南口-孙河断裂是北京地区重要的全新世活动断裂之一,也是张家口-渤海地震带的重要组成部分。该断裂总体走向310°,全长约80 km。前人通过大量的活动构造研究揭示,其全新世以来存在明显活动,发生了3次古地震事件,单次地震事件的垂直位错约为1.3 m,断裂的垂直滑动速率约为0.3 mm/a。但由于直接观察证据和测年精度限制,前人对南口-孙河断裂最近一次强震事件离逝时间的约束相对薄弱。同时,针对南口-孙河断裂可能存在的最新走滑变形特征,缺乏相对可靠的地表变形证据支撑。为此,本研究在南口-孙河断裂全新世活动段东南端进行了古地震研究,系统分析了强震事件造成的沉积地层和构造变形,采集了探槽内主断层面构造定向样品,并开展了扫描电镜分析。通过古地震探槽研究揭示,南口-孙河断裂的活动造成了沉积地层显著构造变形,表现为标志地层的错断、地层厚度的变化以及崩积楔的发育等。对探槽内沉积地层的对比分析表明,南口-孙河断裂的活动错断了探槽内1.3 m以下的沉积地层。14C测年结果揭示,南口-孙河断裂最新一次地震事件的离逝时间为2820~3700 a BP。依据古地震探槽内崩积楔、错断层位分布、地层厚度变化以及地层的倾斜变形等古地震事件识别标志分析,南口-孙河断裂在本探槽内共揭示了4次古地震事件,10020 a BP以来发生了3次古地震事件。依据显微构造分析揭示,断裂主断层面存在平行于断层走向的黏土矿物的定向排列,揭示断层可能存在左旋水平运动,这也被探槽内揭示的主断裂约75°的陡倾角和显著的花状构造所验证。因此,南口-孙河断裂全新世以来表现为显著的走滑运动特征,启示北京地区发震构造分析需要考虑华北地区的走滑构造变形。
