大巴山弧形逆冲推覆构造是在先期勉略俯冲碰撞构造的基础上,遭受后期陆内逆冲推覆而成的复合型构造,直接受勉略带构造演化的制约。本文采用数值模拟的方法建立了大巴山弧形逆冲推覆构造的几何学及岩石力学模型,通过计算机迭代求解,反演了该地区可能的动力学机制,探讨了大巴山逆冲推覆构造形成的可能驱动力及导致现今构造形态的主控因素、以及岩石材料的力学性质对现今构造形态的可能影响。除了使用已有的数值模拟软件FLAC进行求解,本文使用Python、C++,结合OpenGL研发了更加方便易用的有限差分软件PyFlac及三维可视化建模软件EarthEye,在有限差分模型求解算法及三维可视化方面取得了新的进展。通过大巴山地区的2D平面模型,本文从平面上、几何学上模拟分析了形成巴山弧的主控因素,提出了大巴山地区可能的物质运移模式,从数值模拟角度证实了沿巴山弧断裂存在明显的右旋走滑,并证实了汉南—米仓山地块、武当穹窿、佛坪穹隆、黄陵—神农架地块在巴山弧形成过程中起到了“刚性砥柱”的作用,进一步对比分析了南北大巴山的岩石流变属性及其对巴山巨型逆冲推覆构造形成的作用,计算了南北大巴山在陆内造山开始25Ma后的地壳缩短率,模型的求解结果与已有的区域地质解析结果基本一致。在平面模型几何学模拟的基础上,本文进一步构建了基于岩石力学性质的大巴山地区剖面模型,剖面取自已有的垂直巴山弧断裂的地质平衡剖面,通过数值化求解,探讨了大巴山下部滑脱层(软弱层)的存在对大巴山逆冲推覆构造形成的作用,并证实了在南北大巴山交界的广泛地带,存在大量密集的可能由塑性变形导致的剪切带,这些剪切带首先分割未变形区域,使其形成若干断块,继而在持续的挤压应力下,这些断块向上挤出,可能是形成逆冲推覆的原因之一。在地质体三维模拟方面,本文使用空间插值、可变差分网格、以及地质体三维可视化技术,使用OpenGL和数字高程模型,构建了大巴山地区的高精度真三维地表模型,研发了三维建模软件EarthEye,可用于三维地质体可视化快速建模。该软件可与FLAC软件整合,将可视化建模结果导入FLAC进行求解,将FLAC的求解结果返回进行可视化展示。同时,使用Python编程语言研发了开源PyFlac软件,即基于Python的快速拉格朗日有限差分算法,利用Python众多的数值计算及图形化开源程序库,构建开源的简单高效的针对构造地质的数值模拟工具,希望能对后续研究提供有价值的工具及方法论的支持。