構造地質的數值模擬需要做什麼
『壹』 構造地質學的研究對象及內容
構造地質學主要研究內動力地質作用所形成的各種地質構造的形態、產狀、規模、形成條件、形成機制、分布和組合規律及其演化歷史，並進而探討產生地質構造的地殼運動方式、規律和動力來源。
『貳』 數值模擬流程
不同的軟體進行數值模擬時所需的參數、計算方法、剖分格式等不盡相同，數值模擬的過程也不同，但大致相同，本文以TOUGHREACT為例介紹CO2地質儲存數值模擬的流程。
（一）研究范圍的確定
一般情況下，獨立的天然水文地質系統是計算區最好的選擇，它具有自然邊界，便於較准確地利用其真實的邊界條件，避免人為邊界在資料提供上的困難和誤差。但是在實際工作中，常常不能完全利用自然邊界，這就需要充分利用勘察和長期觀測資料等建立人為邊界。在確定計算區域時，除了保證范圍足夠大以外，還應使假定的邊界條件盡可能接近真實狀態。
計算范圍的劃定應充分考慮研究目的、區域地質構造、儲層岩性、儲層岩石礦物組成及地下水化學成分等多方面因素。數值模擬時間根據研究目的不同具有不同的時間尺度。就CO2地質儲存數值模擬而言，如果不考慮地球化學作用，封存系統在1000年數量級的模擬時間內基本上已達到平衡或穩定。在劃定邊界時還應考慮CO2在儲層中的擴散距離，與研究區地質模型的孔隙度，滲透率等參數關系密切。為了保證所選模型範圍邊界在模擬期內不影響模擬結果，盡量通過具有相同地質條件的天然CO2氣田（藏）進行類比，確定大體的計算范圍的邊界。如果考慮地球化學反應，由於CO2注入引發的水－岩－氣反應對圍岩岩性改變較顯著，制約著CO2注人的速度和徑向運移的距離等。
（二）明確研究目的
在進行數值模擬以前首先要明確利用數值模擬技術要解決什麼樣的問題。對於CO2地質儲存工程而言，進行數值模擬的目的主要是在CO2地質儲存工程實施前，通過數值模擬技術對工程的選址、方案設計進行優化，工程實施期技術指導、運行期監測及後期CO2泄漏的風險評估等進行預測，以指導項目科學、合理地實施，將CO2泄漏風險降至最低。
研究目的決定著前期資料的收集類型、地質建模的側重點、地質模型離散的精密度以及初始、邊界條件的處理方式等過程。
（三）資料的收集整理
1）通過遙感、綜合地質調查、物探、鑽探和各類樣品測試分析等手段獲取場地深部地層岩性、地質構造、水文地質、水文地球化學、岩石礦物資料和數據；
2）搜集和分析CO2地質儲存場地地質岩性、區域構造格架、活動斷層與地震活動情況等；
3）採用鑽井岩心、測井和地震反射方法，調查CO2地質儲存場地目標儲層和蓋層的空間分布形態，埋深、厚度和規模等；
4）使用X射線衍射、掃描電鏡等方法研究分析封存場地岩石礦物組成、孔隙結構特徵及其物理化學性質；
5）通過採取淺部、深部含水層水樣進行水質全分析，獲得儲蓋層地層水及淺部含水層初始水化學成分。
不同的數值模擬軟體其數學模型的數值解法不同，空間離散方式也不盡相同，所需的模型參數也有一定的差異，表9-1即為TOUGHREACT數值模擬所需要的主要參數。
表9-1 CO2地質儲存模擬過程中需要的主要參數（以TOUGHREACT為例）
圖9-3 網格剖分
網格剖分對計算的精度及計算的效率有很重要的影響。精度越高對模擬結果刻畫的越精細，但是數據的計算量越大，對計算機的要求也越高。建議在進行地質模型剖分時先採用較粗的網格剖分，如果這種剖分方式下模擬結果合理然後再進行精細化剖分，用於對模擬結果更加詳細的刻畫。
2.參數和初始條件
