这两次地震发生在青海省测震台网相对密集的东部地区，距6.0级地震震中300km范围内共有青海和甘肃两省的9个测震台和一个遥测台网（龙羊峡遥测台网，图1），测震监测能力为M_L2.0级，龙羊峡水库库区监测能力可达到M_L1.0。表1列出了这两次地震的基本参数。

图1  共和6.0、5.8级地震前测震台网分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations before the M_S6.0 and

       5.8 Gonghe earthquakes

表1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the Gonghe earthquakes

这两次地震均发生在1990年4月26日共和7.0级地震附近，区域地震地质背景和深部构造与共和7.0级地震相同，详细资料可参见1990年共和7.0级地震震例研究报告^[4]。

 1月3日6.0级地震的宏观震中为36°02′N、100°05′E，与1990年共和7.0级地震的宏观震中（36°05′N、100°05′E）基本重合，由此可以推断其发震断层也为北西西向的哇玉香卡-拉干隐伏断裂（共和盆地南缘断裂）。该断裂西起茶卡盐湖南部，向东南方向大致沿着丘陵及洪积台地边缘，经哇玉香卡农场北侧和塘格木农场冲积盆地边缘，穿过黄河后，终止于茫拉河谷一带。断层西段在地貌上反差明显，南盘上升为丘陵，北盘下降为山前倾斜平原。断层走向为NWW，全长约150km，深部断面倾向SW，浅部断面较陡，倾向不稳定，西北段倾向为NE，中南段倾向转为SW，震中附近表现为逆断层性质。重力资料反演认为该断裂为基底隐伏断裂，底部大致切割到康氏面^[5]。2月16日5.8级地震的宏观震中为36°11′N、100°17′E，位于7.0级主震北东约24km处的茶卡盐湖­-更尕海-拉乙亥北西向隐伏断层附近。该断层西起茶卡盐湖南缘^[6]，向东南方向穿过共和盆地腹地更尕海一带，终止于黄河东岸的拉乙亥附近。断裂西段与哇玉香卡-拉干断裂平行分布，中段更尕海一带大致呈东西向展布，东段在上卡力岗（5.8级地震的宏观震中）南向东南方向拐弯，呈北西向展布。断裂带的断面产状较陡，总体向NE倾斜，具逆断层性质（图2）。

 自1900年有历史记录以来至1989年，共和盆地及其周边地区为地震弱活动区，盆地内无M_S≥4.7级地震，其周边地区M_S≥4.7级地震零星分布，M_S5级以上地震仅有一次，即：1950年6月18日同德西北5级地震，盆地外围地区地震活动相对活跃。1990年4月26日盆地内发生共和7.0级地震和10次5级以上强余震（截止到2001年），1994年1月3日6.0级和2月16日5.8级地震为最大强余震和次大强余震，之后又发生4次5级以上余震，其余震活动强度之高，持续时间之长和最大强余震发生之晚是本区有地震记录以来罕见的。

图2  震中附近地质构造及历史地震震中分布图

断裂名称：①青海南山-康乐-天水断裂；②茶卡盐湖-更尕海-拉乙亥隐伏断裂；

         ③哇玉香卡-拉干隐伏断裂； ④鄂拉山断裂

Fig.2  Map of geological structure and distribution of historical

       earthquakes around Gonghe epicentral area

1．1994年1月3日共和6.0级地震烈度及震害

 6.0级地震的宏观震中为36°02′N、100°05′E，位于塘格木农场场部南约7km处的兴海县河卡乡红旗村（牧业点）。震中烈度为Ⅷ度，呈NW向为长轴方向的椭圆（图3）。烈度分布参数见表2。各烈度区的破坏和损失情况如下^1）。

表2  6.0级地震等震线分布主要参数^[1]

