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文章导读：
岩石与地层的波速特征
1、岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层，厚约60～120km，为地震高波速带；包括地壳的全部和上地幔的上部，由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为软流圈。
2、在地壳下面的岩石圈地幔主要由橄榄岩质岩石（超镁铁岩）组成，密度大约为3 g/cm3，地震波纵波速度达到0 km/s以上，而地壳的纵波速度均小于0 km/s。
3、地层水的vP随压力和矿化度的升高而增大；它也随温度的升高而增大，但当温度超过80～100℃以后又随温度升高而减小。岩石中的波速取决于其矿物成分和孔隙充填物的弹性。
4、弹性波与波速 均匀岩石中可能产生两类弹性波，一类是纵波，也称P波，其质点运动方向与波传播方向平行。纵波在岩石中传播速度是 储层岩石物理学 式中：ρ是岩石的密度；λ和μ是岩石变形的弹性参数。
5、总的特点是：岩石表面粗糙、裂隙发育、湿度较大、颜色较暗、风化较深的反射强度偏低。
岩石声波速度的测量方法
1、实验室内观测的主要方法是行波法。通过特殊的换能器（一般是压电晶体），首先将电磁振荡能量转换为声波能量，然后测量声波通过标本的时间。如果标本的长度是L，而实际测得的时间是t′，则速度为vp=L/t′。
2、到60年代，Birch（1961）利用超声波在岩石中传播的方法，首先实现了在实验室中对岩石样品中纵波传播速度的测量。之后不久，横波速度也成功测得。
3、发射的有可能为球面波；用接收换能器做反射面也会使误差增大；调节超声波的谐振频率也会是误差增大；判断最大值的位置不准确。超声波测量是指测量频率超过16-20kHz的弹性波在岩体中传播速度的方法。
4、从波源上说，干涉法、相位法用的是连续波，时差法用的是脉冲波。从测量仪器上说，干涉法、相位法要用示波器、刻尺和频率计，时差法用的是计时仪器和刻尺。
5、测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系，即实验时用结构相同的一对（发射器和接收器）超声压电陶瓷换能器，来作声压与电压之间的转换。
高温高压下各种岩石的超声波速
波速υ是岩石的特性参数，波长λ是波速υ与频率f的比值，λ=υ/f。因而在进行岩石试样的超声波测试时，为了能利用公式(1)和(2)计算弹性波的速度，必须选择合适的试样尺寸和换能器的频率。
空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/秒。温度越高，传播速度越大；一般情况下在固体中传播最快，液体中次之，气体中最慢。在钢铁中的速度是5300m/s；在铝中是6400m/s。
基性岩石的造岩矿物如角闪石、辉石，vP大于0公里/秒。超基性岩中的造岩矿物例如橄榄石，vP达0公里/秒以上。石油的超声波速度随密度和压力的增大而增大，随温度的升高而减小。
岩石纵波速度与横波速度取决于介质的岩石弹性模量和密度等因素，纵、横波速度将随着杨氏模量的增大而增大。 说了这么多都太专业了，其实只要记住波在介质中传播，它的传播速度与介质的减速能力有很大关系。
当超声波的波长比所研究的物体小许多时，物体可以近似地看成无界的，可以证明，任意扰动产生的初动在介质中以纵波速度vP或横波速度vS传播。
作者对采自秦岭和华北地区的138个样品进行了高温(达1500℃)和高压(达3GPa)条件下纵波速度的测定结果，探讨了岩石纵波速度的一般特征，并且发现了岩石纵波低速现象。
岩石中的波及其速度测量
1、到60年代，Birch（1961）利用超声波在岩石中传播的方法，首先实现了在实验室中对岩石样品中纵波传播速度的测量。之后不久，横波速度也成功测得。
2、实验室内测量 在实验室内进行岩石 声速 测量需要特殊的 测量系统 和特殊的标本形状，所用频率一般在106Hz以上。因此，实验室内测量得到的实际上是超声波在岩石中的速度。实验室内观测的主要方法是 行波 法。
3、文中9个试样的初始波速都是3028 m/s；超声波速度都是随冲击次数增大而单调减少；在围压15MPa下试样经历8次冲击，波速的变化总量仅7 m/s，约为初始速度的0.23%，其波速最小差别为1 m/s，即测量精度需要达到0.03%。
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