8月23日，白天山、谢小芬和吴磊明三人去天池风景区游玩。几天后，吴磊明下落不明。
28日早上，白天山带着谢小芬来到新疆大学附近的树林里，挖出巨款，把钱缝进两件军用马甲里，54式手枪随身带走，步枪就地掩埋。随后，两人在火车站买下两张高价卧铺票，三天后回到了北京。
8月29日，天池风景区的一个哈萨克牧民报警，他在风景区的大锅底坑附近的山坳里发现一具面部被焚烧的无名尸体。
警方鉴定，受害人遭枪击而亡，在尸体周围提取到几枚“7.62”毫米弹壳，正是石河子149团场遇害的警长姜雨斌那把54式手枪所击发。
“是北京人把我们新疆人给杀了。”自治区公安厅一名警长断定，这是歹徒起了内讧，杀人灭口，查清楚尸体的身份，案件就接近告破。
就在查尸体身份的过程中，一条重大线索浮出水面。
一个已经在石河子复员的武警战士曾经在新安监狱工作，认识白天山和吴磊明。8月初，二人和他在石河子偶遇，白天山提出向他购买子弹，要带回北京打野猪，他没给。这位复员的战士还说，他在电视上看到了系列枪案的犯罪嫌疑人的模拟画像，其中一人很像白天山。
终于，白天山这个名字第一次单独出现在专案组面前。
接着，无名尸身份经过吴磊明家属辨认，再加上血型鉴定，证实是吴磊明。吴磊明家中的一个笔记本上记着白天山和谢小芬在北京和四川的地址。
9月5日晚7点多，北京市刑警大队和派出所民警一行四人，来到位于模式口的白天山母亲家，敲了敲门。
开门的正是光着上身的，只穿了一条大裤衩的白天山。
片警小李问他：“你的户口还办不了办了？”
“办啊，怎么不办？”
“找你几次你都不在，出门啦？”
“我上四川了。”
“你的户口，市局批下来了，是8月25日批的，你跟我们去趟派出所，把表格填下。”
“现在就去啊？”
“对，现在就去，这事不能再拖了。”
晚上7点去派出所填表？白天山不是个笨人，他说：“好吧，你们等我穿件衣服。”转身要开一个抽屉，抽屉里是装满了子弹，上了膛的54式手枪——恰在这个时候，白母推门进来了。
白天山顺从地跟警察出门、上了车。
至此这个制造了多起大案的罪犯终于落网。
随后，警方在他家中起获54式手枪一把，巨款110多万元（谢小芬拿到11万，回四川探亲）。
白天山在后来的交代材料里说：“我本来想拿枪打死他们，可是，我母亲进来了，我就不能打了。我不忍心当着我母亲的面杀人，我做不到……”
9月6日，谢小芬被当地公安局逮捕，9日押解回北京。
1997年12月3日，白天山和谢小芬从北京被押解到乌鲁木齐，准备接受审判。
1998年3月3日，白天山、谢小芬持枪抢劫杀人案在乌鲁木齐中级法院开庭审理。
白天山对所有罪行供认不讳，还补充道：“我还想说一句，谢小芬做的一切都是我强迫她干的，我杀她是早晚的事。我给她11万，是为了堵她的嘴。”
最终，白天山被判处死刑，剥夺政治权利终身。谢小芬犯有抢劫罪、包庇罪，判处有期徒刑12年。
1998年4月，白天山被枪决。
2005年4月26日，谢小芬48岁的生日这一天，监狱方面下达了最后一次减刑通知书，经过多次减刑的谢小芬被正式释放。
背负着沉重往事的谢小芬不愿回四川老家，她接受了狱友的邀请，欣然前往新疆石河子市。在全是外来移民的石河子，没有人会探究她的过去，谢小芬改名换姓，在石河子市扎下根来，生活至今。
白天山这个人怎么说呢？好好的铁饭碗不干，就要寻求刺激，也许真的有人生下来就是恶魔，只是觉醒的早晚而已，就凭他的毅力，干什么干不成？何苦呢？唉！
但是谢小芬能为了白天山守口如瓶这么多年，白天山也能为了谢小芬，在法庭上自己担下罪责，这种畸形的爱恋，我竟然还有点羡慕，这是怎么回事？有人会为了你去死吗？这书写的我都快想不劳而获了(?＞?＜?）大家引以为戒啊。
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