波速成果

1. 张本仁的研究成果

1、区域基岩勘查地球化学的探索（1981—1986）
20世纪60年代，张本仁就开始了成矿作用地球化学与勘查地球化学相结合的研究，以期提高矿床地球化学研究的实际意义，并为勘查地球化学的发展提供理论基础。80年代初，他根据上述思路和以往的经验形成了将成矿地质背景、条件和因素转化为地球化学背景、条件和因素，并查明地球化学参数和异常的地质意义；再将控矿地球化学背景、条件和因素转化为异常评价的指标和参数的“两个转化”的构想，试图突破当时勘查地球化学的单一找矿目标和就异常特征评价异常的局限，以及开拓地球化学测量数据用于解决基础地质和成矿问题的途径。
“六五”期间，张本仁和他的科研集体，按此预期目标，以学校与地质队合作的形式，采取区域基岩地球化学测量同矿田和矿带地球化学研究相结合的技术路线，先后通过豫西卢氏灵宝、陕西柞水山阳等6个省市的7个成矿区带研究，取得了突破性的成果，实现了将成矿环境条件诸因素引入异常评价系统、扩大找矿信息的目标；在他所指导的青海赛什塘日龙沟矿带专题研究中，预测出后来经钻探证实了的锡矿盲矿。同时，地球化学研究深化了矿带地质构造及成矿规律的认识，在应用基岩测量数据揭示区域地球化学背景，进行构造单元分界、沉积环境、控矿因素、岩浆岩演化序列、地层对比及火山机构研究等方面均取得了明显进展。这使中国在区域基岩勘查地球化学理论与解决区域地质和成矿问题的深度和广度上，处于国际该领域的前列。这一有特色的研究思路和方法，通过他对地质、冶金、有色系统组织的技术员与工程师三十多次各类短训班的地球化学系统讲课，使近千人素质有所提高，从而对于中国区域地质调查、成矿带研究和基岩勘查地球化学研究的发展起到了重要推动作用。
2、区域地球化学理论与实践的开拓（1987—1991）
20世纪80年代中后期，针对国际范围内尚缺少能适应现代地学和地球化学发展水平的区域地球化学理论方法体系，以致阻碍了已积累起来的大量区域地球化学资料和数据的有效综合，并且不利于区域地球化学研究成果与全球研究的接轨，张本仁和他的科研集体又开展了区域地球化学的探索。在板块构造学说和全球岩石圈新认识的基础上，他提出了区域地球化学研究以区域岩石圈为系统、以各类地质体的地球化学记录为基础、以历史地球化学理论和观点为指导、以地球物质和元素在层圈间的交换和再循环为主线，在区域岩石圈组成和状态的约束下开展区域构造及成岩成矿作用探讨的理论框架，以及相应的一套研究岩石圈深部组成、区域构造和区域成矿规律的方法和途径。
在此有特色的理论构想与配套方法指导下，结合他所承担和主持的地质矿产部“七五”重点攻关项目——“秦巴地区重大基础地质问题及主要矿产成矿规律研究”地球化学二级课题，通过5年的集体努力，于1991年完成了“秦巴岩石圈、构造及成矿规律地球化学研究”报告及成果性专着，开创了在同一区域将岩石圈地球化学研究与区域构造、岩石、成矿地球化学研究有机结合，以解决固体地球科学某些基础理论问题和矿产地质问题的先例。其突出成果有：首次提出秦岭及邻区地壳各结构层与上地幔化学组成和元素丰度，并探讨了岩石圈热结构；系统研究了区域花岗岩类、火山岩、沉积岩的地球化学特征、成因和形成构造环境，并联系区域岩石圈组成和热状态阐明了秦岭花岗岩类及其成矿的特殊性；通过岩石圈化学不均一性的约束、构造环境的多岩类和多岩套的综合判别，以及碎屑岩物源区和沉积水体特征的地球化学鉴别等综合论证的途径，系统探讨了秦岭构造发展历史，包括俯冲造山、碰撞造山、古洋封闭时限等；在区域岩石圈系统特征的约束下，以类比选冶过程的成矿观点为指导，结合区域构造与各类岩石形成过程中元素集中和分散的分析，阐明了秦岭可能的优势和劣势矿产、区域成矿分带的控制因素及主要矿产形成的规律和模式；在岩石圈的层次上，对秦巴地区进行了地球化学省、区、场的划分，并编制了区域地球化学分区图。