大陆动力学与地质建模

课程编码：1800830708Z1P3001H 英文名称：Continental dynamics and numerical modeling 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：皇甫鹏鹏

本课程将大陆岩石圈作为主要讲授对象，围绕大陆形成、演化及其动力学机制等大陆动力学的基本问题开展讲解，是一门具广泛指引性和高度综合性的地球科学的基础理论学科。大陆动力学是发展板块构造理论的关键，也是国际地球科学界的重点发展方向。通过课程讲授，使学生掌握大陆的起始与演化、保存与改造、流变与变形、超大陆聚散、深部动力学过程的相关概念和理论知识，熟知主要研究方法，了解现阶段板块构造理论与大陆动力学的学科前沿及科学挑战。同时，通过计算地球动力学方法的介绍和数值模型的建立，使学生初步理解和掌握利用数值模拟方法对大陆动力学问题进行地质建模与计算的一般性流程，达到学以致用的目的。本课程强调地球科学各主要相关学科的融合和交叉，着力培养学生大地构造思维和多学科综合研究能力。

普通地质学、大地构造学、高等数学

第一章 概论 2.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 研究对象，研究史略，研究方法，国内外研究现状
第二章 大陆起源与板块起源 4.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 陆壳和洋壳，地球早期增生，岩浆海，原地壳的形成，冥古宙原陆壳
第2节 板块构造的启动时间及机制
第三章 大陆生长与再造 3.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 大陆增生模式和机制，太古宙陆壳的形成与演化，显生宙大陆增生，陆壳削减与增生循环规律及机制，大陆地壳成分演化，大陆岩石圈成分演化
第四章 大陆流变性 3.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 大陆岩石圈流变性及表现，大陆岩石圈分层流变模型，岩石圈热-流变结构，深熔作用/流体对流变行为的影响，实验和天然岩石流变研究
第五章 大陆造山带与大陆深俯冲 6.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 造山带与造山作用，碰撞型造山带，俯冲-增生型造山带
第2节 陆壳俯冲-折返过程及动力学机制
第六章 陆内构造与变形 3.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 板缘造山和陆内造山，陆内构造作用，板块构造的远程效应，陆内独立的构造过程与动力学
第七章 超大陆演化 3.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 超大陆研究背景与意义，典型超大陆聚合、增生和裂解的演化过程及地质表征，超大陆聚散的动力机制，超大陆聚散过程中的环境-生命演化
第八章 典型大陆造山带浅析 6.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 喜马拉雅-青藏高原造山带
第2节 中亚造山带，天山造山带
第九章 计算大陆动力学数值模拟方法 4.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 计算动力学方法简介，控制方程，地质建模步流程
第2节 主要开源程序算法及特色介绍
第十章 程序设计与实践 6.0学时 皇甫鹏鹏
第1节 大陆动力学相关算例设计与计算：大陆碰撞造山演化
第2节 大陆动力学相关算例设计与计算：陆内造山演化

中国科学院大学副教授。主要从事大陆碰撞动力学研究，以大尺度、多场耦合数值模拟为主要方法，聚焦于喜马拉雅–青藏高原造山带，重点研究青藏高原壳幔结构演化、印藏碰撞远场效应和碰撞造山带差异性演化机制。迄今已在国内外地学期刊累计发表学术论文35篇，其中以第一作者发表14篇，分别发表于Nature Communications、Geophysical Research Letters、Gondwana Research、Tectonophysics、Terra Nova、《中国科学》、《地球物理学报》等期刊。主持国家自然科学基金青年科学基金、面上项目各1项；参与基金委重大项目、重点基金及“第二次青藏高原综合科学考察研究”等3项。多次受邀参加国内外学术会议，包括亚太地球科学学会(AOGS)、中国地球科学联合学术会议(CGU)等。同时，还担任中国力学学会地球动力学专业委员会秘书长；与瑞士、澳大利亚多位学者保持长期良好的国际合作，携手促进大陆动力学理论研究。