Table 2  Main parameters of isoseismal curves

 Ⅷ度区（极震区）：呈北西向规则椭圆分布。该区基本为河卡乡红旗村，跨越了青康公路（204国道）。虽然该区内的牧民住宅为1990年7.0级地震后的重建房屋，但其结构（木架土坯）无法抗拒Ⅷ度地震的袭击，沿断层线分布的10余户住宅均遭受到毁坏和严重破坏。在宏观震中位置，发震断层的地貌特征十分明显，为一断裂沟谷地形。断裂谷北侧的山地丘陵面经过共和主余震多次的破坏大多酥脱开裂，形成普遍的滑坡及山体剥皮现象；沟谷边坡及土崖崩塌现象十分严重；地表裂缝普遍；另外，有三条平行分布的裂缝带断续由宏观震中部位向东南延伸，切过204国道后逐渐消失，单个裂缝最大宽度约5cm，其展布宽度约2km，总长度约15km。

图3  共和6.0级地震等震线图

Fig.3  Isoseismal map of the M_S6.0 Gonghe earthquake

 Ⅶ度区：包括塘格木农场场部及一大队、兴海县河卡乡的红旗村、共和县铁盖乡的铁盖村和英得尔乡的部分村点。这一地区在共和7.0级地震后新建的砖混结构平房多数基本完好，个别房屋的墙角、门、窗部位有裂缝或抹灰层局部脱落；新建的木架土墙砖混门脸结构式房屋部分遭到中等以下破坏；原有旧式平房和简易房屋破坏严重，多数构成严重破坏和中等破坏；塘格木农场场部的办公楼、锅炉房和变电所机房等，由于建筑质量及建筑物跨度较大等原因遭到严重至中等强度的破坏。该烈度区震感强烈，地震时大多数人仓皇出逃，室内物品损失严重。由于这一地区建筑物数量较多，因此占总经济损失的比例相对较大。

 Ⅵ度区：包括塘格木农场二、三大队、兴海县河卡乡的五一村、宁渠村、共和县铁盖乡和英得尔乡的部分村点及巴仓农场发电站、变电站等。区内共和7.0级地震后新建的砖混结构平房基本完好；新建的土木结构房屋，除部分房屋的门窗上下角部位及木椽与墙体的结合部分产生较为明显的裂缝及轻度错位外，多数基本完好。但绝大部分砖柱土坯结构的旧房原有裂缝加宽，或部分房屋后墙倾斜开裂，构成严重程度以下破坏。

 Ⅴ度区：包括塘格木农场四、五大队，巴仓农场场部及四个中队，共和县沙珠玉乡、英得尔乡及兴海县河卡乡等。该区旧式砖柱土坯结构房屋在经历多次地震的袭击后，大部分房屋裂缝明显构成破坏，少数房屋因地基变形造成后墙开裂、房瓦散落破坏较重。木架土坯结构房屋有少量裂缝，个别因墙体结合部位开裂构成轻微破坏。

 6.0级地震受灾面积约为3394km²，灾区范围主要在海南州共和、兴海两县，包括两个国营农场、四个农牧业乡。由于地震发生在白天，因而人员伤亡较轻，仅有9人轻伤。因房屋严重破坏和倒塌造成198户790人无家可归。直接经济损失为5744.86万元^[1]。

 2．1994年2月16日共和5.8级地震烈度及震害^1）

 5.8级地震的宏观震中为36°11′N、100°17′E，位于共和县沙珠玉乡上卡力岗村南5.5km处，距6.0级地震震中24km。由于本次地震位于1990年7.0级主震的Ⅵ度区及6.0级地震的Ⅴ度区，多次叠加破坏，造成的房屋震害较重。在烈度考察中，已考虑了该因素。极震区烈度为Ⅶ，等震线分布形态近似一圆形（图4）。烈度分布参数见表3。 