初始條件是指在初始時刻（t=0）時研究區內求解數學模型主要狀態變數的初始值。選擇的應用軟體不同所需的狀態變數數量、種類不同。如TOUGHREACT所需的初始主要狀態變數包括壓力、溫度和組分濃度的空間分布。地質參數包括孔隙度、滲透率、密度、壓力、溫度、毛細壓力等參數值。這些數值一部分採用室內實驗測得，另一部分採用參考文獻的經驗值；地層水的化學成分的初始值採用實際地層水的化學分析，主要是8大離子的濃度、鹽度和pH 等。如果研究區深部地層中的水樣難以獲得，如蓋層，則採用靜態平衡的方法，利用具有與儲層相同鹽度的鹹水與含有原生礦物的地層岩石在原地層環境下進行化學反應，獲取平衡狀態下的地層水化學成分的初始值；通過岩礦分析、電子掃描、Ⅹ衍射等手段，獲得組成CO2地質儲層蓋層的原生礦物成分體積含量初始值，並根據原生礦物的組成合理判斷次生礦物。
從原則上講，初始時刻是可以任意取定的，只要該時刻所需的參數和狀態變數值已知即可。因此我們不應該把初始條件理解為研究系統的初始狀態。具體如何取，應該視問題的需要、資料來源、計算方便與否等因素而定。
3.邊界條件
邊界條件是某一實際問題數學模型具有定解的必要條件之一。地下水流問題和溶質運移問題邊界條件的定義不盡相同，但一般概化為以下三種。
（1）一類邊界條件（Dirichlet條件）
解決水流問題時，此類邊界條件為在邊界上所有點的水頭是給定的；對於溶質運移問題，一類邊界條件是指研究區邊界上的溶質濃度分布已知。解決CO2—水兩相流動問題時，此類邊界條件為在邊界上所有點的壓力是給定的。
（2）二類邊界條件（Neumann條件）
當已知某一邊界的單位面積流入或流出的流量時，可視作解決流動問題的二類邊界；相對溶質運移來講，此類邊界又稱給定彌散通量邊界，即邊界上的彌散通量隨時間變化規律已知。
（3）三類邊界（Cauchy條件）
當研究區一部分滿足一類Dirichlet條件，而另一部分滿足二類Neumann條件時，這類問題稱為混合邊界問題，稱為三類邊界。對溶質運移而言，此類邊界為邊界上溶質通量隨時間變化規律已知。
在CO2地質儲存數值模擬過程中，由於儲層地層多在800m以下，地質模型的頂部和底部根據實際需要可以處理為不透邊界；為了避免邊界對模擬結果的影響，研究區的范圍一般比實際CO2所能運移到的范圍大得多，因此，在處理四周邊界時一般設置為無窮一類邊界或不透邊界。在確定邊界條件時，應根據水文地質條件以及現有的資料來綜合考慮。
4.源匯項處理
在多孔介質中流動和溶質運移的問題中，對流、水動力彌散和溶質源或／和匯，是決定含水層中任一內點上溶質質量時變率的兩大因素。源匯項問題在水質與水量計算中以及正確處理對流－彌散方程和滲流基本微分方程中佔有重要地位。作為源匯項的方式很多，如越流補給、含水層彈性釋放補給以及抽（注）井的補給等。
對於深部鹹水層CO2地質儲存系統而言，系統的頂部一般為具有低滲、低孔的泥岩、頁岩等緻密性岩層，越流補給較難發生。整個CO2地質儲庫系統的源匯項主要指對流（如側向邊界）和抽（注）井。
（八）模型的校正與驗證
模型識別是建立地下流體數值模型最重要的環節之一，正確理解和進行擬合對於提高數值模型的模擬性是至關重要的。在有實測結果的情況下如示範工程，可將模擬結果與實測結果進行比較，對相關參數進行適當合理的調整，使模擬結果在給定的誤差范圍內與實測結果吻合。若誤差較大，應該重新檢驗概念模型的可靠性，甚至重新建立概念模型。在識別校正以後，應採用校正好的模型繼續計算，並與未用來識別校正的實際數據比較，驗證模型的准確性和可靠性。若存在較大誤差，需重復前面的過程。在沒有實測結果的情況下，數值模型的可靠性可通過類比相關資料或根據個人經驗和理論判斷。
（九）模擬預測
模型預測是實施數值模擬技術的主要目的。對於CO2地質儲存工程而言，由於CO2地質儲存技術的提出為時尚短，針對CO2在深部鹹水層中的運移、擴散、與地層水和圍岩產生的化學反應，以及由於CO2灌注引起的儲蓋層物理、化學性質變化研究均處於研究和發展階段。因此，在工程實施過程中急需具有技術指導性的工具產生，避免造成投資的浪費和CO2泄漏等風險的出現。