涂光炽、王鸿祯、李廷栋三院士为首的评审委员会认为：这项研究“在理论体系和方法的特色、完整性上，在研究内容、对象和时空范围的系统和综合性上，在运用其成果阐明秦岭地质构造演化、岩石圈演化、成矿规律的水平和深度上，是国内外没有先例的，达到了国际领先水平”。
3、瞄向大陆动力学的造山带地球化学研究（1992—1996）
在承担国家自然科学基金“八五”“秦岭造山带岩石圈结构、演化及成矿背景”重大项目课题研究中，张本仁和他的研究集体及时地将造山带地球化学研究引导入探索大陆动力学的方向。通过区域壳幔演化和壳幔相互作用及其深部过程研究，约束造山带岩石圈的结构及构造的分区和演化，探讨和揭示造山带发展的运动过程与动力学因素。为此着重采用了多同位素系统和多微量元素联合示踪技术，揭示幔源和壳源岩浆源区及地壳深部和地幔的化学特征与过程；同时开展了岩石圈三维化学结构研究，进行了秦岭岩石高温高压下（传播）地震纵波波速的系统实验测定。经5年实践，于1996年底完成了秦岭重大项目地球化学课题的研究报告。经过进一步加工提炼，于2001年出版了该项目多学科研究成果专着——《秦岭造山带及大陆动力学》(撰写地球化学部分)，并且现在地球化学课题成果专着——《秦岭造山带地球化学》，也在出版过程之中。
研究取得的主要创新成果有：开拓了伊川—宜昌的地球化学断面研究，通过岩石地震波速的实验测定值与地震测深剖面观察值的拟合等途径，建立了秦岭及邻区地壳的结构岩石模型，进而揭示了区域岩石圈的化学和热结构，并对壳、幔中的高导低速带做出了新解释。在4个构造单元内，开展了地壳增生历史、早期地幔性质和演化、Pb同位素填图及微量元素对玄武岩地幔源区化学特征的示踪等研究。据此综合论证了：华北和扬子早期应为独立发展的陆块，南秦岭属于扬子板块，而北秦岭早期应是在扬子板块洋壳洋岛基础上发展形成的微陆块。开展了深部过程的地球化学综合研究，为秦岭元古宙曾发生镁铁质岩浆底侵、商丹古会聚带曾发生洋壳俯冲和壳幔再循环、印支期陆陆碰撞晚期扬子被动大陆边缘（南秦岭）陆壳基底曾俯冲垫置于北秦岭地壳下部、尔后秦岭又发生过岩石圈下部的拆沉等提供了较充实的证据。论证和提出：松树沟和勉略蛇绿岩具有洋壳残片性质，所代表的洋盆均属于扬子板块岩石圈内部裂开类型，它们的地幔源区属于特提斯构造域的地幔类型。由地幔柱源区岩浆活动的论证，初步探讨了秦岭复合造山带发展的动力学特征，后者表现为扬子的裂解和华北的增生。⑥编制了反映区域地壳化学和热结构、构造地球化学分区及壳幔演化的秦岭造山带（四维）地球化学图（1∶100万）。这项研究大大深化了秦岭造山带岩石圈结构、演化及造山过程的认识，揭示了浅部构造与深部过程的联系，架设了沟通地表地质研究与地球物理测深的桥梁，展现出地球化学在多学科研究中的独特作用和优势，提供了改善、充实地学断面地球化学研究及开展造山带系统综合地球化学研究的经验，使秦岭造山带地球化学研究跨入国际的先进行列，部分成果处于领先地位。所编制的秦岭造山带地球化学图，与秦岭造山带大地构造图和秦岭地球物理断面图一起在第30届国际地质大会上展出时，引起国际同行的兴趣与好评。
1997年至今，张本仁和他的科研集体正在进行大别造山带壳幔结构、演化及深部过程的地球化学研究。这个课题是国家自然科学基金“九五”重大项目——“超高压变质作用与碰撞造山动力学”研究的组成部分。

