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本论文采用数值模拟的方法对大陆俯冲碰撞带的演化过程和动力学机制进行研究，主要探讨大陆俯冲带中的变质作用以及高压超高压岩石的折返问题。其研究结果可归纳为三个方面:(1)大陆深俯冲和折返的过程与机制，以及在中国苏鲁超高压变质带的应用;(2)“平角度俯冲”和“高角度俯冲”两种不同的俯冲模式对高压超高压变质岩石形成和折返的影响，以及对喜马拉雅碰撞造山带的启示;(3)构造增压对大陆俯冲碰撞带中高压超高压变质作用的影响。 (1)高压超高压变质岩石的形成和折返通常发生在大陆板块会聚的初期阶段，并且经常出现多期次的变质和折返作用，例如苏鲁超高压变质带就是由多个不同时间，不同变质条件的构造岩片叠置而成。基于该地质问题，我们建立了一系列二维数值模型，对大陆深俯冲及高压超高压岩石的形成和折返动力学进行模拟，并对影响该动力学过程的数值和物理参数进行探讨。模拟结果揭示了多期次的折返模式，伴随着周期性的大陆物质“俯冲-拆离-折返”的演化过程。其中，参考模型显示了三期主要的折返过程:(A)第一期高压物质的折返，1.5-2.5 GPa，500-600℃;(B)第二期高压物质的折返，1-2.5 GPa，400-500℃;以及(C)第三期超高压物质的折返，4-5 GPa，700-800℃。第三期超高压物质的折返比第一期高压物质折返晚约10 Ma。该模型结果与苏鲁的地质数据很好的吻合。数值模型还显示，俯冲下去的超高压岩石在浮力作用下从俯冲板片拆离，并水平的插入上覆岩石圈的底部。这些岩石在周围地幔物质的热传导作用下升温至700-900℃，并部分折返到地表，形成高温超高压变质带。 (2)“平角度俯冲”和“高角度俯冲”是大洋岩石圈俯冲的两种端元模式。平角度俯冲主要分布在太平洋沿岸，约占现今板块会聚边界的10％。大陆边缘的俯冲通常紧随着大洋俯冲的完结，然后出现高压超高压变质岩石的形成和折返。数值模型主要揭示了这两种不同的俯冲碰撞模式对高压超高压岩石形成和折返的影响。在平角度俯冲模型中，两个会聚板片紧密结合，因此只伴随着高压岩石的折返。而在高角度俯冲模型中，两个会聚板块之间形成一个较宽的薄弱带，从而产生超高压岩石的折返。同时两个板片的会聚速度对高压超高压岩石的折返也有很大影响。在高速会聚的模型中，即便是平角度俯冲模式也可以产生超高压岩石的折返。而低速会聚模型则容易产生两个板片的相向俯冲。数值模拟结果揭示了喜马拉雅碰撞带的两种可能的模式:(A)空间上的差异俯冲碰撞模式，西喜马拉雅的高角度俯冲形成超高压岩石折返;而中喜马拉雅的平角度俯冲只产生高压岩石折返;(B)时间上的差异俯冲碰撞模式，西喜马拉雅首先与欧亚大陆碰撞，会聚速度快，产生超高压岩石折返;而中喜马拉雅碰撞较晚，会聚速度慢，因此只形成高压岩石折返。 (3)变质岩石学中一般采用静岩压力法则来建立“压力-深度”的转换关系。然而在差异应力及变形的条件下，所有物质（包括地质条件下的岩石）都能够承受一定的构造增压或减压，因此就可以造成实际压力大于或小于静岩压力的情况。理论分析表明构造增（减）压在脆性条件下是十分显著的，但是在韧性条件下比较小。由此我们建立了一系列的数值模型，对地壳和地幔的不同流变参数进行研究，并模拟大陆俯冲带中构造增（减）压的分布和演化以及对高压超高压变质作用的影响。模拟结果显示，在大陆俯冲碰撞过程中，显著的构造增（减）压可能产生于俯冲板片内部，两板片之间的接触带以及上覆板片之中。其中最可能影响自然界中高压超高压岩石温压轨迹的构造增压分布于楔形俯冲带的底部，其数值大约为0.3 GPa，占静岩压力的10-20％。两个会聚板片接触带结合的紧密程度决定了该构造增压值的大小。数值模型还表明，俯冲带中地壳物质（不一定折返）的构造增（减）压作用可分为以下三类:(A)超高压岩石，在中等深度(50-70 km，P=1.5-2.5 GPa)达到最大构造增压(δP≥0.3 GPa)，然后继续俯冲进入构造减压区域(≥100 km，P≥3.0 GPa);(B)高压岩石，在楔形俯冲带的底部(50-70 km，P=1.5-2.5 GPa)达到最大构造增压(δP≥0.3 GPa)，然后折返;(C)比较浅层的低压岩石(≤40 km，P≤1 GPa)，不经历显著的构造增（减）压作用。