利用經過識別校正與驗證過的數值模型對CO2地質儲存過程進行模擬預測，有針對性地對模擬數據進行後期處理，如統計分析、比較等手段對結果進行解譯，以此達到場地的優選，目標儲層灌注能力、儲存潛力的評估，CO：擴散運移途徑和速度、不同捕集方式封存量及它們之間的時空轉化等過程的詳細刻畫與模擬模擬等目的。同時可以預測CO2在已有、重新激活或新生成的裂隙中逃逸的可能性及時間、CO2泄漏風險評估以及評價CO2泄漏對淺層地下水的水質、水量及對地表環境的影響等。
上述結果的分析只是數值模擬技術所能解決問題的冰山一角。對於數值模擬結果的處理要根據所研究的目的進行有針對性的提取和解譯。通過對處理後的數據進行總結分析，發現問題從而解決問題，並掌握內在規律，為CO2地質儲存工程的前期設計、工程實施、中期監測管理提供理論支持和科學的技術指導，並可以提前開展風險預測，盡早制定預案防範CO2地質儲存工程實施及運行過程中可能出現的隱患。
『叄』 構造地質學研究的對象及內容
構造地質學來是自地質學的三大基礎學科之一，其研究對象是地殼或岩石圈的地質構造。所謂地質構造是指組成地殼或岩石圈的岩石、岩層和岩體在力的作用下發生變形的產物，如褶皺、節理、斷層、葉理和線理等。
地質構造分為原生構造和次生構造。①原生構造是指在沉積作用或岩漿作用過程中形成的構造，如沉積岩中的斜層理、波痕、泥裂等和岩漿岩中的流動構造、原生節理等。②次生構造是指岩石、岩層或岩體形成之後，在力的作用下發生變形而形成的構造，如褶皺、節理和斷層等。構造地質學側重於研究岩石、岩層或岩體在內動力地質作用下形成的次生構造。但是原生構造通常可以反映出次生構造形成時的地質背景，某些原生構造又是識別次生構造形態、產狀及其變形特徵的重要標志，因此，原生構造同樣具有重要的研究意義。
地質構造的規模有大有小，大至岩石圈內部的結構和巨大構造單元，如板塊或古板塊、造山帶等；小至露頭尺度的構造或手標本的組構，更小的構造甚至需要藉助於顯微鏡才能觀察。
構造地質學主要的研究內容包括以下三個方面：
(1)地質構造的幾何形態、組合型式和分布規律。
(2)地質構造形成的地質背景和運動學、動力學機制。
(3)地質構造的變形序列和構造演化歷史。
『肆』 數值模擬方面
雖然該區的研究很豐富，但是在動力學數值模擬等方面，大部分都是基於對地震的關注，著眼於地殼等淺部的應力分布、變化以及地殼水平運動、形變等問題，並未從地質的角度研究構造形成的機制、深層對淺部形態、應力分布等的控制，以及時空演化、作用過程。
在國內，數值模擬的研究工作在西部，尤其是青藏高原處做的比較多（張貴賓等，2001；傅容珊等，2000），但是涉及我們要模擬的鄂爾多斯和華北的區域的數值模擬相對較少（陳連旺，2001；傅容珊，2000；張東寧，1999；等）。但是陳連旺只涉及到地殼，給出了鄂爾多斯隆起東緣以東的華北地區三維構造應力場的模型，探討的是與地震的關系。他所設計的三維模型思路是很值得借鑒的。張東寧涉及的是動力邊界模擬。傅容珊等用數值模擬的手段研究了印度板塊和歐亞板塊碰撞後40 Ma年以來青藏高原的擠壓、隆升、東亞大陸形變及應力場的演化過程。通過應力場格局與地震、地質觀測相驗證，現代水平形變速度與GPS觀測相結合，證明印度板塊和歐亞板塊的碰撞、擠壓是構成岩石層水平形變和應力場格局的主要驅動力。
從目前國際岩石圈研究發展不難看出，作為一種現代方法技術，動力學數值模擬正在並將繼續起到重大作用，帶動了岩石圈研究的發展。數值模擬技術本身的不斷發展，各種新技術的運用如GPS，使得動力學、數值模擬的研究空間和效率得以拓展。
