1996年6月1日，在甘肃省天祝、古浪县交界处发生5.4级地震，宏观震中位于天祝县与古浪县交界处的黑河滩和官庄子一带，震中烈度为Ⅵ度，极震区呈北西向较胖的椭圆。这次地震是古浪断裂与武威-天祝断裂共同作用的结果，是继1995年永登5.8级地震之后的又一次中等强度破坏性地震。地震造成20人受伤，毁坏房屋10387m²，无人员死亡，直接经济损失3000万元。

    这次5.4级地震为前震-主震-余震型，尽管只有2次前震。最大余震为ML4.2级，余震序列衰减基本正常。余震区长轴呈北东向。震源机制解中节面Ⅰ走向288°，P轴方向为NEE-SWW，与该区构造应力场方向一致，节面Ⅰ是地震主破裂面。

    这次地震前，在三要素上作了较好的中短期预测，但未能作出临震预测。

Abstract

An earthquake of MS5.4 occurred on June 1, 1996 on the border between Tianzhu and Gulang counties, Gansu province. Its macroseismic epicenter was located in the area of Heihetan and Guanzhangzi on the border between Tianzhu and Gulang counties. The intensity was Ⅵ at the epicenter. The shape of the meizoseismal area was oval with major axis in NW direction. The earthquake was the result of the combined activity of the Gulang fault and the Wuwei -Tianzhu fault. It was another earthquake that caused destruction of medium degree after the Yongdeng earthquake of MS5.8 in 1995. During the earthquake 20 people were serious hurt but no one was killed. Rooms of 10387 m2 were damaged. The direct economic loss was 30 million Yuan.

The sequence of the earthquake was of foreshock-mainshock-aftershock type. There were only 2 foreshocks. The largest aftershock was ML4.2. In general the aftershocks attenuated normally. The dominant direction of the aftershock area was NE direction. In the solution of focal mechanism the azimuth of nodal planeⅠwas 288°and it was the main rupture surface. The P axis was in NEE-SWW direction, same as the direction of the tectonic stress field.

A good mid-term forecasting of 3 parameters of earthquake was made before the event. But no imminent forecasting could be made.

据甘肃省地震台网测定，1996年6月1日20点49分12.6秒在甘肃省天祝-古浪县交界处发生5.4级地震，微观震中37°17′N、102°45′E1）；宏观震中在天祝县安远镇黑河滩及古浪县黑松驿乡官庄子一带，震中烈度为Ⅵ度（其中有一个Ⅶ度异常点），地震造成房屋倒塌和山体崩塌、滑波，但没有形成地表破裂带。

地震发生后，甘肃省地震局按事先制定的《应急方案》，采取了一系列应急措施，并及时准确地把地震参数上报中国地震局和甘肃省人民政府，为上级部署救灾工作提供了准确的信息。并迅速组成12人考察队，连夜赶赴灾区，进行了现场震情监视，宏观考察，震害评估和电台通讯等工作，为震情趋势判定和抗震救灾工作提供了重要依据。

这次地震是继1995年永登5.8级地震后发生在祁连山地震带上的又一次中等强度破坏性地震，位于青藏高原北部地震区全新世以来构造活动强烈，是历史和现今强震的多发区。1927年古浪8级大震正好位于本区。

本次地震前在震中200km范围内共有10种观测项目（含测震），39个台项，出现8项10条异常，其中地震活动性异常4项4条，定点前兆观测异常3项5条，宏观异常1项.

