曾融生(1924.8-2019.10),福建平潭人,杰出的固体地球物理学家、教育家,我国深部地球物理研究开拓者之一,在地球深部构造与动力学、青藏高原隆升机制、地震构造与发震机理等领域取得了卓越成就。历任中国科学院地球物理研究所地壳物理研究室副主任,昆明地球物理研究所第一研究室和第三研究室主任,国家地震局地球物理研究所地球内部构造研究室主任。1980年,当选为中国科学院学部委员(院士),曾先后担任过国务院学位委员会第二、三届学科评议组成员、第二、三届国家自然科学奖励评审委员会委员、中国地球物理学会副理事长、中国地震学会理事等。
1949 年,按照北京市的规划,顾功叙承担了在北京附近建造一个大型水库—官厅水库的选址任务。曾融生和其他几个青年人承担了野外勘察等工作,利用电阻测量仪,在野外获得一批可靠的电阻率数据,为水库坝址的确定打下了基础。
1954 年底,为配合国家开发矿产资源的需要,中国科学院地球物理研究所物探组成立。曾融生是最初的物探组四成员之一,从事与磁法勘探有关的研究,先后在鞍山铁矿、包头铁矿、大冶铁矿等地进行磁法探矿。在湖北大冶铁矿野外勘探时,曾融生认为山顶可能有铁矿。为了证明这个判断,他建议在尖林山顶附近打一口验证井,这一建议得到当时的总工程师谢家荣和苏联专家的赞同。后来,在验证井二三十米深的地方发现了富铁矿层,年轻的曾融生为大冶铁矿的开发立了一功。1957 年,曾融生在几年的地球物理勘探实践基础上,开创性地提出利用地震勘探研究地球深部构造的新思路。他带领阚荣举、滕吉文、何传大等人在松辽地区完成了自吉林省公主岭到科尔沁左翼中旗一带的第一条地震勘探剖面,这也是大庆地区的第一条石油地震勘探剖面。
1949年在北京官厅水库选址,左二为曾融生。
50年代,曾融生为了让笨重的苏式电阻率仪器更轻便,经过反复试验,研制成功了电子式电阻探测仪,这是我国第一台自己研制的真空管电阻测量仪,他还把研究成果“真空管地电阻探矿仪”一文发表在《地球物理学报》上。建国初期的 10 年里,曾融生与顾功叙、傅承义和秦馨菱等诸位老科学家一道,培养了大量地球物理勘探人才,进行探矿方法实验和理论探索,为新中国的地球物理勘探事业发展做出了巨大的贡献。
深部探测创先河
1958 年,曾融生主持了柴达木勘探地壳构造研究的计划,在石油工业部的支持下,柴达木盆地的低频地震测深试验拉开了序幕。在偏远荒凉的柴达木大柴旦,为获取柴达木盆地的地球深部构造的数据,曾融生几赴柴达木,得到了一系列具有开创性的研究成果:在柴达木盆地西部鱼卡—甘森和东部的大柴旦—格尔木两条长度各 120 公里的剖面上,分别获得了清晰的莫霍界面反射波,并记录到地壳内其他界面的反射波,一条剖面上还观测到清晰完整的回折波。通过对探测数据的处理和解释,他获得了该地区详细的速度分层结构,这是中国大陆最早提出的区域地壳分层速度结构模型。在地壳结构研究中,曾融生总结出建立地壳结构模型的规律,提出地壳分层的重要概念。这些研究成果不仅填补了我国深部构造研究的空白,从此揭开了中国地壳和上地幔深部构造研究序幕。
曾融生在柴达木盆地深部研究的基础上,又开创性地提出了采用工业爆破进行低频地震探测的新思路。他在甘肃景泰地区的实验研究中利用矿山爆破得到地壳内部的速度分布,发现西北地区地壳中 20-30 公里深处存在一个含有速度梯度的高速夹层。这一研究成果在国内属于首创,在国际上也处于领先地位。在后来的地壳结构模型研究中,这一壳内速度逆转的现象被国际同行普遍承认和应用。
1982 年,在曾融生倡导下,国家地震局将下属十几个单位的流动地震观测技术队伍组织起来,成立了曾融生任组长的“深地震测深技术协调小组”。在随后的十几年时间里,协调小组转战南北,在华北、西北、西南、东南等地完成了近 4万公里深地震测深剖面的探测。这一大批新获得的地震剖面,以及有关的数据和研究成果,受到国际同行的一致赞扬。
首次地震观测进青藏
20 世纪 80 年代后期,曾融生把主要精力集中到青藏高原深部构造与地球动力学研究上。1991-1992 年,他与美国纽约州立大学宾汉顿分校吴大铭教授合作,应用宽频带流动地震观测技术,在青藏高原内部沿青藏公路布设了 11个临时宽频带地震台站。这是国际地学界首次在青藏高原布设的、由先进的宽频带数字地震仪组成的地震观测台网,是青藏高原深部构造研究的一个新的里程碑。
