构造地质的数值模拟需要做什么
『壹』 构造地质学的研究对象及内容
构造地质学主要研究内动力地质作用所形成的各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、形成机制、分布和组合规律及其演化历史，并进而探讨产生地质构造的地壳运动方式、规律和动力来源。
『贰』 数值模拟流程
不同的软件进行数值模拟时所需的参数、计算方法、剖分格式等不尽相同，数值模拟的过程也不同，但大致相同，本文以TOUGHREACT为例介绍CO2地质储存数值模拟的流程。
（一）研究范围的确定
一般情况下，独立的天然水文地质系统是计算区最好的选择，它具有自然边界，便于较准确地利用其真实的边界条件，避免人为边界在资料提供上的困难和误差。但是在实际工作中，常常不能完全利用自然边界，这就需要充分利用勘察和长期观测资料等建立人为边界。在确定计算区域时，除了保证范围足够大以外，还应使假定的边界条件尽可能接近真实状态。
计算范围的划定应充分考虑研究目的、区域地质构造、储层岩性、储层岩石矿物组成及地下水化学成分等多方面因素。数值模拟时间根据研究目的不同具有不同的时间尺度。就CO2地质储存数值模拟而言，如果不考虑地球化学作用，封存系统在1000年数量级的模拟时间内基本上已达到平衡或稳定。在划定边界时还应考虑CO2在储层中的扩散距离，与研究区地质模型的孔隙度，渗透率等参数关系密切。为了保证所选模型范围边界在模拟期内不影响模拟结果，尽量通过具有相同地质条件的天然CO2气田（藏）进行类比，确定大体的计算范围的边界。如果考虑地球化学反应，由于CO2注入引发的水－岩－气反应对围岩岩性改变较显著，制约着CO2注人的速度和径向运移的距离等。
（二）明确研究目的
在进行数值模拟以前首先要明确利用数值模拟技术要解决什么样的问题。对于CO2地质储存工程而言，进行数值模拟的目的主要是在CO2地质储存工程实施前，通过数值模拟技术对工程的选址、方案设计进行优化，工程实施期技术指导、运行期监测及后期CO2泄漏的风险评估等进行预测，以指导项目科学、合理地实施，将CO2泄漏风险降至最低。
研究目的决定着前期资料的收集类型、地质建模的侧重点、地质模型离散的精密度以及初始、边界条件的处理方式等过程。
（三）资料的收集整理
1）通过遥感、综合地质调查、物探、钻探和各类样品测试分析等手段获取场地深部地层岩性、地质构造、水文地质、水文地球化学、岩石矿物资料和数据；
2）搜集和分析CO2地质储存场地地质岩性、区域构造格架、活动断层与地震活动情况等；
3）采用钻井岩心、测井和地震反射方法，调查CO2地质储存场地目标储层和盖层的空间分布形态，埋深、厚度和规模等；
4）使用X射线衍射、扫描电镜等方法研究分析封存场地岩石矿物组成、孔隙结构特征及其物理化学性质；
5）通过采取浅部、深部含水层水样进行水质全分析，获得储盖层地层水及浅部含水层初始水化学成分。
不同的数值模拟软件其数学模型的数值解法不同，空间离散方式也不尽相同，所需的模型参数也有一定的差异，表9-1即为TOUGHREACT数值模拟所需要的主要参数。
表9-1 CO2地质储存模拟过程中需要的主要参数（以TOUGHREACT为例）
图9-3 网格剖分
网格剖分对计算的精度及计算的效率有很重要的影响。精度越高对模拟结果刻画的越精细，但是数据的计算量越大，对计算机的要求也越高。建议在进行地质模型剖分时先采用较粗的网格剖分，如果这种剖分方式下模拟结果合理然后再进行精细化剖分，用于对模拟结果更加详细的刻画。
2.参数和初始条件