天祝-古浪5.4级地震位于甘肃省的中部，台网监测能力较强，在震中100km范围内有测震台站4个，101～200km范围内有测震台站9个，在震中附近地区小震监测能力达到ML≥2.0。测震台站分布示于图1。5.4级地震的基本参数见表1。

图1  天祝-古浪5.4级地震震中附近测震台站分布

Fig.1　Distribution of seismometric stations around the epicentral

       area of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake

表1　地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the Tianzhu-Gulang earthquake

5.4级地震发生在青藏高原东北缘3），北祁连山褶皱带的东部，处于祁连山-冷龙岭北西西向隆起与大黄山北北西向隆起的重合叠加部位。区内断裂历史悠久，构造形迹较复杂，主要以北西西向的金强河-毛毛山-老虎山断裂和近东西向的哈溪-大靖断裂为主。

本次地震所处的大黄山-冷龙岭隆起是发育在祁连山河西走廊内部规模最大的隆起带之一，晚第四纪以来，有明显活动，断裂交汇部位构成了明显的应力集中和释放区，这在祁连山-河西走廊地区具有明显的控震特点，历史和现今的许多强震就发生在断裂的交汇复合部位。

北西西向的金强河-毛毛山-老虎山断裂西起天祝西的两头翘，经雷公山南缘，安远、毛毛山北缘，老虎山北缘，东止于景泰东南的兴泉堡东，全长约176km，总体走向N70°W，该断裂形成于加里东期，为一条古老的深大断裂，中更新世以前，以挤压逆冲为主，大约自中更新世以来，断裂性质转化为以左旋走滑为主的压扭性，沿断裂形成一系列断错微地貌，并见有多期古地震活动证据，为一条全新世活动断裂。根据断裂几何学及运动学特征的差异可分为金强河断裂、毛毛山断裂和老虎山断裂三段。

近东西向的哈溪-大靖断裂全长约145km，总体走向NWW-NEE，是一条左旋走滑兼具逆冲的全新世活动断裂。沿断裂显示了一系列山脊、水系及阶地的断错等变形。还发育有断层陡坎、短塞塘、断层泉等微地貌现象，表明了该断层晚第四纪以来至全新世仍在活动。1927年古浪地震破裂带主要沿断裂带中段分布，东西两端地震破裂现象较少，断裂带上有7次古浪地震事件。

图2为震区地质构造和历史地震4）分布图。

图2  天祝-古浪5.4级地震区域地质构造及历史地震分布

断裂名称：①冷龙岭断裂；②哈溪-大靖断裂；③金强河断裂；

         ④老虎山-毛毛山断裂；⑤海原断裂；⑥天景山断裂；

         ⑦龙首山北缘断裂；⑧牛首山断裂；⑨拉脊山北缘断裂；

         ⑩皇城-双塔断裂

Fig.2　Sketch of geological of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake

       area and distribution of historical earthquakes

这次5.4级地震宏观震中位于天祝县与古浪县交界处的黑河滩和官庄子一带，即37°21.5′N、102°50′E3），与甘肃省地震局测定的微观震中较为接近。震中烈度为Ⅵ度（图3），呈近胖椭圆形，长轴走向北西20°，半长轴10.5km；半短轴9km，面积285km2。在Ⅵ度区内以韭菜冲一带破坏最重，是一Ⅶ度高异常点。Ⅴ度区近似圆形，半长轴20.5km，半短轴20km，面积818km2。Ⅴ度区内有一个Ⅵ度高异常点，即抓喜秀龙的南泥沟村。

图3　天祝-古浪5.4级地震等震线

Fig.3　Isoseismal map of the Tianzhu-Gulang MS 5.4 earthquake

这次Ⅵ、Ⅴ度区的烈度南北方向均略长于东西方向，其等烈度线在东北部衰减较快，而西南部衰减较慢。

这次5.4级地震，虽然震级不大，但震源深度仅10km，因此造成了一定震害，好在正值夏令，人们尚未入睡，就这样也造成20人受伤，其中重伤4人，地震毁坏房屋683间，严重破坏房屋2500余间，无人员死亡，但造成13800余人无家可归。

在Ⅵ度区内的Ⅶ度高异常点，即韭菜冲，破坏比较严重，全村倒房20余间，严重破坏房屋50余间，砸伤2人，圈棚倒塌10多处，砸伤大牲畜2头，砸死猪4头；一般房屋多因房后黄土削坡崩塌或山体沿削坡前缘开裂，土体砸塌或挤压造成严重破坏，墙体均普遍开裂。该村严重破坏和中等破坏房屋分别达25%和35%，完好无损的几乎不见。