2. 勘察波速成果图和柱状图有什么区别

钻孔是为了采取岩心也是获取地层的资料 为计算矿物储量,水文条件,开采设计等必要。

3. 德国超深钻计划（KTB）

德国大陆超深钻计划（KTB）经过10年选址和准备，于1987年9月开始打先导孔。在利用先导孔做三维反射地震及VSP之后开始主孔钻探与测井，1994年钻到9100m因钻探事故没有打到预期的深度（13km左右）。KTB吸取了科拉等超深钻的教训，拟定了如图9.1所示的施工方案，取得了丰富的经验和成果，也包含了一些失败的教训。

图9.2原苏联国土科学深钻、超深钻计划（1965）

其中SG-3为科拉；位于乌拉尔的SG-4和北高加索的SG-7等尚未达到预定深度

图9.3科拉深钻SG-3的二张钻前预测剖面、实际剖面以及预测与实际柱状图对比（右）

KTB孔址选在德国南部的海西造山带上，图9.5的魏登镇北20km处，其地震剖面和物性柱状图示如图9.6。从图中可见，超深钻的一个地质目标是打到萨克森图林根地块（ST）下方的高速和高电阻率的岩楔（EB），它被推断为碰撞造山时从深部推上来的岩块，在图9.7上EB（Erbendorf Body）表示为P波和S波的强反射带。遗憾的是，由于钻孔未打到预定深度，这一目标没有实现。另外，KTB的另一个目标为了解浅层的埃弗构造带（ZEV）是否外来岩块；由于在4000m深处取得了岩层叶理陡倾的真实数据，否定了ZEV为外来岩块的认识。

在选址阶段，KTB在该区进行了详细的深反射地震调查，其测网示如图9.5,DEKORP长剖面示如图9.6（上），二维测网的6条线（8501～8506）示如图9.5，过8502和8503的剖面段示如图9.6（左下），8502部分示如图9.7（上）。在打完先导孔之后，又进行了三维地震和S波反射地震测量。在图9.7上对比了P波和S波反射，可见在P波2.7s及相应深度S波4.5s处有强P波反射，而没有明显的S波反射，这个强P波反射被解释为高孔隙流体过压层，后为主孔的钻进所证实。同时，在VSP（垂直地震剖面）调查中，首次分离出分裂的快横波（q S₁）和慢横波（q S₂）,VSP地震记录见图9.7下.qP为直达纵波。这些成果极大地丰富了横波勘探和地震各向异性的理论和应用，使应用地震学前进了一大步。与此同时，KTB测试还发现，地球的磁场随深度的增加要比偶极子模型快很多（图9.8）.这一结果说明，粘滞剩磁在地壳深部起更重要的作用。我们知道，总磁化强度为感应磁化与剩余磁化强度之和，而剩磁有稳定和粘滞性两种类型。稳定剩磁的方向为冷却成岩时古地磁场方向，而粘滞剩磁为现代地磁场方向，它加在感应磁化上。地磁场的感应磁化磁场符合偶极场的方程，如图9.8中的斜线所示。KTB实际测量结果在2km以下比偶极场大很多，这是粘滞剩磁在起作用。KTB的这一发现对我们认识地壳铁磁及反磁性物质分布和磁测资料解释都产生重大影响。例如，有人据此认为，在地壳深部居里点温度以上的环境中，岩石仍可具有磁性。另外，KTB已证实了钻孔揭露的许多高倾角岩性界面没有对应的反射信号。除了在地球物理方面的重大成果外，KTB在地质和钻探等方面也取得了丰硕成果。例如，发现了3400km处含大量卤水的开裂带，在4000m处取得了7.9×10⁴L的结晶水样，含盐度60g/L，并含有大量气体，并查明了该区地壳流体来源、成分和运动规律。KTB还成功地发展了地球化学测井等技术，可大大降低取心率。目前，KTB已建成长期观测实验室，并成为欧洲的一个旅游点。

图9.4科拉SG-3深钻流体－地化作用参数图

从左到右，钻探岩心柱，变质相，变质流体活动方向，岩石中水及金属元素含量

图9.5莫尔达努比（MN）地块和萨克森图林根（ST）地质图

粗线为DEKORP剖面，细线为KTB剖面。A：中欧出露的华力西期基底和Kossmat确定的构造带；RH—莱茵海西地块；ST—萨克森图林根地块；MN—莫尔达努比地块。小方框内为超深钻研究区。B：主要构造单元地震反射剖面，1—变质推覆体；2—下部推覆体；MM—明斯贝尔地块；ZEV—埃尔本多夫弗恩施特劳斯构造带；ZTT—特拉陶斯带；3—ST;4—MN

