多年冻土地区金刚石矿的环境问题--以Yakutia 西北部Anabar矿为例

Placer diamond mining in the Anabar area involves various operations that cause long-term (nearly a quarter of a century) environmental impacts. The long history of mining activities, the technology used to mine the placers, as well as the poor assimilative capacity of the natural systems can result in serious environmental impacts in the area. The primary geochemical processes in the diamond-bearing area are affected by the occurrence of permafrost and relict ice, the lengthy duration of ice cover in water bodies, and the widespread development of cryogenic processes. This promotes physical migration of contaminants, cryogenic metamorphization of waters, and long-term accumulation of organic contaminants in low-temperature, reduction and sedimentation barriers. In this paper, some environmental and geochemical effects of diamond mining in the Arctic area are discussed.     

探测冰盖和多年冻土层的融冰探头研发

The exploration of ice sheets by melting vertical holes into the ground has some tradition in terrestrial glaciology. Such probes have been used since the 1960's to investigate the vertical structure of the ice in Greenland and Antarctica and in alpine glaciers. In this paper we look into the possibility to develop similar devices for use on extraterrestrial icy bodies, like e.g. the polar areas on Mars or the icy satellites of the outer solar system. We report on some basic experiments performed in the cryo-vacuum laboratory of the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences, Graz. In these experiments the penetration of a simple melting probe into compact and porous water ice (with a snow-like texture) was monitored, both under vacuum conditions and under air pressure. The observed penetration speeds for a given power supply are compared with a simple mathematical model. We conclude that a miniature melting probe with small overall dimensions and a reasonable power demand could well be part of the payload of a future planetary mission, for example to the poles of Mars. Such missions are currently under discussion in several space agencies. Moreover such probes could also e? ectively be used in terrestrial environments. A possible design is presented at the end of the paper.     

由浅源地震矩张量推断的沿琉球岛弧和冲绳海槽的应力场

使用区域(NIED MT)和全球(哈佛大学CMT)矩张量目录研究了琉球岛弧和冲绳海槽的应力场。使用NIED MT目录4年数据和哈佛大学CMT目录24年数据的联合数据集，发现沿琉球岛弧弧前分布的平行弧向的扩张应力区域，并观测到详细的冲绳海槽扩张应力场。除北东端外，该顺弧向扩张在整个琉球岛弧区域都可以观测到。该应力场通过火山链与冲绳海槽的弧后扩张应力场明显分开。由于它存在于正俯冲区域以及弱耦合俯冲区域中，倾斜俯冲的影响不足以解释平行弧向扩张的形成。因而，我们认为弧后张开过程应该在这个平行弧向的扩张中起了重要作用。沿冲绳海槽，在琉球岛弧东南部和中部观测到垂直岛弧方向的扩张应力场，而在冲绳海槽东北部，扩张轴的方向既与岛弧的法向斜交又与板块运动方向斜交。考虑了俯冲板块与弧前和弧后相互作用的二维力学模型是不充分的，因为整个琉球岛弧都观测到平行弧向扩张应力场，而且冲绳海槽东北部的扩张轴与海槽走向斜交。倾斜的弧后应力可能发源于弧后下部或者弧后大陆一侧。解释该现象的最简单的方法之一可能是冲绳海槽东北部的活动断裂作用。     

中国的重复性地震事件

从1985年到2000年间，中国及其邻近地区大约10％的地震事件属于重复性地震事件，并且彼此间不超过1km。我们对约14000个地震和爆炸的地震图做互相关，计算了相对到时约0．01 s，并使横向定位精度达到了100m～300m。这样的精度对于地震危险性研究、地震物理、禁止核试验的核查都非常重要。通过对已有的资料重复性信号的识别和测量，提高了定位精度，改进了在读取初至到时和定位方面目前程序的不精确性。     