初始条件是指在初始时刻（t=0）时研究区内求解数学模型主要状态变量的初始值。选择的应用软件不同所需的状态变量数量、种类不同。如TOUGHREACT所需的初始主要状态变量包括压力、温度和组分浓度的空间分布。地质参数包括孔隙度、渗透率、密度、压力、温度、毛细压力等参数值。这些数值一部分采用室内实验测得，另一部分采用参考文献的经验值；地层水的化学成分的初始值采用实际地层水的化学分析，主要是8大离子的浓度、盐度和pH 等。如果研究区深部地层中的水样难以获得，如盖层，则采用静态平衡的方法，利用具有与储层相同盐度的咸水与含有原生矿物的地层岩石在原地层环境下进行化学反应，获取平衡状态下的地层水化学成分的初始值；通过岩矿分析、电子扫描、Ⅹ衍射等手段，获得组成CO2地质储层盖层的原生矿物成分体积含量初始值，并根据原生矿物的组成合理判断次生矿物。
从原则上讲，初始时刻是可以任意取定的，只要该时刻所需的参数和状态变量值已知即可。因此我们不应该把初始条件理解为研究系统的初始状态。具体如何取，应该视问题的需要、资料来源、计算方便与否等因素而定。
3.边界条件
边界条件是某一实际问题数学模型具有定解的必要条件之一。地下水流问题和溶质运移问题边界条件的定义不尽相同，但一般概化为以下三种。
（1）一类边界条件（Dirichlet条件）
解决水流问题时，此类边界条件为在边界上所有点的水头是给定的；对于溶质运移问题，一类边界条件是指研究区边界上的溶质浓度分布已知。解决CO2—水两相流动问题时，此类边界条件为在边界上所有点的压力是给定的。
（2）二类边界条件（Neumann条件）
当已知某一边界的单位面积流入或流出的流量时，可视作解决流动问题的二类边界；相对溶质运移来讲，此类边界又称给定弥散通量边界，即边界上的弥散通量随时间变化规律已知。
（3）三类边界（Cauchy条件）
当研究区一部分满足一类Dirichlet条件，而另一部分满足二类Neumann条件时，这类问题称为混合边界问题，称为三类边界。对溶质运移而言，此类边界为边界上溶质通量随时间变化规律已知。
在CO2地质储存数值模拟过程中，由于储层地层多在800m以下，地质模型的顶部和底部根据实际需要可以处理为不透边界；为了避免边界对模拟结果的影响，研究区的范围一般比实际CO2所能运移到的范围大得多，因此，在处理四周边界时一般设置为无穷一类边界或不透边界。在确定边界条件时，应根据水文地质条件以及现有的资料来综合考虑。
4.源汇项处理
在多孔介质中流动和溶质运移的问题中，对流、水动力弥散和溶质源或／和汇，是决定含水层中任一内点上溶质质量时变率的两大因素。源汇项问题在水质与水量计算中以及正确处理对流－弥散方程和渗流基本微分方程中占有重要地位。作为源汇项的方式很多，如越流补给、含水层弹性释放补给以及抽（注）井的补给等。
对于深部咸水层CO2地质储存系统而言，系统的顶部一般为具有低渗、低孔的泥岩、页岩等致密性岩层，越流补给较难发生。整个CO2地质储库系统的源汇项主要指对流（如侧向边界）和抽（注）井。
（八）模型的校正与验证
模型识别是建立地下流体数值模型最重要的环节之一，正确理解和进行拟合对于提高数值模型的仿真性是至关重要的。在有实测结果的情况下如示范工程，可将模拟结果与实测结果进行比较，对相关参数进行适当合理的调整，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果吻合。若误差较大，应该重新检验概念模型的可靠性，甚至重新建立概念模型。在识别校正以后，应采用校正好的模型继续计算，并与未用来识别校正的实际数据比较，验证模型的准确性和可靠性。若存在较大误差，需重复前面的过程。在没有实测结果的情况下，数值模型的可靠性可通过类比相关资料或根据个人经验和理论判断。
（九）模拟预测
模型预测是实施数值模拟技术的主要目的。对于CO2地质储存工程而言，由于CO2地质储存技术的提出为时尚短，针对CO2在深部咸水层中的运移、扩散、与地层水和围岩产生的化学反应，以及由于CO2灌注引起的储盖层物理、化学性质变化研究均处于研究和发展阶段。因此，在工程实施过程中急需具有技术指导性的工具产生，避免造成投资的浪费和CO2泄漏等风险的出现。