这次地震中，大量墙体及房屋，圈棚乃至屋顶烟囱的倒塌与倾斜主要呈南北向，因此可以说，这次地震的地震力卓越方向呈南北方向。

地貌破坏特征一般多为黄土地裂缝，黄土崖崩塌或崩滑及石崖坡崩塌等。黄土地裂缝有两种成因类型，一是与发震构造有关的构造地裂缝，主要于韭菜冲谷底的打谷场中部，发育有呈N20°W，N10°～20°W方向多组地裂缝。其中以N10°～20°W一组最为发育，裂缝宽2～3cm，长度达50～80m；另一组是N20°E方向，宽达1～2cm，长20～35m的次级地裂缝。这两组地裂缝总体走向和武威-天祝活动断裂构造的空间展布位置与方向一致，因此可以认为是该活动断裂构造在这次地震中的表现。

另一组类型的地裂缝是重力型，其空间分布特点是沿黄土坡、坎边缘走向展布，随坡坎形态而变，裂缝规模不一，长者达30余米，短者仅3～5m，裂缝宽由0.2～0.5cm到1～5cm不等。

这次地震的震级不大，黄土崩塌与崩滑规模一般均较小，主要崩滑见于Ⅵ度区马家台、黑河上下滩、长池沟、韭菜冲等地。

据甘肃省地震台网测定1），天祝5.4级地震前记录到2次前震，分别为ML2.9和2.0级，位于主震西北和西南10km处。从6月1日20点到12月18日共记录到ML≥1.0级余震88次，其中2.0～2.9级52次；3.0～3.9级13次；4.0～4.9级2次；最大余震为12月18日ML4.2级，与主震差1.5级。前震及ML≥3.0级余震序列目录见表2。 

表2  天祝-古浪5.4级地震序列目录（ML≥3.0）

Table2　Catalogue of the MS5.4 Tianzhu �CGulang earthquake sequence（ML≥3.0）

 该次地震为前震-主震-余震型，尽管前震只有两次。主震能量占序列总能量的99.9%，余震衰减基本正常。计算序列b值为0.66；h值为1.6，见图4、5。图6为序列M-t图，由图可以看出，该余震序列衰减基本正常。图7为5.4级地震前、余震分布图，由图可看出，余震大多分布在主震的东南一侧，总体呈北东向长椭圆状分布，长轴约25km，短轴约6km。

图4　天祝-古浪5.4级地震序列b值曲线（ML≥1.0）

Fig.4　b-value curve for the aftershock sequence of the MS5.4

       Tianzhu-Gulang earthquake（ML≥1.0）

图5　天祝-古浪5.4级地震h值曲线

Fig.5　 h-value curve of the aftershock sequence of the MS5.4

        Tianzhu-Gulang earthquake

图6　天祝-古浪5.4级地震序列M-t图

Fig.6　M-t diagram of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake sequence

图7　天祝-古浪5.4级地震余震序列分布图

Fig.7　Distribution of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake sequence