Martin H.P.Bott教授是一直從事有限元構造模擬的國際知名構造地球物理學家之一。他與他的科研組的研究領域涉及地球動力學模擬的多個方面。他利用有限元分析模擬了大陸裂谷的應力分布，研究大陸裂谷的形成機制（Bott,1992）。1984年研究了岩石圈中構造應力的起源及其與構造活動的關系（Bott and Kusznir,1984）。1989年利用粘彈有限元模擬技術研究了俯沖帶處仰沖板塊和俯沖板塊中的應力狀態以及俯沖帶板塊邊界力（Bott,1989）。1990年模擬了與碰撞山脈相關的應力分布和板塊邊界力，研究了造山帶和邊緣盆地的產生機制（Bott,1990）。1991年模擬了由洋脊推動引起的在被動大陸邊緣兩側海洋岩石圈和大陸中的應力分布及板塊邊界力（Bott,1991）。1992年模擬了把南極洲分成東西兩部分的隆升山脈和與之相鄰的盆地沉降（Bott and Stern,1992）。1993年Bott總結自己的一系列有關論文，研究了上地幔密度異常如何在岩石圈中產生構造應力從而驅動包括板塊運動在內的絕大多數構造活動（Bott,1993）。Bott結合重力異常研究，利用粘彈塑性有限元方法模擬了這種小尺度局部地殼均衡隆升機制以及這其中斷裂的作用，認為這種均衡隆升是下地殼牛頓流體或冪律流體的蠕變引起的（Bott,1999）。Zhang和Bott（2000）模擬了上地殼中由平面高角度逆斷層界定的非對稱盆地的演化機制，為解釋既窄又深的歐洲型前陸盆地（不同於較寬的西加拿大型）是如何形成的提供了一種可能的理論。張貴賓、高銳和肖序常（2001）模擬研究了青藏高原橫過西昆侖和塔里木結合帶的山隆盆降動力學機制。通過這一系列的研究、模擬，形成了比較系統的具有針對性的粘彈塑性模擬技術FEVPLIB。
本文將利用PEVPPLIB技術，基於上地殼、下地殼、岩石圈上地幔和軟流圈具有不同的流變性的粘彈模型，模擬研究華北地區新生代以來的地質、地貌、岩石圈三維結構圖像的形成機制和演化問題。
『伍』 構造地質學的研究指導思想和具體方法
1.構造地質學研究的指導思想
地質構造，是組成地殼或岩石圈的岩層和岩體經歷了漫長地質發展歷史的地殼運動作用而形成的。人們不可能親自觀察到現存的地質構造形成的全過程。雖然在實驗室可以做些模擬實驗，但在規模和時間上都不能達到自然界的同等條件。所以，研究地質構造，要強調以大自然為實驗室，投身於實踐，充分觀察和收集現存的地質構造痕跡；進行綜合、分析、推理；再到實踐中去驗證，修正錯誤的認識。即所謂「將今論古」的方法，又稱為「反序法」。
2.構造地質學研究的具體方法
實踐證明，要做好構造地質學的研究工作，不僅要有正確的指導思想，而且要有完善的行之有效的具體方法。
最基本的方法是傳統的地質測量（地質制圖或地質填圖）。通過在野外對自然露頭的觀察和描述，將獲得的地質現象標繪在一定比例尺的地質圖、剖面圖以及其他地質圖件上，用以表示地質構造在空間的形態。
在地質測量過程中，對地表以下的地質構造的解釋，是根據在地表所見到的地質現象進行推測的。如果地表是被第四紀鬆散堆積層所覆蓋，則對地表以下的地質構造的推測就更為困難。為了正確解釋地表以下的地質構造，還必須採用其他方法和手段，取得地表以下的有關地質資料。例如，槽探、巷探、鑽探、地球物理勘探等，是當前揭露地表以下地質構造不可缺少的方法和手段。
變形模擬實驗是構造研究的重要手段，也是構造中進展比較顯著的一個領域。透射電鏡、電子計算機及高溫、高壓設備的引入，構造模擬已從定性的物理模擬發展到定量的數學模擬；從宏觀的礦物岩石的實驗到微觀的模擬礦物變形實驗；從常溫、常壓條件下的實驗到高溫、高壓條件下的實驗。近年來，構造地質的發展與電子計算機的應用相結合，使構造地質的研究向定量的數理分析方向發展。如應用有限單元法來計算一定區域內的各點應力方向和大小，並由該地區的構造應力場做數學模擬，據此，可與該地區的地質構造特徵進行比較。這些模擬手段的更新不但使地質構造研究深入到超微觀的晶體變形中，而且給不同層次構造的形成條件和形成機制提供科學的依據。