利用经过识别校正与验证过的数值模型对CO2地质储存过程进行模拟预测，有针对性地对模拟数据进行后期处理，如统计分析、比较等手段对结果进行解译，以此达到场地的优选，目标储层灌注能力、储存潜力的评估，CO：扩散运移途径和速度、不同捕集方式封存量及它们之间的时空转化等过程的详细刻画与模拟仿真等目的。同时可以预测CO2在已有、重新激活或新生成的裂隙中逃逸的可能性及时间、CO2泄漏风险评估以及评价CO2泄漏对浅层地下水的水质、水量及对地表环境的影响等。
上述结果的分析只是数值模拟技术所能解决问题的冰山一角。对于数值模拟结果的处理要根据所研究的目的进行有针对性的提取和解译。通过对处理后的数据进行总结分析，发现问题从而解决问题，并掌握内在规律，为CO2地质储存工程的前期设计、工程实施、中期监测管理提供理论支持和科学的技术指导，并可以提前开展风险预测，尽早制定预案防范CO2地质储存工程实施及运行过程中可能出现的隐患。
『叁』 构造地质学研究的对象及内容
构造地质学来是自地质学的三大基础学科之一，其研究对象是地壳或岩石圈的地质构造。所谓地质构造是指组成地壳或岩石圈的岩石、岩层和岩体在力的作用下发生变形的产物，如褶皱、节理、断层、叶理和线理等。
地质构造分为原生构造和次生构造。①原生构造是指在沉积作用或岩浆作用过程中形成的构造，如沉积岩中的斜层理、波痕、泥裂等和岩浆岩中的流动构造、原生节理等。②次生构造是指岩石、岩层或岩体形成之后，在力的作用下发生变形而形成的构造，如褶皱、节理和断层等。构造地质学侧重于研究岩石、岩层或岩体在内动力地质作用下形成的次生构造。但是原生构造通常可以反映出次生构造形成时的地质背景，某些原生构造又是识别次生构造形态、产状及其变形特征的重要标志，因此，原生构造同样具有重要的研究意义。
地质构造的规模有大有小，大至岩石圈内部的结构和巨大构造单元，如板块或古板块、造山带等；小至露头尺度的构造或手标本的组构，更小的构造甚至需要借助于显微镜才能观察。
构造地质学主要的研究内容包括以下三个方面：
(1)地质构造的几何形态、组合型式和分布规律。
(2)地质构造形成的地质背景和运动学、动力学机制。
(3)地质构造的变形序列和构造演化历史。
『肆』 数值模拟方面
虽然该区的研究很丰富，但是在动力学数值模拟等方面，大部分都是基于对地震的关注，着眼于地壳等浅部的应力分布、变化以及地壳水平运动、形变等问题，并未从地质的角度研究构造形成的机制、深层对浅部形态、应力分布等的控制，以及时空演化、作用过程。
在国内，数值模拟的研究工作在西部，尤其是青藏高原处做的比较多（张贵宾等，2001；傅容珊等，2000），但是涉及我们要模拟的鄂尔多斯和华北的区域的数值模拟相对较少（陈连旺，2001；傅容珊，2000；张东宁，1999；等）。但是陈连旺只涉及到地壳，给出了鄂尔多斯隆起东缘以东的华北地区三维构造应力场的模型，探讨的是与地震的关系。他所设计的三维模型思路是很值得借鉴的。张东宁涉及的是动力边界模拟。傅容珊等用数值模拟的手段研究了印度板块和欧亚板块碰撞后40 Ma年以来青藏高原的挤压、隆升、东亚大陆形变及应力场的演化过程。通过应力场格局与地震、地质观测相验证，现代水平形变速度与GPS观测相结合，证明印度板块和欧亚板块的碰撞、挤压是构成岩石层水平形变和应力场格局的主要驱动力。
从目前国际岩石圈研究发展不难看出，作为一种现代方法技术，动力学数值模拟正在并将继续起到重大作用，带动了岩石圈研究的发展。数值模拟技术本身的不断发展，各种新技术的运用如GPS，使得动力学、数值模拟的研究空间和效率得以拓展。
