由图1可看出，震中区100 km内，仅有40 km处的拜城测震台，200 km内，东部120 km和155 km处分别有黑孜尔和库车测震台，西南120 km和180 km处有阿克苏和乌什测震台。在200 km范围内共计测震台站5个，震区属新疆南天山地区，该区地震监测能力为M_s≥2.0。

表1给出了这次地震的基本参数。

表1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the earthquake

图1  拜城5.9级地震前震中附近测震台站分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations around the epicenter

       area before the M_S5.9 Baicheng earthquake

 拜城5.9级地震发生在天山古生代褶皱带的南缘，库车中新生代拗陷的北部边缘，属于地质构造的薄弱地带。其布格重力异常为-250×10^-5m/s²，为近北东东走向的重力梯度带；航磁异常走向与重力异常为相同的负异常，地壳厚度50 km。据西北石油地质局大地电磁测深资料，在15～23 km范围内有高导层。分隔天山褶皱带与库车拗陷的断裂切割莫霍诺维奇面，为向北陡倾的逆冲型的超壳断裂，将高导层垂直错动2～5 km。

 发震构造为呈北东50°走向的断裂，它切割东西向延伸的铁列克巴什断裂（图2），为横断型的左旋逆走滑断层，断层面向北西倾斜，倾角75°。

图2  拜城5.9级地震震中附近断裂构造及历史地震震中分布图（M_S≥6.0）

     断裂名称：①那拉提-哈里克套断裂；②阿登克西断裂；

               ③铁列克巴什断裂； ④拜城 南断裂；⑤秋立塔克断裂；

               ⑥阔克沙勒断裂； ⑦阿合奇断裂；⑧柯坪断裂

Fig.2  Map of fault structure and the epicentral distribution  of 

       M_S≥6.0 historical earthquakes  around the epicentral of

       the M_S5.9 Baicheng earthquake

 拜城地区是新疆震群活动的多发区。震中周围地区也是新疆中强震活动的主要场所之一。自1900年以来震中周围地区（40.0°～44.0°N，78.0°～84.0°E）共发生6级以上地震12次（图2），其中1949年在库车东北发生一次 级地震。1987年1月6日拜城5.9级地震后，1月24日在与铁列克巴什山前断裂相毗邻的北东向阔克沙勒断裂附近又发生了乌什6.4级地震，两次地震相距180 km，表明该区地震活动呈逐步增强趋势。  

 据实地考察及调查资料，本次地震发生在拜城县西北40 km的山区，宏观震中为42°2.5′N，81°29′E。震区无建筑设施，居民稀少，只有极少数牧民，无人员伤亡。震中区烈度为Ⅵ度，等震线分布如图3。

图3  拜城5.9级地震等震线图

Fig.3  Isoseismal map of the M_S5.9 Baicheng earthquake

 这次5.9级地震发生时，阿克苏地区震感强烈。伊宁、新源、奎屯、库尔勒、阿合奇、巴楚等地也不同程度有感。有感区长轴达860 km，短轴510 km，面积33万km²。

 极震区烈度为Ⅵ度区：包括拜城县水泥厂、电厂、羊场煤矿、布隆村和温泉一带，等震线呈椭圆状，长轴42 km，短轴14 km，呈北东50°方向延伸，面积约450 km²。

 震前人们听到轰隆隆的巨响声，随即感觉强烈振动，部分厂房、民舍有轻微裂缝，个别烟囱、火墙、山墙有倒塌现象，房屋内有物品震落现象。河谷两壁有基岩危石散落，陡崖壁上有体积十余立方米的小规模岩石崩塌，最大崩落石块直径达2 m。

 Ⅴ度区：包括公安煤矿、化肥厂、老虎口乡等地，呈北东向延伸，长130 km，宽54 km，面积约5500 km²。区内大部分人震前听到如同刮风声音，地震时感到晃动厉害，旧土房有裂缝加宽现象。公安煤矿1号井采空区原有一米宽的冒顶洞，震后直径加大到3～4 m。

 Ⅳ度区：包括拜城县城、塞里木乡、克孜尔乡、黑英山等地，仍为北东向延伸的椭圆形，长230 km，宽120 km，面积21600 km²。区内建筑物基本无损坏，仅有个别旧房裂缝有稍加宽现象。

此次地震由于当时未进行震害评估工作，故无法给出震害评估结果。

拜城5.9级地震前1月5日14时，在拜城台附近发生一次M_s1.7地震，由于地震太小，无法定出震中，在中强震活动较为频繁的南天山中段，震前发生这样一次小震，无法看作是前震，只能认为震前发生过一次小震，但不认为是前震。

 5.9级地震后，根据拜城台单台记录，1月6～24日19天内，共记录到余震91次。其中M_s≥1.0以上余震只有22次，M_s2.0以上地震仅有2次，最大余震M_s2.1，与主震震级相差3.8级。图4给出了余震序列的时间分布，表2给出了2级以上余震序列。主震释放能量占全序列总能量的99.98%，表明这次地震属孤立型地震。  

图4  拜城5.9级地震序列M-t图

Fig.4  M-t diagram of the M_S5.9 Baicheng earthquake sequence

表2  拜城5.9级地震序列目录（M_S≥2.0）

Table 2  Catalogue of the M_S5.9 Baicheng earthquake sequence(M_S≥2.0)