近二三十年來，構造地質學發展迅猛。學科之間的相互滲透，新的技術方法的廣泛採用，使構造地質學的研究領域日益擴大和深入。航空、航天遙感技術的應用和地球物理探測方法的發展，使得對地球構造的研究，從陸地發展到海洋，從地殼表層深入到深層，並可將地球作為一個整體來研究，可與宇宙星體進行類比。
隨著地質構造研究的不斷深入，人們對從地表到地下深處的構造有了更進一步的了解，認識到地殼或岩石圈不同深度區的變形過程、變形機制和變形產物以及構造特點都是很不同的。因而，提出了「構造層次」的概念。構造層次是指在一定變形幕過程中，由於在地殼不同深度因溫度、壓力的不同而引起岩石物性的變化，從而形成各具特色的構造分層，或不同構造階段引起的構造疊加。一般把地殼或岩石圈劃分為淺、中、深構造層次。各層次之間的界限並非等深圈層面，而是常常表現為漸變的過渡帶（或剪切帶）。由於構造作用，特別是逆沖斷裂的推覆作用，可以把地殼深層或上部地幔的岩石推至地表，因而，在地表的構造斷裂帶中可以見到地殼深層和上地幔的岩石零星分布。
『陸』 構造地質學研究生就業如何
構造抄就業還算湊合，當然也不如往年，襲主要是大環境，整個地質行業都不是很景氣。現在構造不太好做，有一部分研究生畢業都比較成問題，因為比較容易的課題不好發文章，也都做爛了，高深的理論比較復雜，不太好做，構造除了地礦方向，如果研究力學的還可以搞岩石力學評價之類的工作，相對的還寬一些
『柒』 為什麼要學習構造地質學
你好
我碩士專業是構造地質學
我認為構造地質學有以下幾點比較重要
1、現專實意義
（1）構造地質對於找礦具屬有重要的指導意義，搞清楚了礦床的構造地質特徵也就搞清楚了礦體的賦存位置，這樣才可以對隱伏礦床進行開采
（2) 構造地質對於預防地質災害具有重要意義，比如大型工程（如大樓、隧道，高鐵等）都不能建在斷裂（斷層）發育的地方
（3）通過構造地質的研究，可以很好的發現地震的活動規律，對一些地區進行地震預報（但不能准確預報地震的時間）
2、理論意義
（1）構造地質學是地質學的重要分支，是認識地球的演化形成、地貌成因等重要未知領域的一個階梯
(2) 構造地質學學科的形成，是人類對所居住地球表面及其內部認識的一個深化過程，是科學發展到一定階段的產物
（3) 構造地質學學科為地質學的發展注入了新的活力，使地質學有靜態向動態發展、有局部真正融入到全球構造的整體發展軌道上來
『捌』 數值模擬方向好，還是開發地質方向好
地質工程專業介紹
1、學科簡介
地質工程是地質資源與地質工程一級學科下屬的版二級權學科，以原二級學科水文地質與工程地質和探礦工程為主體，相互交叉滲透發展起來的，本工程領域涉及到數學、物理學、地質學、油氣及固體礦產的礦產普查與勘探、水文地質、工程地質、岩土工程、遙感地質、數學地質、應用地球物理和應用地球化學、計算機應用技術等學科。
『玖』 計算機技術在地質學,尤其是構造地質學中的應用有哪些方面（麻煩詳細一些）
現在什麼都講究的是數字化，計算機化，而來代替老的手工畫圖，可以加回快工作量，統答一的管理，及所採集的資料不要重復，反正很有用，一般的軟體是用來作圖，比如mapgis,autocad,但是要入庫的話都是用mapgis入庫的，一般不用cad，mapgis的功能是相當的強大，我學了一年還只學到皮毛，但是那些在學校學的更沒用，都是垃圾，都要靠自己自學。自學成才》》》？？？哈哈哈
『拾』 我是學工程地質的，正在讀研，我的研究方向就是邊坡的數值模擬，數值應用到岩土工程中的前景怎麼樣
數值分析在實際工程中當然是有應用的，不過主要的運用比較「高端」，得出專來的數據也就騙騙不懂屬行的甲方，實際中，懂行的技術人員普遍不信任數值分析，因為數值分析中普遍存在「調參」的問題，經過調整過的數據，讓內行人怎麼信任得過。再說了，實際的邊坡計算中，根本就沒有純粹依靠參數計算的，工程人員的工程經驗佔有很大很大的比重。