2002年汤加序列中深源地震的远程触发

业已证实，发生在地壳中的地震能够’触发后续地震，但对于更深的地震这种触发机制是否存在还未见文献说明。浅断层相互作用的模型表明，静态(永久)应力变化能够触发附近的地震，一般在距原发地震几个断层长度的范围内(King et al，1994；Harris，1998；Stein，1993)。而由地震波携带的动态(瞬态)应力既可以触发附近的地震，也可以触发远震(Hill et al，1993；Harris and Day，1993；Belardinelli et al，1999；Kilb et al，2000；Gomberg et al，1997)。本文中，我们对2002年8月19日发生在汤加的深源地震序列做了深入的分析，并给出静态触发作用和动态触发作用的证据。一次深度为598km的7．6级地震发生后7min，在相距300km的以前无震区发生了一次7．7级的地震(深度664km)。我们发现在第一个主震后，附近的余震往往集中在主震引发的静态应力升高的地区。但是第二次主震和其他的被触发的地震发生在距离第一次地震很远的地方，在那里静态应力的增加可以忽略不计，因此这表明是动态应力触发机制在起作用。被触发地震的发震时间同主震的主要地震波到时并不对应，并且这种动态触发的地震通常发生在地震区下面或附近的无震区。我们认为这些地震是在接近临界状态的地区由瞬变效应触发的，而在这些地区，如果没有外部影响，地震起始非常困难。     

地震火山相互作用

新近的测量、统计分析和模型都支持大地震可以在出人意料的大距离和时间尺度上触发后续火山喷发的猜想。     

河流和水井对地震的反应

地震引起的地壳形变和地面振动可通过地表沉积层的固结、固体岩石的破裂、含水层的变形以及裂隙填充物的清除改变河流和井水位。虽然局部条件会影响反应的类型和幅度，但报道水文对地震反应的观测报告说明，出现河流和井水位变化的最大距离与地震震级有关。地震引起的河流变化可在距震中几十到数百千米的区域内观察到，而井水位的变化可在距震中几百至几千千米的区域内出现。     

由触发地震活动性的级联解释前震

大地震前观测到前震，以及认为前震具有特殊的性质使得它们能够同其他地震区别开来，所有这些增加了地震是可以预报的希望。所提出的异常属性包括：震级较大的前震相对于震级较小的前震占有比正常值更高的比例；以到主震的时间为参数，地震活动速率以幂律加速；将许多地震序列进行平均时，前震在空间上向主震迁移。使用南加利福尼亚的地震活动性数据，我们证明了这些性质以及其他性质都可由一简单模型得到，这一模型认为，不管前震、余震和主震，任何一个地震都能触发其他地震。我们发现前震的前兆性质同主震的大小无关。这意味着：由于根据过去的地震活动性并考虑触发的级联作用，地震活动速率是可以预报的，因此地震(无论大震还是小震)也是可以预报的。触发的级联作用很自然地产生了大范围、长时间的交互作用，这可以用来解释在非常大尺度范围内观测到的地震活动性相关现象。     

利用消减带内大的海沟平行向重力变化预测孕震特性

证实了特大地震主要发生在具有很大海沟平行向负重力异常(TPGA)区，而具有很大海沟平行向正重力异常的地区其地震活动很少。这些观测资料显示，在至少100万年时间尺度内，在给定的消减带内孕震特性的空间变化与前弧地质构造存在稳定联系。笔者观测到的这种相关性与这样一个模型一致，即前弧地质构造中的各种水平向地形异常、重力异常和孕震特性均受到板块边界空间变化的摩擦力特性的控制。     

由大地测量数据得到的犹他州沃萨奇断层带的全新世滑动速率：地震周期效应

在美国西部盆地山脉省的东部地区，GPS数据确定了一个宽大的现代变形带。使用覆盖在粘弹性下地壳／上地幔之上的弹性上地壳的有限元模型并结合地震周期效应，我们指出这些数据与现今的断层滑动集中在沃萨奇断层带上的模型是一致的。模拟的水平扩展速度是3．0～4．5mm／a，这也与全新世的地质数据相一致。这些模型是非一的，部分原因是大部分沃萨奇断层都处于地震周期的后期阶段，而这一时期跨断层的地表速度梯度均较低。