 图5给出了余震序列空间分布，可以看出交出震中的10次余震主要分布在主震东北方向，与断裂走向一致。余震衰减系数P=1.19，b值=0.65，南天山背景性b值=0.77。

图5  拜城5.9级地震序列震中分布

Fig.5 Epicentral distribution of the M_S5.9 Baicheng earthquake 

      sequence 

 收集新疆、中国以及世界台网报告记录到的P波初动符号共计113个，用乌尔夫网上半球投影求解这次地震震源机制解，结果见表3和图6，矛盾符号为9%。

  表3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the M_S5.9 Baicheng earthquake

图6  拜城5.9级地震震源机制解

Fig.6  Focal mechanism solution of the M_S5.9 Baicheng earthquake

 可看出，节面Ⅰ为左旋逆断层，以垂直分量为主；节面Ⅱ为右旋逆断层，水平分量为主。据实地考察发震构造断层面展布方向为NEE方向。认为近东西的节面Ⅰ为这次地震断层面。主压应力Ｐ轴方位12°，其仰角平缓，基本为南北向压应力。说明该区可能主要受到塔里木地块向北的作用力，因此显示出主压应力P轴为近南北向分布。

震中附近地区的测震台站和其他前兆台站的分布见图1。地震发生在南天山地震带中段，该区域台站布设沿天山带呈东西向分布，地震发生在测震台网和前兆台网北部。

 在距震中200 km范围内共有地震台站5个。其中：测震台5个；其他前兆台2个，有测震、定点水准、基线测量、地温、地倾斜、压容应变等6个观测项目。在0～100 km，101～200 km距离内分别有地震台站1个和4个，其中测震台1个和4个，前兆台0个和2个，有测震学以外的观测台项0个和6个。

 此次地震前共出现6个异常项目，6条前兆异常，其中：测震学异常4条，地温和水准项目异常各1条，前兆异常情况见表4和图7～12。  

  表4  异常情况登记表

  Table 4  Summary table of precursory anomalies

 应用地震预报方法实用化攻关软件，对拜城地震前地震活动进行时空扫描，较明显的异常有三条。距震中101～200 km范围内震前有4个定点观测项目有资料，其中仅120 km处的黑孜尔台的三项前兆观测项目中的地温出现异常显示，异常占定点前兆观测项目25%（不考虑乌什台异常）。

 震前1980年1月至1986年12月，震中周围地区M_S≥3地震空间分布出现空区，其长轴160 km，短轴60 km，空区长轴走向与断裂走向基本一致（图7）。在同一时间和区域范围内震级-频度曲线表现出3～4级地震线性关系较好，缺少5级以上地震（图8）。由拜城周围地区1971～1986年M_S≥4.0地震M-t图（图9）可看出，1980年以前4级以上地震活动相对密集，1980年以后由相对平静逐步转为活跃。

图7  1980年1月至1986年12月拜城周围地区地震震中分布图（M_S≥3.0）

Fig.7  Epicentral distribution of the M_S≥3.0 earthquakes

       around Baicheng area in 1980.1～1986.12  

图8  拜城周围地区M_S≥3.0地震震级-频度图（1980～1986年）

Fig.8  M-lgN Curve for M_S≥3.0 earthquakes around the Baicheng 

       area(1980～1986)

图9  拜城周围地区M-t图（M_S≥4.0）

Fig.9  M-t diagram of M_S≥4.0 earthquakes around Baicheng area  

 拜城地区是新疆小震震群活动频发区。5.9级地震前，1986年11月和12月在拜城台附近50 km范围内发生两次小震震群，据文献^[1]研究结果表明（表4和图11），当h值＞1时，为非前兆震群，h≤1时，为前兆震群。11月份震群h=1.2判断为非前兆型震群，12月份震群h=0.4，判断这是一次前兆型震群。  

表5  两次震群主要估算结果统计表

Table 5  Estimative results of the two earthquake swarms

     黑孜尔台地温测量，深度在6.5 m以下，地温历年年温差很小，尤其是11.5 m深的地温年温差不超过1℃.1986年11月20至1987年1月5日出现幅度达4．3℃的突降―回升变化， 震后又恢复到正常年均值（图12）。观测资料无其他干扰，异常较为可信。

图10  拜城地区地震活动M-t图

Fig.10  M-t diagram of the seismic activity around Baicheng area  

图11  黑孜尔11.5 m地温五日均值曲线

Fig.11  Curve of 5-day mean value of ground temperature at 

        depth of 11.5m in Heizier

     在距震中400 km处的库尔勒地震台，定点水准跨天山南缘东部的辛格尔大断裂。震前1987年1月5日南北边测线出现+0.60 mm的突跳（图12），这一变化已超过3倍测量中误差范围，显示出明显的短临突跳。因距离超远，作为D类异常列入。  

图12  库尔勒台（Δ=400 km）水准测量S-N边日变化曲线

       （1986.12.16～1987.1.13）

Fig.12  Curve of daily variation of levelling (S-N side) at 

        Kuerle station    

 拜城5.9级地震前，距震中180 km处的乌什台3项前兆观测项目分别出现了中、短、临异常显示，这些异常项目对应了1987年1月24日乌什6.4级地震，在此没有考虑乌什台出现的前兆异常。