Martin H.P.Bott教授是一直从事有限元构造模拟的国际知名构造地球物理学家之一。他与他的科研组的研究领域涉及地球动力学模拟的多个方面。他利用有限元分析模拟了大陆裂谷的应力分布，研究大陆裂谷的形成机制（Bott,1992）。1984年研究了岩石圈中构造应力的起源及其与构造活动的关系（Bott and Kusznir,1984）。1989年利用粘弹有限元模拟技术研究了俯冲带处仰冲板块和俯冲板块中的应力状态以及俯冲带板块边界力（Bott,1989）。1990年模拟了与碰撞山脉相关的应力分布和板块边界力，研究了造山带和边缘盆地的产生机制（Bott,1990）。1991年模拟了由洋脊推动引起的在被动大陆边缘两侧海洋岩石圈和大陆中的应力分布及板块边界力（Bott,1991）。1992年模拟了把南极洲分成东西两部分的隆升山脉和与之相邻的盆地沉降（Bott and Stern,1992）。1993年Bott总结自己的一系列有关论文，研究了上地幔密度异常如何在岩石圈中产生构造应力从而驱动包括板块运动在内的绝大多数构造活动（Bott,1993）。Bott结合重力异常研究，利用粘弹塑性有限元方法模拟了这种小尺度局部地壳均衡隆升机制以及这其中断裂的作用，认为这种均衡隆升是下地壳牛顿流体或幂律流体的蠕变引起的（Bott,1999）。Zhang和Bott（2000）模拟了上地壳中由平面高角度逆断层界定的非对称盆地的演化机制，为解释既窄又深的欧洲型前陆盆地（不同于较宽的西加拿大型）是如何形成的提供了一种可能的理论。张贵宾、高锐和肖序常（2001）模拟研究了青藏高原横过西昆仑和塔里木结合带的山隆盆降动力学机制。通过这一系列的研究、模拟，形成了比较系统的具有针对性的粘弹塑性模拟技术FEVPLIB。
本文将利用PEVPPLIB技术，基于上地壳、下地壳、岩石圈上地幔和软流圈具有不同的流变性的粘弹模型，模拟研究华北地区新生代以来的地质、地貌、岩石圈三维结构图像的形成机制和演化问题。
『伍』 构造地质学的研究指导思想和具体方法
1.构造地质学研究的指导思想
地质构造，是组成地壳或岩石圈的岩层和岩体经历了漫长地质发展历史的地壳运动作用而形成的。人们不可能亲自观察到现存的地质构造形成的全过程。虽然在实验室可以做些模拟实验，但在规模和时间上都不能达到自然界的同等条件。所以，研究地质构造，要强调以大自然为实验室，投身于实践，充分观察和收集现存的地质构造痕迹；进行综合、分析、推理；再到实践中去验证，修正错误的认识。即所谓“将今论古”的方法，又称为“反序法”。
2.构造地质学研究的具体方法
实践证明，要做好构造地质学的研究工作，不仅要有正确的指导思想，而且要有完善的行之有效的具体方法。
最基本的方法是传统的地质测量（地质制图或地质填图）。通过在野外对自然露头的观察和描述，将获得的地质现象标绘在一定比例尺的地质图、剖面图以及其他地质图件上，用以表示地质构造在空间的形态。
在地质测量过程中，对地表以下的地质构造的解释，是根据在地表所见到的地质现象进行推测的。如果地表是被第四纪松散堆积层所覆盖，则对地表以下的地质构造的推测就更为困难。为了正确解释地表以下的地质构造，还必须采用其他方法和手段，取得地表以下的有关地质资料。例如，槽探、巷探、钻探、地球物理勘探等，是当前揭露地表以下地质构造不可缺少的方法和手段。
变形模拟实验是构造研究的重要手段，也是构造中进展比较显著的一个领域。透射电镜、电子计算机及高温、高压设备的引入，构造模拟已从定性的物理模拟发展到定量的数学模拟；从宏观的矿物岩石的实验到微观的模拟矿物变形实验；从常温、常压条件下的实验到高温、高压条件下的实验。近年来，构造地质的发展与电子计算机的应用相结合，使构造地质的研究向定量的数理分析方向发展。如应用有限单元法来计算一定区域内的各点应力方向和大小，并由该地区的构造应力场做数学模拟，据此，可与该地区的地质构造特征进行比较。这些模拟手段的更新不但使地质构造研究深入到超微观的晶体变形中，而且给不同层次构造的形成条件和形成机制提供科学的依据。