图9.6KTB反射地震和物性柱状图

DEKORP区域剖面（上），过KTB8502的反射剖面（左下），波速与电阻率（右下）。剖面位置及符号见图9.5。EB为Erbendorf体，其反射见下图

4. 声波检测的应用

(1)在地质灾害勘察中的应用

声波测试技术在地质灾害勘察中的应用主要可以分为以下两个方面:一是工程场地及灾害地质体的勘察，包括:第一，断层、破碎带、滑坡体滑床等勘查;第二，探测地下岩溶、古洞、空洞、埋设物、矿区采空区等的空间位置及规模;第三，查明地下构造、渗漏带、水流通道和方位，圈定破碎带位置和范围;第四，建筑物地基、铁路、公路路基等不良地质体检测，水电站、核电站及大型桥梁桥墩选址勘查。二是对地质灾害防治工程施工过程中的监测及检测，包括:第一，岩体灌浆补强施工质量检测;第二，混凝土灌注桩完整性检测;第三，地面混凝土构筑物强度检测与评价;第四，地面混凝土构筑物缺陷(裂缝、空洞、不密实区等)检测;第五，边坡、洞室岩体爆破后松动范围检测;第六，喷锚支护法喷射混凝土厚度检测。

在关塘口滑坡勘察中的应用。关塘口滑坡位于重庆市万州区，滑坡区第四系地层广泛分布，有人工填土、滑坡堆积、坡积、崩积。上部岩性为第四系人工填土(以粉质粘土为主，夹砂、泥岩碎块石);崩滑堆积(为太白岩老崩滑体，分布整个滑坡区，为粉质粘土为主，夹砂、泥岩碎块石及砂岩孤石)。下部岩性为侏罗系中统上沙溪庙组，主要由紫红色泥岩和灰色砂岩组成，岩体完整，分布稳定。测试采用全波列单孔声波测井，使用的仪器是SSJ－4D全波列声波测井仪。工作主要是在设计勘察范围的上、中、下部的控制性勘探孔内进行的，覆盖了整个工区范围的各条剖面线。通过对各钻孔的声波测井曲线分析、对比、归纳，表5.5列出了根据所测声波曲线、钻孔资料，综合该区域地质情况得出的关塘口滑坡各地层岩性纵波波速结果。

表5.5关塘口滑坡主要地层岩性波速值

(2)在测井中的应用

图5.34是声波测试成果图与钻孔柱状图(ZK3钻孔)的对比图。该图包括钻孔柱状图、时差曲线、波速曲线、地质波速分层四部分。

图5.34声波测井成果图与钻孔柱状图的对比图

时差曲线是经原始数据计算处理的时差数据曲线。波速曲线是声波测井原始数据经过专业计算机软件处理后的重要成果，是判断、划分岩层和滑带的主要依据。波速曲线图较直观地反映了所测钻孔的波速变化情况，即地层、岩性变化情况。同时结合时差曲线和波速曲线给出了最终划分岩层的成果。孔声速变化特征表明波速大致可分为两部分，上部波速普遍较低(平均速度为1850m/s)，曲线变化幅度较大，曲线形态呈锯齿状，反映为松散粘土夹碎块石地层。下部波速普遍较高(平均为3100m/s)且变化幅度不大，曲线较平直，判断为完整的砂岩层。20.5～24m钻孔资料表明完整岩体内部存在裂隙破碎带。

由于场地条件复杂，地层破碎较严重，塌孔较多，大部分钻孔上部有套管护壁无法取得记录，故上部覆盖层中的滑带无法确定。依据声波测试成果推断解释的滑带，为上部覆盖层与下伏基岩的岩性分界部位。图中ZK3号钻孔的滑带位置在18.5m处。可以明显地看出此井段的声波速度、幅度及频率都发生了变化。可以看出声波测井记录与钻探所描述的情况相吻合，测试效果较好。

