俯冲带是将地表过程和地幔深部过程联系起来的纽带。地震层析成像结果显示,不同俯冲带的俯冲板片在地幔中呈现不同的形态特征,有些停滞在地幔转换带,而另一些则进入下地幔。不同地区俯冲带周围地表板块受力和运动状态也存在时空差异,主要体现在海沟的运动状态,以及上覆板块的受力状态,如拉张的弧后盆地和挤压造山运动。数值模拟是揭示影响俯冲动力过程主要因素的重要手段。为了更好地模拟俯冲板片的受力情况,本文模型使用较传统常用模型更符合实际的俯冲板片组分分层结构,并利用矿物相平衡计算方法得到其全面的相变过程及密度结构,然后将其与传统的橄榄石相变参数化密度计算方法相对比。俯冲通道的性质决定了俯冲板片和上覆板片的耦合程度,进而会对俯冲过程有重要影响,本文也对此进行了系统研究。本文的研究结果显示,只考虑地幔橄榄石相变的常用理想模型得到的俯冲过程与充分考虑地幔相变的矿物相平衡计算方法有一定差异。与矿物相平衡计算方法相比,传统参数化方法夸大了橄榄石体系相变的效果,造成俯冲板片停滞在转换带,并且不能形成年轻俯冲板片在下地幔顶部的堆叠。此外,矿物相平衡密度模型显示,海沟的持续后撤、下地幔黏度增加以及地幔中的相变并不能导致俯冲板片停滞在转换带,停滞的躺平板片的成因需要考虑其他的动力学过程。对俯冲通道的研究结果显示,俯冲通道的厚度和黏度对俯冲板片形态和海沟移动速度均有显著影响。高黏度的俯冲通道导致俯冲板片更容易穿过地幔转换带,而较薄的俯冲通道能导致海沟交替出现前进与后退的运动状态。因此,为了准确模拟特定地区的俯冲运动过程及其对地表的影响,未来的动力学模型需要更准确的俯冲板片密度结构,以及对俯冲界面性质更深入的了解。