这次地震共收集了甘肃及邻区35个地震台站的P波初动符号，利用乌尔夫网上半球投影求得该次地震震源机制解见图8和表3。

图8  天祝-古浪5.4级地震震源机制解

Fig.8  Focal mechanism solution of the MS5.4

       Tianzhu-Gulang earthquake

 本次地震所处的天祝、古浪地区发育着一系列规模不等的北西西和北北西向的活动断裂带，由南往北依次为北祁连山活动断裂带，冷龙岭北缘断裂带，哈溪-大靖断裂等。虽然它们的走向不同，但倾向一般都为南西，倾角多分布在40°～70°间。这些断裂都处在大黄山-冷龙岭北北西向隆起带上，形成了一系列向斜和背斜组成的复式褶皱带，它们是青藏高原块体北缘地壳缩短变形的结果，主要有哈溪向斜、冬青顶背斜及武威断陷盆地等。在整个青藏高原块体向北东方向的挤压过程中，北西西向断裂则具左旋走滑兼逆冲特征，而北北西向断裂则为挤压逆冲兼右旋走滑特征。两组断裂反接交汇部位是应力易于集中和释放的场所。这次天祝-古浪5.4级地震就是在北东-南西向区域应力挤压作用下，造山前陆逆断层沿深部低角度逆掩断面逆冲―推复作用下产生的最新活动的结果。 

表3　天祝-古浪5.4级地震震源机制解

Table3  Focal mechanism solution of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake

本次地震震源机制解（见表3）中，节面Ⅰ走向（288°），与哈溪-大靖断裂的总体方向大体相吻合，其P轴方向为NEE-SWW向，倾角为34°，这表明本区两组断裂应是NEE-SWW向近水平挤压应力作用下产生应力集中而导致了本次地震的发生。

因此，这次天祝-古浪5.4级地震是北西西向（古浪断裂）和北北西向（武威-天祝隐伏断裂）两组全新世活动断裂共同作用的结果。

天祝-古浪5.4级地震发生在甘肃省中部，是前兆观测台网相对较密集的地区。图1和图9为震中附近地区的测震台站和定点前兆观测台站分布图。

由图9可以看出，在距震中200km范围内，共有观测台站22个，其中开展测震观测台站13个，其他前兆观测台站15个，有水氡、水位、地磁、地电、地形变、地应力、重力等9种观测项目共26台项。在0～100km和101～200km内分别有测震台4个和9个；定点前兆观测台站分别为5个和10个；测震学以外的观测项目分别为3个和9个。这次地震前共出现8项10条异常（表4），其中地震活动性异常4项4条，它们是地震空区、条带、祁连山中东段小震频度和b值异常；定点前兆观测异常3项5条，包括地电、形变、应力。

这次地震前几小时还出现了个别动物习性异常，如奇怪而刺耳的鸟叫声，刚出生的小羊羔不跟母羊走，却跟着牧羊人来回转；狗惨叫不停，挣断铁链跑向野外；牛不进圈，不吃草，只往山上跑；鸡不进窝，不进食呆呆地站在墙上等等。地下水也出现个别翻浑，水位下降的异常，而震后都恢复正常3）。

各类异常的具体情况见表4及图10～19。在地震活动性异常中，共和-银川北东向条带、频度、b值曲线（图12～14）的异常对应了1995年7月22日永登5.8级地震，震后有的异常继续存在，如条带未解体，频度继续上升，有的异常恢复后又出现新的异常，如b值。

定点前兆观测异常中武威地电阻率、刘家峡地应力、兰州和门源地倾斜均对应1995年永登5.8级地震，震后大部分异常持续至1996年天祝-古浪5.4级地震后。

其中刘家峡电感地应力（图15）1995～1996年变幅达数万μH，为有记录以来的最大变幅，如取1990～2000年的资料则压抑了该时段前后的其他变化，因此这里仅给出震前3年至震后1年的资料变化。