5. 大地面波测深

(一)大地面波测深方法简介

地球表面的任何地方都在不停的颤动着,由于这种颤动,使地表位移很小,俗称微动。此类微动主要是以弹性波的形式传播,其主要成分为面波(瑞雷波和拉夫波)。大地面波测深法就是利用天然地表微动中传播的面波,反演地下地质构造的一种新的地球物理勘探方法。

面波(SurfaceWave)主要指瑞利波(Rayleigh Wave),是沿地面表层传播的一种弹性波。面波在传播过程中携带着大量的地下地质情况的信息,在传播过程中,其主要能量集中在半个波长(λ_R/2)范围内,这半个波长即层的厚度。其频散曲线(V_R-f或V_R-H(αV_R/f))的变化规律主要与地层的厚度和波速有关。因此利用频散曲线通过反演可得到各地层的厚度和波速值,自上而下累加各层厚度,可得到目的层的埋深。波速值的大小,反映了地层的岩性和物理力学性质,这样就实现了地质勘查的目的。

一般用下式定义面波的勘探深度H

沉积盆地型地热田勘查开发与利用

式中:H为勘探深度(m);V_R为面波传播速度(m/s);f为面波的频率(Hz);α为波长深度转换系数(无量纲)。

由上式可以看出,面波的频率越低,勘探深度越大,反之则越小。使面波的频率由高向低变化,分别测出每个频率的V_Ri值,就实现了由浅部向深度的勘探。

(二)天津地区波速特征

由于地下热水的形成往往与近期的地壳活动有密切关系,特别是高温地带的微地震活动比较活跃。所以,通过微地震的观测与研究对圈定地热异常范围具有一定的意义。综合天津地区及其他地区的测深成果,统计得出天津地区主要地层波速变化范围及平均值,见表3-5。

表3-5 天津地区地层波速(Vr)统计表

从上述统计结果分析,随着地层时代由新到老,波速变化不同。一般情况下,埋深增大,岩石密度加大,波速值也增高。第四系波速值一般小于1300m/s,明显小于其他地层的波速,为低速层。其他地层之间如石炭系—二叠系与寒武系—奥陶系、寒武系—奥陶系与青白口系、青白口系与蓟县系间的波速差异也十分明显,形成主要的波速界面,其中石炭系—二叠系与青白口系为低速层,寒武系—奥陶系与蓟县系为高速层,蓟县系波速值最高,一般大于2700m/s。可见,利用大地面波测深方法能较容易地将新近系、古近系、蓟县系与其他地层区别开来。

6. 理正单孔剪切波速测试成果表怎么出

现在有知道的么，我也碰到这个问题了

7. 声速与温度

声音的传播速度一般来说只跟介质有关,相同的介质在不同的条件下传播速度会有一些不同,但这都是科学研究的成果,也不必细究,下面有具体说声音与气温的关系.

声音是发声体以声波的形式所进行的能量传播。一般来说，声音传播的距离大或是速度慢，能量消耗就大，倘若声波的能量全部消耗在传播途中或是声波改变方向，人的耳朵就听不到声音了。而声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大，通常说的声速每秒340米，其传播介质是15℃的标准空气。事实上，我们身边的空气是不可能“标准”的，它的状况与各种气象要素的组合（也就是天气的状况）密不可分。

研究表明，声音的传播速度与温度是成正比的，在近地层中，当气温随高度增加而降低时，声音的传播速度随高度增加而减小，声音的射线就会向上弯曲（俗称“声音起飞了”）；反之，当气温随高度增加而升高，声音的传播速度就会随高度增加而增加，声波射线呈向下弯曲状，给人的听觉就是“声音在下沉”。

在阴雨天气的白天，空气温度相对较低，越靠近地面，空气温度越高，声音的射线向空中弯曲，因而地面上的人就不容易听到远处的声音。在天气晴朗时的傍晚，太阳落山以后，地面热量开始向空中辐射，使得在一定范围内，空气温度随着高度增高而上升，声音射线向下方弯曲，声能多半沿地面传播，能量损失小，人耳便容易听到声音，我国民间总结出的“火车叫得响，天气准是好”，便和这一规律不谋而合。基层气象工作者还把夏日傍晚的雷声大小，作为天气预报的辅助指标。

