔熔体对大陆岩石层地幔的热侵蚀以及由熔体上升所诱发的地幔局部对流的强烈扰动会导致上覆大陆岩石层的减薄效应.这种效应不仅表现在横向上的向陆内蔓延,还表现在垂向上的向浅部发展.且多类动力学参数都能制约大陆岩石层的减薄效应.具体地,随着汇聚速率和洋壳厚度的增加,上覆大陆岩石层在横向上的减薄范围越大,在垂向上的减薄程度也越深;而随着俯冲海洋板块年龄的增加,上覆大陆岩石层在横向上的减薄范围增大,但在垂向上的减薄程度会减小;随着上覆大陆岩石层厚度的增加,其横向减薄范围会减小,但在垂向上的减薄程度会加深.本文研究成果能为揭示华北克拉通减薄/破坏的动力学过程提供一定的理论参考依据.

关键词：海洋板块俯冲上覆大陆岩石层减薄/破坏数值模拟

基于高效保角变换的单个复杂洞室围岩应力场解析解研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2011年第S2期30卷 3905-3913页

作者：皇甫鹏鹏张路青伍法权中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029

基于高效的、边界点搜索的地下洞室外域映射函数解法,以及柯西积分公式和弹性力学中的复变函数解法,简化并总结求解单个复杂洞形围岩应力场解析解的一般性步骤,推导出势函数的解析表达式,然后根据应力组合的复势表达式求解出各应力分量... 详细信息

基于高效的、边界点搜索的地下洞室外域映射函数解法,以及柯西积分公式和弹性力学中的复变函数解法,简化并总结求解单个复杂洞形围岩应力场解析解的一般性步骤,推导出势函数的解析表达式,然后根据应力组合的复势表达式求解出各应力分量的解析表达式。在映射函数已知的情况下,利用该表达式能够快速精确地求出任意复杂形状洞室的围岩应力场解析解。通过与数值计算结果相比较,得出该解析解法能够计算出更为精确的应力场,并且求解效率很高。同时,求解直臂马蹄形洞形平面问题的应力场解析解,分析在3种不同远场应力情况下的应力集中情况。最后,结合锦屏一级水电站主厂房的实际情况,求解出开挖后的围岩应力场解析解。

关键词：岩石力学围岩应力场保角变换解析解单洞室柯西积分公式

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

大陆动力学数值模拟:问题、进展与展望

地质学报 2021年第1期95卷 238-258页

作者：李忠海崔起华钟辛易刘明启王杨皇甫鹏鹏中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室北京100049 瑞士苏黎世理工学院地球科学系地球物理研究所瑞士苏黎世8092 北京大学地球与空间科学学院北京100871

大陆动力学是地球动力学的基本组成部分,是板块构造理论的重要拓展,是固体地球科学的核心命题之一。在系统的地质、地球物理和地球化学观测的基础上,数值模拟是探讨大陆动力学过程和机制的有效手段。本文主要基于大陆动力学数值模拟,围... 详细信息

大陆动力学是地球动力学的基本组成部分,是板块构造理论的重要拓展,是固体地球科学的核心命题之一。在系统的地质、地球物理和地球化学观测的基础上,数值模拟是探讨大陆动力学过程和机制的有效手段。本文主要基于大陆动力学数值模拟,围绕大陆形成和演化过程的四个关键科学问题进行总结和探讨。(1)大陆起源与早期地球动力学演化。现今观测到的最早的大陆地壳岩石来自冥古宙,说明地球早期就已经开始大陆地壳的形成;关于当时的构造体制,存在多种不同的模式及其过渡和转换(岩浆洋、热管、滞盖等),该问题的约束甚少,是一个地球动力学的前沿科学问题。(2)大陆岩石圈的稳定性与破坏。大陆岩石圈形成之后经历几十亿年尺度的长时间演化,有些克拉通可以保持大致的稳定性直至现今,而有的克拉通却在显生宙期间经历显著的改造和破坏,无论其稳定存在还是改造破坏,都是值得深入探讨的科学问题。(3)大陆深俯冲与极限折返。超高压岩石折返代表了地球表层物质由浅入深而又由深及浅的物质循环,系统的观测和模拟对该过程和机制已有比较清晰的理解;而近年来观测到的200~350 km的超深折返岩石又提出新的挑战,其模式和机制有待进一步探索。(4)大陆碰撞造山差异性。造山带解析是大陆动力学研究的核心内容,伴随日益精细化的地学观测,也对动力学模拟提出了新的挑战,多地体的复合造山动力学值得进一步探究;同时,青藏高原作为最重要的碰撞造山带,其一级动力学驱动力仍不明确。本文在系统探讨这些科学问题的基础上,进一步提出大陆动力学数值模拟的未来研究方向:一方面是问题导向型,针对上述仍未解决的重要科学问题,尤其是一级控制机制问题,通过创新思路和精细模拟,并与观测进行系统对比分析,最终给出答案;另一方面是技术导向型,极力发展新的数值模拟方法和技术(例如双相流乃至多相流),以适应复杂地质演化中的相变、流体、熔体、地表过程等的模拟需求,这两个研究方向的发展将共同提高大陆动力学过程和机制的认知水平,促进大陆动力学理论的发展。

关键词：大陆起源大陆岩石圈稳定性克拉通破坏大陆深俯冲超高压折返大陆碰撞造山数值模拟

地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

大地构造与成矿学 2018年第1期42卷 60-72页

作者：宋菁菁王岳军范蔚茗皇甫鹏鹏周永智中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与灾害重点实验室广东广州510275 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室北京100101 中国科学院大学地球科学学院计算地球动力学实验室北京100049

岩体中的放射性生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一,但地壳放射性生热率是如何影响大陆俯冲-碰撞的动力学过程,尤其是大陆碰撞区域的热结构演化,尚未获得共识。本文使用热-力学数值模拟方法对上、下地壳放射性生热率进行系统... 详细信息

岩体中的放射性生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一,但地壳放射性生热率是如何影响大陆俯冲-碰撞的动力学过程,尤其是大陆碰撞区域的热结构演化,尚未获得共识。本文使用热-力学数值模拟方法对上、下地壳放射性生热率进行系统的模拟实验,以研究其对大陆俯冲动力学演化过程的影响。模型实验表明,由于大陆上地壳富集U、Th和K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区间较大(1.0~3.0μW/m^3),导致其对大陆俯冲碰撞动力学演化过程的影响较为显著,主要包括进入俯冲通道内的上地壳体积大小、碰撞区域内地壳熔融范围、俯冲下地壳物质折返的规模和两大陆的耦合程度等四个方面。而大陆下地壳则以中-基性岩为主,相对亏损U、Th、K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区域较小(0.2~0.8μW/m^3),致使其对大陆俯冲演化过程的影响相对有限,主要通过控制俯冲下地壳以及大陆板片的粘滞度和流变强度的大小,进而制约大陆俯冲过程下地壳物质折返的规模以及板片倾角的大小。

关键词：放射性生热大陆俯冲地壳熔融俯冲地壳折返板片倾角