在野外极端困难的高原条件下,近古稀之年的曾融生还亲赴青海格尔木昆仑山口指导野外台站的维护工作。这次流动地震观测取得了大量宽频带数字地震记录,他利用这些宝贵的地震观测资料对青藏高原的深部构造进行研究,取得了许多新的重要成果。他提出了印度次大陆物质向西藏下地壳挤入而不是从莫霍面下方或软流圈中挤入的新模式,认为西藏下地壳增多的物质存在向东流动。他的研究成果为认识印度大陆与欧亚大陆的碰撞、以及青藏高原的隆起机制具有重要意义,引起了地学界的关注。
1992年7月曾融生院士在青海省格尔木昆仑山口考察
地震探索勇担当
1970年1月5日半夜,云南通海以西发生7.8级强震,震中烈度达10度。曾融生认为有责任必须去现场,查看地震记录。他向工宣队和所革委会提出去地震现场帮助工作的请求,仔细查看昆明地震台的记录图,发现和注意到了震中多层破裂的现象。
1974年5月11日,云南昭通地区永善--大关一带又发生7.1级强震,震中烈度9度,死亡一千多人,伤一千余人。中共中央、国务院当天发出慰问电。国家地震局组织13个单位 200余人陆续到现场,架设6个临时台站,进行震情监视和宏观调查等。曾融生也是立刻行动,对该地震破裂进行了仔细、及时的观察研究,撰写论文报告。
1976年7月28日河北省唐山市7.8级大地震发生后,为研究唐山大地震的成因,1982-1984 年,曾融生和同事们在唐山地震震中区进行了国内具有开创意义的深地震反射试验,获得了唐山地区震源区深部结构图像。为此,他发表多篇探讨唐山地震的发震背景和地震成因的论文,并提出了强震震源由中地壳塑性变形和上地壳脆性断层所组成的两层破裂的震源模型。这些对唐山地震成因的探讨在以后的其他大震震源区探测试验中进一步得到证实。
1983年在大理滇西实验场
事业传承作奉献
曾融生为我国的地球物理教育事业的发展做出了突出的贡献。20 世纪 50 年代初,为了新中国矿产资源迫切需求,他在多期地球物理勘探培训班进行勘探培训,带领学生去东北鞍山等地进行野外实习,培训了大量后来活跃于中国能源勘探领域的骨干力量。
1954 年和 1956 年,曾融生随傅承义先生在北京地质学院创建地球物理勘探教研室,随后又在北京大学组建了固体地球物理教研室,为北京大学地球物理系建立奠定了基础。1965 年,他随傅承义先生到中国科技大学讲授地壳物理课程。他还结合自己的科研实践,编写了“地壳物理学”讲义,在多次培训和授课中传授前沿的分析和解释技术。
1962 年,曾融生开始招收研究生,在他多年的科研生涯中,陆续培养和指导了 30 多位硕士和博士研究生。他治学严谨,对于每个学生的学术论文,从选题、文献阅读、计算方法、数据处理,直至论文形成,他都要认真检查,并提出修改意见。他时刻告诫学生们:对科研工作要有严谨的科学态度,切忌浮躁。只有能静下心来,耐得住寂寞,坐得住冷板凳,全身心投入科研工作中去才能有所收获。
几十年来,他为祖国培养了大批地球物理和地震学研究人才,许多学生已成为地质矿产、地球物理和地震研究部门的栋梁和骨干。在直接受到曾融生先生指导和教诲的科技人员中,很多已成为中国地球物理学杰出人才,如滕吉文院士和陈运泰院士。1984年,科学出版社出版了他的66万字的巨著《固体地球物理学导论》,这是我国第一部完整地、系统地论述固体地球物理理论和应用的重要论著,对地球物理科学研究和教学起了重要的作用。
90年代在中国地震局地球物理研究所作学术报告
作为我国固体地球物理学的开拓者,曾融生始终站在学科前沿,为攀登科学高峰一步一个脚印地辛勤耕耘。他在地球深部结构探测与研究方面取得了许多重要突破,并为固体地球物理的学科建设和人才培养做出了巨大贡献。他经历了人生的跌宕起伏,却始终保持着不懈的奋斗与执着的拼搏精神,矢志不渝地追寻科学的真谛。他身上展现的胸怀祖国、勇攀高峰、追求真理、严谨治学、淡泊名利、潜心研究的科学家精神,不断激励着广大科研人员心怀祖国、脚踏实地、砥砺前行,在地球科学领域不断探索。