夏秋季节的中午，下垫面受热升温，裸地最高温度可达60℃以上，水泥、柏油路面的温度更高，相比之下，空气温度就显得较低（气温一般是不会超过40℃的）。所以在夏季的中午，四周环境显得非常静谧，是午休的好时机。而到了消暑纳凉的夜晚，地面早已冷却，空气温度降幅较小，声波向下弯射，所以四周声音听得较清晰，尤其在下垫面多为泥土的乡村，传声效果更为明朗

8. 赫兹的故事

赫兹的故事

德国物理学家H·赫兹(1857～1894年)，虽然只活了短短37年，却作出了两大发现：一是在实验上证实了麦克斯韦预言的电磁波；二是发现了光电效应。

19世纪70年代，当赫兹开始科学活动时，人们对电磁现象的认识，还处于莫衷一是的状态。麦克斯韦的电磁理论刚刚提出，由于这个理论用到了比较高深和新颖的数学工具，并且由于牛顿力学的概念已经深入人心，以及宏观力学现象的直观性，它并没有被普遍接受，许多物理学家仍然局限在机械论的框框内，企图依照力学理论的框架来建立电磁理论。麦克斯韦理论的关键是位移电流和电磁波。理论上预言了电磁波的存在，又提出光是电磁波的一种。电磁波应该有很宽的频率范围，光波的频率范围只占其中的一小段。要证明麦克斯韦理论的正确，就必须用实验证明别的频率的电磁波的存在，它也以光速传播，并且也和光波一样，具有反射、折射、衍射、干涉、偏振等性质。因此，1879年，柏林普鲁士科学院悬赏征求对电磁波的实验验证。

赫兹是亥姆霍兹的学生，亥姆霍兹很赏识他，师生间一生都保持着亲密的友谊。亥姆霍兹把当时的电磁学领域称?quot;无路的荒原"，为自己定下了对这个领域进行全面研究的任务，企图理清这种混乱状态；事实上，柏林科学院的悬赏征答题就是亥姆霍兹拟订的。受其影响，赫兹深入研究了电磁理论。他决心进行科学院悬赏征答的实验。不过由于其它工作，这件事一搁就是几年。

赫兹确证电磁波存在的实验是在1887～1888年完成的。他所用的电磁波发生器和检测器。左边是发生器，由两个距离很近的小铜球各自通过长30 cm的铜棒与一个大铜球连接而成。两个大铜球相当于电容器的两块极板，它们之间有电容，铜棒有电感。把感应圈的输出接到两个小铜球上，对电容充电。到一定电压时，两个小铜球之间产生火花短路，发生器就成为一个LC回路，电容上的电荷通过火花放电，产生频率很高(因为回路的电感、电容很小)的振荡。由于电容器的形状，电场弥漫在整个空间，产生向外传播的电磁波。右边是检测器，由一根铜线弯成圆形(赫兹采用的半径是35 cm)，两端焊接两个铜球而成，二球之间的距离可以调节。它也是一个振荡回路，两球间的电容就是回路的电容，回路的固有频率由其电感和电容决定。为了检测时效果显著，把检测器调到与发生器谐振。这样，当电磁波到达时，检测器的圆形铜线上感生出电动势，回路内产生强迫振荡，由于谐振，检测器内回路产生强烈的振荡，这时，火花隙中会出现火花，就可检验电磁波的存在。 赫兹还通过把检测器移到不同的位置，测出电磁波的波长为66 cm，这是光波波长的106倍。根据波长和计算出的振荡频率，可算出波速等于光速。

后来赫兹还实现了波的反射，验证了反射定律；并使原始波与反射波叠加产生了驻波，从而确证发生了干涉。赫兹还让电磁波通过沥青棱柱发生折射；通过带孔的屏蔽观察到衍射；通过平行的导线栅网产生偏振；还用柱面金属屏使电磁波聚焦。这些实验结果表明电磁波的性质与光波相同。这样，赫兹就从实验上证明了麦克斯韦理论的正确，电磁理论开始被众多科学家所接受。到19世纪末，麦克斯韦理论在电磁学中已占统治地位。

赫兹在电磁波实验中还顺便发现了光电效应。1887年，他发现当检测器振子的两极受到发射振子的火花光线照射时，检测器的火花会有所加强。进一步的研究表明这是由于紫外线的照射,紫外线会从负电极上打出带负电的粒子。他将此事写成论文发表，但没有进一步研究。

