[发明专利]一种板块俯冲变形过程的离散元模拟方法、设备以及系统

权利要求书

1.一种板块俯冲变形过程的离散元模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

根据需要研究的地带的地质条件，构建板块俯冲变形构造的理论实验模型；其中，所述根据需要研究的地带的地质条件，构建板块俯冲变形构造的理论实验模型包括：确定基于陆壳及洋壳和发生俯冲作用的基础参数；根据所述基础参数以及所述地质条件基于设定原则建立板块俯冲变形的理论实验模型；所述设定原则包括所述陆壳以刚度小于第一阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳以抗变形能力大于第二阈值且刚度大于第三阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳具有多处可伸缩点的活动基底，且具有向任意方向俯冲的性质；

基于所述理论实验模型建立离散元数值模拟模型；

基于所述离散元数值模拟模型分析所述板块俯冲变形的变形特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基础参数包括陆壳地层厚度、洋壳地层厚度、陆壳地层与洋壳地层的力学参数、俯冲量、俯冲速度以及俯冲角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述理论实验模型建立离散元数值模拟模型包括：

根据所述理论实验模型，构建俯冲板块和陆壳板块的底部及侧向边界；

设置离散元数值模拟模型的岩石力学参数及基底与边界力学参数；

基于所述底部及侧向边界，构建与所述板块俯冲变形所需地质条件相适应的模拟地层；

将所述模拟地层以等厚度划分为不同颜色标记的小层；

洋壳板块以固定速度及特定角度向陆壳发生俯冲作用。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述离散元数值模拟模型分析所述板块俯冲变形的变形特征包括：

通过改变所述离散元数值模拟模型的模拟过程参数，以形成不同的模拟断层样式，并得到对应的模拟数据；

观察不同俯冲角对应的板块俯冲变形过程的变形特征；

基于所述模拟地层与断层变形发育规律，总结在不同角度下板块俯冲变形过程的差异化变形特征。

5.一种板块俯冲变形过程的离散元模拟系统，其特征在于，所述系统包括：

实验模型构建模块，用于根据需要研究的地带的地质条件，构建板块俯冲变形构造的理论实验模型；

模拟模型构建模块，用于基于所述理论实验模型建立离散元数值模拟模型；

板块俯冲分析模块，用于基于所述离散元数值模拟模型分析所述板块俯冲变形的变形特征；

其中，所述实验模型构建模块包括：

基础参数确定模块，用于确定基于陆壳及洋壳和发生俯冲作用的基础参数；

实验模型建立模块，用于根据所述基础参数以及所述地质条件基于设定原则建立板块俯冲变形的理论实验模型；所述设定原则包括所述陆壳以刚度小于第一阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳以抗变形能力大于第二阈值且刚度大于第三阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳具有多处可伸缩点的活动基底，且具有向任意方向俯冲的性质。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基础参数包括陆壳地层厚度、洋壳地层厚度、陆壳地层与洋壳地层的力学参数、俯冲量、俯冲速度以及俯冲角度；所述设定原则包括所述陆壳以刚度小于第一阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳以抗变形能力大于第二阈值且刚度大于第三阈值的砂岩地层为参考，所述洋壳具有多处可伸缩点的活动基底，且具有向任意方向俯冲的性质。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述模拟模型构建模块包括：

边界构建模块，用于根据所述理论实验模型，构建俯冲板块和陆壳板块的底部及侧向边界；

力学参数设置模块，用于设置离散元数值模拟模型的岩石力学参数及基底与边界力学参数；

模拟地层构建模块，用于基于所述底部及侧向边界，构建与所述板块俯冲变形所需地质条件相适应的模拟地层；

模拟地层划分模块，用于将所述模拟地层以等厚度划分为不同颜色标记的小层；

洋壳板块俯冲模块，用于使洋壳板块以固定速度及特定角度向陆壳发生俯冲作用。