表3  5.8级地震等震线分布主要参数

Table 3  Main parameters of isoseismal curves

图4  共和5.8级地震等震线图

Fig.4  Isoseismal map of the M_S5.8 Gonghe earthquake

 Ⅶ度区：震中地面为大面积沙丘所掩盖，地表断层迹象不清，但沙丘上可见大量平行分布的裂缝，裂缝宽2～5cm，单条延长达数米，延伸方向有EW和NW两组。该烈度区的主要居民点为上卡力岗村，牧民住宅均为木架土墙结构，部分住宅的正房加有砖混门脸。6.0级地震未对该村房屋构成中等以上破坏，而本次地震造成中等以上破坏的房屋占全村房屋总数的60%，少数的旧房、土墙和羊圈等有倒塌。

 Ⅵ度区：该烈度区内的沙珠玉乡政府及所属的9个自然村、塘格木农场场部、铁盖村、更尕海及沿204国道7道班至9道班沿线的牧民散居点，房屋原有裂缝均被加宽或延长，部分不结实的土墙和羊圈墙倒塌，砸死和砸伤一些幼畜。更尕海西岸边缘见有喷沙冒水现象。

 Ⅴ度区：位于该区的二十地乡政府、农场三大队、五一村、红旗村和居民散居点，房屋少部分有轻微破坏，大部分基本完好。

 5.8级地震的受灾面积为3456km²，受灾总户数3474户，灾区人口约20万人，有20户108人无家可归。地震发生在凌晨，人们正在熟睡中，地震后许多人惊逃户外，除30余人腿脚扭伤外，无人员伤亡。本次地震造成的直接经济损失为1889.51万元。

该区是青海地区测震监测能力较强的地区，对于本序列而言，可定位的地震震级下限为M_L≥1.5，距震中121km的湟源台可记录到M_L≥1.0级地震。

 将1月3日6.0级地震和2月16日5.8级地震作为一个序列来处理，根据序列持续时间的判别标准^[7]，结合本序列的实际情况，序列的结束时间为2月27日。该序列中最大地震与全序列释放能量之比为66.6%，最大地震和次大地震震级差为0.2级，故序列类型为双震型。序列b=0.34。

 1月3日6.0级地震后，截止到2月15日湟源台单台记录到M_L≥1.0级余震61次，其中可定出震中的24次，最大余震为M_L3.1级。2月16日5.8级地震后，截止到2月27日湟源台单台记录到M_L≥1.0级余震57次，其中可以定出震中的29次，最大余震为M_L3.2级。序列M_L3.0级以上地震目录见表4。 

表4  共和6.0、5.8级地震序列目录（M_L≥3.0）

Table 4  Catalogue of the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe earthquake sequence（M_L≥3.0）

 图5为该序列震中分布图。实心圈为6.0级地震的余震分布，其优势方向为NW向，与其发震断裂（哇玉香卡-拉干）的走向基本一致。M_L3.0级以上地震均发生在主震东南。另外小震级地震形成一NE向的条带分布。空心圈为5.8级地震的余震分布，主震附近只有一次M_L1.2的余震，其他余震均集中分布在6.0级地震的附近，距主震约24km，优势分布方向为NNW向，这种现象非常特殊，值得深入研究。虽然两次地震的余震都集中在6.0级地震的发震断裂附近，但仍存在明显的界线，6.0级地震的余震分布在南侧，而5.8级地震的余震却分布在北侧。造成震中分布格局的原因可能是由于震源深度的差异，该断层在此处倾向SW，根据青海省地震台网测定6.0级地震的震源深度为31km，而5.8级地震的深度为19km，其投影结果与上述震中分布一致。该序列的M-t图、b值曲线、日频次曲线、应变释放曲线见图6～9。