1894年，赫兹死于牙病引起的血毒症，去世时还不到37岁。为了纪念赫兹，他的名字被用作频率单位的名称。

赫兹不但是一个优秀的实验物理学家，而且有很好的理论素养。他于1884年在电磁理论中引进了矢量势A，并且于1890年把麦克斯韦方程组从其原来的形式(共8个方程，其中6个矢量方程)改写为简化的对称形式，只包括四个矢量方程，沿用至今。他的体系严整明快，加速了麦克斯韦理论的流传。他还写了一本《力学原理(用新形式表述)》，在他身后出版，这本书不仅对前人的成果进行了再表述，还包括了他自己的某些新思想。

虽然赫兹青年时代学过工程，做电磁波实验时又是在工科大学任教授，但他追求的是对自然基本法则的理解，对电磁波的实际应用并不关心。发现电磁波后，他转而深入研究麦克斯韦理论和力学基本原理。加以他英年早逝，因此赫兹本人并没有考虑过用电磁波传递信息的可能性。但是，缺口已经打开，条件已经成熟，赫兹已经替马可尼、波波夫等搭好了舞台，无线电的发明乃是历史的必然。许多人投身于电磁波应用的研究,在赫兹去世后一两年内就拿出了具体成果，并且一发而不可收，无线电电子学在整个20世纪内高速发展，造就了今天的信息时代。

9. 爱因斯坦的成就都有哪些相对论的主要内容是什么

爱因斯坦是德裔美国物理学家（拥有瑞士国籍），思想家及哲学家，犹太人，现代物理学的开创者和奠基人，相对论——“质能关系”的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者（振动的粒子）——不掷骰子的上帝。 1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

主要成就：提出相对论及质能方程
解释光电效应
推动量子力学的发展

代表作品：《论动体的电动力学》，《广义相对论的基础》

10. 地球物理资料的启示

8.2.1.1 大地电磁测深资料

中国东部包括秦岭-大别地区在内，不少地幔的电性结构图件及成果中报道了存在两个甚至多个高导层（刘国栋，1986；徐常芳，1996），在东乌珠—丹东，爱辉—四平—德州—随县—广州，平遥—曲阜—连云港及诸城地区，第一高导层在50～120km之间，第二高导层＞200km（徐常芳，1996）；秦岭造山带内部第一高导层深度为80～100km，第二高导层为220km；在湖南平江（扬子块体内）第一、第二高导层十分接近，深度为180～200km。两高导薄层之间的电阻率高，或显示变化较大的特征。在爱辉—广州的剖面上，地幔第一高导层的起伏与大地热流值有较一致的对应关系；和P波低速层也有较好的对应，但并不重合。这些成果显示，刚性层圈和软弱层圈之间的界线并不是一个简单的边界，而是存在有高导、低导相间互层的过渡地带。

8.2.1.2 三维地震层析成像

据袁学诚（1996）发表的中国东部某些地区的地震层析剖面显示，在地幔一定范围内高速和低速体形成陡接触并存的配置格局，并非高低速体都呈水平层状排布。图8-2中的Q₃（右上方）为横过秦岭造山带的简化剖面，在莫氏面（图中的横线）以下60km之上，为中速区并含少量低速区，60km以下，情况复杂，有“蘑菇云”状的低速体、高速块体和过渡区，它们不呈水平层状。

徐佩芬

徐佩芬：中国科学院地质与地球物理研究所博士后出站报告，2001年。所做的横过大别地区的地震层析资料（参见文后彩图8-3）同样也显示了与图8-2相似的格局。图8-3黄石-蚌埠段相当于横穿大别山的部分。限于地震层析资料的精度，粗略估计，出现低速物质的最小深度约为50～60km，在低速层为主（约50～150km）的上部（50～100km）仍保存有若干高速块体。整个从黄石-蓬莱东的断面显示了深部（150～300km）低速体呈直立而在50～150km处大体呈“蘑菇云”的伞状部分。在图8-4信阳-黄骅的断面中