近二三十年来，构造地质学发展迅猛。学科之间的相互渗透，新的技术方法的广泛采用，使构造地质学的研究领域日益扩大和深入。航空、航天遥感技术的应用和地球物理探测方法的发展，使得对地球构造的研究，从陆地发展到海洋，从地壳表层深入到深层，并可将地球作为一个整体来研究，可与宇宙星体进行类比。
随着地质构造研究的不断深入，人们对从地表到地下深处的构造有了更进一步的了解，认识到地壳或岩石圈不同深度区的变形过程、变形机制和变形产物以及构造特点都是很不同的。因而，提出了“构造层次”的概念。构造层次是指在一定变形幕过程中，由于在地壳不同深度因温度、压力的不同而引起岩石物性的变化，从而形成各具特色的构造分层，或不同构造阶段引起的构造叠加。一般把地壳或岩石圈划分为浅、中、深构造层次。各层次之间的界限并非等深圈层面，而是常常表现为渐变的过渡带（或剪切带）。由于构造作用，特别是逆冲断裂的推覆作用，可以把地壳深层或上部地幔的岩石推至地表，因而，在地表的构造断裂带中可以见到地壳深层和上地幔的岩石零星分布。
『陆』 构造地质学研究生就业如何
构造抄就业还算凑合，当然也不如往年，袭主要是大环境，整个地质行业都不是很景气。现在构造不太好做，有一部分研究生毕业都比较成问题，因为比较容易的课题不好发文章，也都做烂了，高深的理论比较复杂，不太好做，构造除了地矿方向，如果研究力学的还可以搞岩石力学评价之类的工作，相对的还宽一些
『柒』 为什么要学习构造地质学
你好
我硕士专业是构造地质学
我认为构造地质学有以下几点比较重要
1、现专实意义
（1）构造地质对于找矿具属有重要的指导意义，搞清楚了矿床的构造地质特征也就搞清楚了矿体的赋存位置，这样才可以对隐伏矿床进行开采
（2) 构造地质对于预防地质灾害具有重要意义，比如大型工程（如大楼、隧道，高铁等）都不能建在断裂（断层）发育的地方
（3）通过构造地质的研究，可以很好的发现地震的活动规律，对一些地区进行地震预报（但不能准确预报地震的时间）
2、理论意义
（1）构造地质学是地质学的重要分支，是认识地球的演化形成、地貌成因等重要未知领域的一个阶梯
(2) 构造地质学学科的形成，是人类对所居住地球表面及其内部认识的一个深化过程，是科学发展到一定阶段的产物
（3) 构造地质学学科为地质学的发展注入了新的活力，使地质学有静态向动态发展、有局部真正融入到全球构造的整体发展轨道上来
『捌』 数值模拟方向好，还是开发地质方向好
地质工程专业介绍
1、学科简介
地质工程是地质资源与地质工程一级学科下属的版二级权学科，以原二级学科水文地质与工程地质和探矿工程为主体，相互交叉渗透发展起来的，本工程领域涉及到数学、物理学、地质学、油气及固体矿产的矿产普查与勘探、水文地质、工程地质、岩土工程、遥感地质、数学地质、应用地球物理和应用地球化学、计算机应用技术等学科。
『玖』 计算机技术在地质学,尤其是构造地质学中的应用有哪些方面（麻烦详细一些）
现在什么都讲究的是数字化，计算机化，而来代替老的手工画图，可以加回快工作量，统答一的管理，及所采集的资料不要重复，反正很有用，一般的软件是用来作图，比如mapgis,autocad,但是要入库的话都是用mapgis入库的，一般不用cad，mapgis的功能是相当的强大，我学了一年还只学到皮毛，但是那些在学校学的更没用，都是垃圾，都要靠自己自学。自学成才》》》？？？哈哈哈
『拾』 我是学工程地质的，正在读研，我的研究方向就是边坡的数值模拟，数值应用到岩土工程中的前景怎么样
数值分析在实际工程中当然是有应用的，不过主要的运用比较“高端”，得出专来的数据也就骗骗不懂属行的甲方，实际中，懂行的技术人员普遍不信任数值分析，因为数值分析中普遍存在“调参”的问题，经过调整过的数据，让内行人怎么信任得过。再说了，实际的边坡计算中，根本就没有纯粹依靠参数计算的，工程人员的工程经验占有很大很大的比重。