图5  共和6.0、5.8级地震序列震中分布图（1月3日～2月27日）

Fig.5  Epicentral distribution of the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe

       earthquake sequence

图6  共和6.0、5.8级地震序列M-t曲线

Fig.6  M-t diagram for the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe

       earthquake sequence

图7  共和6.0、5.8级地震序列b值曲线

Fig.7  b-value curve for the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe

       earthquake sequence

图8  共和6.0、5.8级地震序列日频次曲线

Fig.8  Curve of daily frequency for the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe

       earthquake sequence

图9  共和6.0、5.8级地震序列应变释放曲线

Fig.9  Curve of strain release for the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe

       earthquake sequence

根据全球地震台网、全国基准台网及青海、甘肃区域地震台网P波初动资料，都昌庭得到两个地震的震源机制解参数见表5，图10为相应的上半球投影图。求出两次地震震源机制解所用的初动符号数量均为23，其矛盾符号比分别为17%和13%。 

表5  共和6.0、5.8级地震震源机制解

Fig.5  Focal mechanism solution of the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe earthquakes

注：编号1为1994年1月3日6.0级地震；编号2为1994年2月16日5.8级地震。

图10  地震震源机制解（乌尔夫上半球投影）

      (a) 1月3日6.0级地震；(b) 2月16日5.8级地震

Fig.10  Focal mechanism solutions of the M_S6.0 and M_S5.8

        Gonghe earthquakes

    图11为USGS利用NEIC资料求出的1994年1月3日共和6.0级地震震源机制解结果，其参数见表5。

图11  USGS给出的1月3日6.0级地震震源机制解

Fig.11  Focal mechanism solution of the M_S6.0 Gonghe earthquake

        from USGS

 1994年1月3日6.0级地震的发震断层、烈度分布长轴方向和余震优势分布方向均为NW向，断层在深部的倾向为SW。分析认为USGS给出的震源机制解结果比较符合，判定节面Ⅱ为本次地震的主破裂面，以逆冲错动为主，与1990年4月26日共和7.0级地震的发震断层和错动方式一致。

 1994年2月16日5.8级地震的烈度分布近似圆形，无明显的优势分布方向；余震分布的优势方向为NNW向，但由于绝大部分余震地点与5.8级地震有一定距离，很难用此来判定主破裂面；发震断层在震中附近走向NW，倾向NE，与截面Ⅱ的倾向一致，初步认为截面Ⅱ为主破裂面。根据震源机制解结果判定该地震以逆冲错动为主，走滑分量很小。

图12  共和6.6、5.8级地震前定点前兆观测台站分布图

Fig.12  Distribution of the precursory monitoring stations before

        the M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe earthquakes

 两次地震前共出现异常18项，其中地震活动性异常7项，前兆观测异常11项。中短期异常反映了两次地震的异常，临震异常分属不同的地震。图13为定点观测前兆异常分布图，表6为异常情况登记表。

 2．异常描述

（1）中短期异常

 1992年10月至1994年1月2日，M_L≥2.0级地震在共和附近形成一长轴为NE的小震空区。同时显示出NE、NW方向的两个条带，条带、空区的交汇部位接近未来震中，且NE向条带在共和地区存在一明显的空段（图14）。

 对震中周围地区（35°～37°N，98°～103°E）地震活动性参数进行时空扫描，发现b值、缺震曲线（选5个高震级地震的平均值）和空间集中度C值存在明显的异常（图15），且以往震例的对应率较高。b值、缺震曲线为6个月窗长、1个月滑动步长扫描的结果，C值曲线为6个月窗长、2个月滑动步长扫描的结果。

   表6  异常情况登记表

   Table 6  Summary table of precursory anomalies

长宁、民和水氡在震前1年出现破年变异常（图16、图17），民和水氡在消除年变后表现为上升异常。

 互助、湟源、西宁水氡在震前2～0.5年先后出现趋势性下降，震前两个月均有不同程度的转折或恢复，其中互助水氡震前回返接近均值（图18）。

 在上述水氡异常中，民和和互助水氡在1995年7月22日永登5.8级地震后出现明显的后效变化。这可能与两台和该地震的距离较近有关。

 1990年共和7.0级地震后，门源地倾斜两个分量均有正常的年变（1991、1992年）。1993年1月开始EW向出现破年变异常，年中恢复正常趋势（图19a）；SN向于1993年4月至7月出现破年变异常（图19b）。两个分量在震后均有不同程度的异常，可能对应了1994年9月至10月间的3次共和5级地震。