徐佩芬：中国科学院地质与地球物理研究所博士后出站报告，2001年。，上述情况显示的更为清晰，薄的低速层出现在50～60km，60～100km的范围内，高速、低速体并存现象明显，残留的高速体十分醒目，100～150km以低速层为主，以下为高、低速体垂直并存。在这两个横过和邻近秦岭-大别的剖面中高低速体分布如表8-1。

根据上述两个剖面的资料，以低速体为主的部分分布在100～150km，高、低速体同时垂直并存地带分布在50（60）～100km以及150～300km的两个地带，这两个带可分别称为L/A作用I带和L/A作用Ⅱ带。尽管两个剖面中不同地段（如60～100km处）高、低速体出现的比例有所不同，但还可以进行粗略的对比。本书认为高、低速体垂直并置的地带可能是岩石圈/软流圈相互作用的有利地带。

应用爆破地震测深及天然地震层析呈像成果编制的三维地震模型（朱介寿，曹家敏

朱介寿，曹家敏，2002项目汇报材料。），沿北纬35°剖面线上，总体上高、低速体呈现垂直并置的格局，在东秦岭范围内从东经106°到122°之间，自莫霍面处波速从7.8km/s向下递增，不明显的低速层出现于70～80km处，至250km附近，其间基本上是高、低速体互层，250km以下波速则稳定增加。三维地震模型与层析成果不完全相同，但高、低速的排布格局比较相似。

图8-2 中国东部某些地区地震层析剖面示意图

（据Yuan1966，简化）

Q₁：鹤峰—济南；Q₃：武汉—蒙阴；B₁：黄河—青岛；B₂：东胜—河间；图中横线为壳-幔界线：灰色：低速区；黑色：高速区；无色：中速区

表8-1 黄石-蓬莱及信阳-黄骅两剖面的P波波速垂向分布

根据与研究区相邻的中国华北东部、华南及东北地区的地震资料，华北显示了在100～300km的范围波速具有横向不均一性；东北则从莫霍面至225km的范围内显示出高速及低速相间或相互穿插的复杂图像，两地区分别在300km及225km以下进入稳定增长的高速区。华南地区罗霄山脉以东，在60km处出现软流圈，以西在150km处出现软流圈，两侧相差明显（蔡学林等，2002），在300km以下波速出现稳定增加，东侧在60～300km的范围内呈现高、低速互层相间的特征。如果上述地球物理的结果是可靠的话，在积累更多的资料后，是否可以将高、低速垂直和/或水平相间的范围作为岩石圈和软流圈的相互作用带（L/A相互作用带）单独划分出来以表征中国东部深部结构的特征。

8.2.1.3 低速层和低速体

通常认为地震低速层与软流圈大体一致，其埋深与区域的构造特征关系密切。地壳稳定区埋藏深，地壳强烈活动区埋藏浅，中等活动区埋深中等。也就是说大陆内部岩石圈的发展和演化与软流圈的活动密切相关，并在某种程度上受软流圈活动的强度和方式的控制。

Spetzier和Anderson 1968年在研究冰-NaCl体系时发现，当温度上升到共结点时体系出现了部分熔融，同时P波和S波波速都突然下降，在含3.3%液体的情况下，P波和S波分别比未发生熔融的固体下降了9.5%和13.5%。以后在硅酸盐熔融实验中也出现了相似的情况。据估计，大洋地区只要有1%的熔体/流体，P波波速可以从8.1km/s下降至7.86km/s，基本满足出现低速带的需要。因此地震波速在地幔内部下降主要是由于出现了流体或发生了部分熔融，使得地幔物质发生软化。温度的升高也可以导致地震波速的下降，如果地温梯度＞7℃/km时，就可以造成地震波波速的下降。这样，图8-3中的低速部分应该是含有熔体或流体温度高于1280℃地幔物质。本书建议，将大体成层状的低速物质称为低速层（软流圈），成垂直分布或不规则状的称低速体（软流体）。

8.2.1.4 L/A相互作用带（简称L/A带）是L与A的过渡带

依据地球物理的证据，本节提出的L/A相互作用带与Mckenzie等（1988）描述的TBL有相似之处，该层在力学性质和热学性质方面有过渡的特征，既有热传导又有热对流；既有脆性变形又有塑性变形；既有较高的黏滞性又有较低的黏滞性。这个带位于真正的岩石圈之下，但顶界与底界的深度有变化，可能与不同地区的构造性质有关。