图9  天祝-古浪5.4级地震震中附近前兆观测台站分布

Fig.9　Distribution of precursory monitoring sations around the

       epicentral area of the MS5.4 Tianzhu-Gulang earthquake

图10　天祝-古浪5.4级地震前祁连山中东段地震分布（ML≥3.6， 1980～1986）

Fig.10　Distribution of earthquakes in the middle and east parts

       of Qilian mountain area

图11　祁连山中东段空区（ML≥3.6， 1987～1996.5）

Fig.11  Seismic gap in the middle and east of Qilian mountain

图12  甘、青、宁交界地区ML≥3.6地震分布

      （a）1990～1992；（b）1993.1～1995.12；（c）1997～2000

Fig.12  Distribution of ML≥3.6 earthquakes in

        Gansu-Qinghai-Ningxia provinces

图13  祁连山中东段3个月频度曲线（ML≥2.0）

Fig.13  Earthquake frequency of 3-months in the middle and east

        parts of Qilian mountain area 

图14  祁连山中东段ML≥2.5地震b值时序曲线 （6月窗口，2月步长滑动）

Fig.14  b-value curve for the middle and east parts of Qilian

        mountain area

图15  刘家峡电感应力月均值

Fig.15  Curve of monthly mean value of electric induction stress

        at Liujiaxia station

图16  门源金属摆倾斜去倾、距平月均值图

Fig.16  Curve of tilt at Menyuan station

图17  武威地电阻率日均值曲线

Fig.17  Curve of the daily mean value apparent resistivity at

        Wuwei station

图18  兰州水管仪EW5日均值图

Fig.18  Curve of 5-day mean of tilt for waterpipe （EW）at

        Lanzhou station

    兰州石英摆倾斜（图19），1995年1月前为正常速率趋势背景，1995年1月以后，下降速率减小，呈相对北倾（即上升异常），至1997年6月以后，基本恢复为正常下降速率。

图19　兰州石英摆NS 5日均值图

Fig.19　Curve of 5-day mean value of quartz perdulum tilt（NS）

        Lanzhou station

表4　异常情况登记表

Table 4  Summary table of precursory anomalies

这次天祝-古浪5.4级地震发生在甘肃省中部，位于监测能力较强的地区，但此次继1995年永登5.8级地震后1年内在同一构造区域接着发生的又一次中强地震，其震前1年内异常不突出，有些异常于1995年永登地震前就出现，很难判定它究竟属于哪次地震的异常反映。

综合分析这次天祝-古浪5.4级地震的异常，认为有下列特征：

(1) 长、中期趋势异常主要通过地震活动的空间有序性反映，如长达9年的中小地震围空区（虽然主震距空区140km处，仍认为是该主震的背景空区，且震前有预测）和3年时间的地震带状活动分布。

(2) 为数不多的几项定点前兆观测异常均显示了短期异常特征，且地震活动性的频度、b值也显示了短期异常变化。

(3) 空间上5次前兆观测异常，除武威地电阻率在100km内，其余4项均在101～200km范围。

(4) 由于该次地震与1995年永登5.8级地震时间差仅11个月，加之该次地震震级较小，有些中期趋势性异常难以界分，所以这次地震的异常显得数量少、信息弱。

应急响应和抗震设防工作

天祝-古浪5.4级地震发生前，甘肃省地震局作了较好的中短期预测，在1995年11月7日至11月9日召开的1996年度震情会商会上曾指出“在河西中东段及邻近地区，包括武威、古浪、天祝、永登、景泰、民勤、金昌等地，1996年或稍长时间内，发生6级左右地震的可能性较大（预测概率：PP =0.8），为甘肃省第一重点地震危险区。1995年11月23日和1996年2月12日，根据各种异常填报了一年尺度的“B”类预报卡片，同时，还填报了为期3个月的“A”类预报卡片。

特别是在1996年5月29日，周、月震情会商会上，又通过综合分析认为：“未来一个月我省有发生中强地震的可能，特别要注意祁连山中东段及甘肃省东南部两个地震重点危险区”。并及时把此意见上报省委、省政府及中国地震局分析预报中心。天祝县政府接到应急件后十分重视，并作了“密切监视，应落实监测的补助和地震办夜班补助”的批示，取得了较好的预警效果。

地震发生后，地震部门按事先制定的《应急方案》，采取了一系列应急措施。迅速组成12人考察队，连夜赶赴震中区，当晚即开始考察工作，6月2日又组成9人考察队，由副局长带队奔赴灾区参加考察，主要从事震情监视、宏观考察、震害评估和电台通讯等工作，地方上武威地委、行署领导和地区地震局、天祝县政府、古浪县政府领导立即前往震区了解灾情。