图13  共和6.6、5.8级地震前定点观测前兆异常分布图

Fig.13  Distribution of the precursory anomalies before the M_S6.0

        and M_S5.8 Gonghe earthquakes

图14  共和6.0、5.8级地震前地震震中分布图（M_L≥2.0级）

      （a）1991年7月至1992年9月；（b）1992年10月1日至1994年1月3日

Fig.14  Epicentral distribution of M_L≥2.0 earthquakes before the

        M_S6.0 and M_S5.8 Gonghe earthquakes

（2）短临异常

 ① 1994年1月3日共和6.0级地震前的短临异常。

 湟源水氡在短期阶段的异常显著，且异常形态典型（图20）。1993年9月21日开始下降，11月2日达最低值，恢复到均值附近后，于12月11日再次下降，12月28日降至低点，恢复过程中发生了1994年1月3日6.0级地震。震后再次下降，1994年2月1日达最低值，恢复后发生了2月16日5.8级地震。

图15  青海东部地区地震活动性参数时间扫描曲线（M_L≥2.0）

      （a）b值曲线；（b）缺震曲线；（c）空间集中度曲线^6）

Fig.15  Curves of seismic activity anomalies in the east Qinghai

图16  长宁水氡月均值及其校正值曲线

      （a）原始值；（b）一般多项式分段曲线拟合值；

      （c）原始数据与一般多项式分段曲线拟合值之差

Fig.16  Curves of monthly mean value of radon content in

        groundwater and its corrected value at Changning station

图17  民和水氡月均值及其校正曲线

      （a）原始值；（b）周期估计值；（c）原始值与周期估计值之差

Fig.17  Curves of monthly mean value of radon content in

        groundwater and its corrected value at Minhe station

图18  青海东部部分水氡异常曲线（月均值）

      （a）西宁；（b）湟源；（c）互助

Fig.18  Monthly mean value of radon content in groundwater at

        some stations in the east Qinghai

 佐署水位在临震阶段出现了高频振荡^[9]，其振荡的密度低于以往震例。第一阶段的异常出现在1993年12月17～23日，之后平静6天；12月30日、31日、1994年1月1日再次出现异常（图21a）。

 平安地温自1993年10月下旬开始日变形态发生畸变，且日变幅度增大（图22a）。该测点自正式投入观测以来，测值虽有明显的年变，但较稳定，年均值为8.71℃。12月28日04～15时整点值出现―上升过程，最大值为10.11℃^[10]（图22b），其日均值也显示出明显的异常（图22c）。

图19  门源地倾斜月均值及其校正曲线

      （a）EW向；（b）SN向

Fig.19  Curves of monthly mean value of tilt and its corrected

        value at Menyuan station

图20  湟源水氡日测值曲线

Fig.20  Curve of daily value of radon content in groundwater

        at Huangyuan station

图21  佐署水位日变曲线

      （a）1月3日共和6.0级地震前的异常（据[9]）；

      （b）2月16日5.8级地震前的异常

Fig.21  Curves of daily variation value of water level in

        Zhoshu well

图22  平安地温异常曲线

      （a）1993年9月1日～11月30日整点值；

      （b）1993年12月27～29日整点值；

      （c）1993年6月～1994年4月日均值

Fig.22  Curves of ground temperaure at Pingan station

    与地温临震变化同步，平安电磁波SN道在12月28日05～16时出现大幅度异常，时均值最大值达15953脉冲数（图23a）。EW道未记录到异常。

图23  平安电磁波异常曲线

      （a） 1993年12月27日～1994年1月4日SN道时均值；

      （b）1994年2月2～22日EW道时均值；

      （c）1993年12月～1994年2月EW道日均值；

      （d）1993年12月～1994年2月NS道日均值

Fig.23  Curves of electromagnetic wave at Pingan station

 ② 1994年2月16日5.8级地震前的短临异常。

 西宁水氡从1994年1月17日开始从低值回返，26日开始高于均值线，震前3天开始略有下降，高值发震，震后逐步恢复（图24），上升幅度达10Bq/L左右。

 佐署水位从2月11日开始出现高频脉冲（见图21b），13日脉冲加剧，14日在高频脉冲的同时出现幅度变化（最大变幅达1.5cm），16日震前4小时恢复正常^[10]。

图24  西宁水氡日测值曲线

Fig.24  Curve o f daily value of radon content in groundwater

        at Xining station

 1994年2月11日，湟源台附近发生震群活动，1天内记录到12次地震，其中5次有感，最大震级M_L4.2（速报震级），U、h、K值表现为前兆性震群。

 1994年2月12日平安地温再次出现大幅度异常，13日09时达最高值13.26℃,14日15时恢复正常（图25）。异常的幅度和持续时间均大于6.0级地震之前的异常。

图25  平安地温整点值曲线（1994年2月11日至2月17日）

Fig.25  Curve of hourly value of ground temperaure at

        Pingan station

 1994年2月12日10时平安电磁波EW道出现异常，11时达到高值8215脉冲数，19时异常恢复。13、14日在同一时间出现类似异常，14日14时异常结束（图23b）。其日均值也显示出非常明显的异常（图23c）。

 另外，据文献[11]报道：刘家峡应力（1、2、3号元件）、武威地电阻率（NS）、定西地电（NS）、昌水管仪（EW）、天水应力（1、3号元件）在共和这两次地震前出现了短期和临震异常。

 图26为刘家峡地应力1～4号元件的变化曲线。其中1号（EW）、3号（NS）、4号（NW）在共和6.0和5.8级地震前出现了幅度不大的短临变化。

图26  刘家峡地应力异常曲线

Fig.26  Curves of stress strain at Liujiaxia station

 在青海省1994年年度会商会上，根据青海东部地区存在的小震频次、地震集中度、条带、空区、空段及水氡同步趋势性下降等异常，将共和地区列为应注意地区^5）。在1994年1月份的月会商意见中提出：“年度会商提出的各项异常仍在发展，1月份注意各危险区发生5级以上地震的可能性”。1993年12月28日平安电磁波、地温出现同步大幅度异常，12月17～23日、30日佐署水位出现高频脉动。12月31日召开紧急会商会，会上多数人认为近期发震的可能性较大，但未填报短临预报卡。这次地震前在短临阶段有所察觉，但没有作出短临预测。

6.0级地震后，在1994年2月份会商意见中提出，共和6.0级地震后不排除5级左右余震的可能；2月4日周会上提出西宁水氡、地磁Z分量出现明显变化，要求严密注意前兆异常的发展变化，捕捉短临异常信息；2月11日湟源附近发生5次有感地震，最大震级为M_L 4.2级，立即进行临时会商，认为“西宁及周围小震活动水平增强，是反映区域应力场正在增强，西宁及周围地区前兆观测手段的异常可能反映青海省东部的祁连、共和地区有5级左右地震发生”；12日平安电磁波、地温再次出现同步大幅度异常。据此，青海省地震局经过反复落实异常和认真的研究，于2月12日填报了短临预报卡片（除共和地区外，同时还圈定了两个地区），并电话通知了共和县塘格木农场，14日向青海省政府做了汇报，青海省政府根据震情的发展用电报通知了海南州政府^4）。虽然，由于2月16日5.8级地震的位置与短临预报卡所圈定的预测区的误差略大于评比的误差未获短临预报基金奖励，但这次地震的短临预测产生了一定的社会效益和经济效益，中国地震局在当时也给予了肯定。

    这两次地震后，我局迅速派出的地震现场工作队奔赴震区，开展灾害评估、宏观考察和震情监视工作，为抗震救灾、震后重建和震后趋势判定提供了依据。