北京市门头沟区地质遗迹特征及保护利用建议

2020-03-31贺瑾瑞郝春燕张长敏吴家悦冉淑红程素珍

城市地质 2020年1期

贺瑾瑞郝春燕张长敏吴家悦冉淑红程素珍

摘要：北京西山素有“中国地质工作摇篮”之称，门头沟区地处北京西山，占总面积98.5%的山地是西山的核心地区，拥有包括地质（体、层）剖面、地质构造、古生物化石、矿物岩石与矿床、地貌景观、水体景观和环境地质遗迹景观7大类地质遗迹。本文在总结区内地质遗迹资源7大特征的基础上，提出先保护后利用，保护措施包括制定保护规划、确定地质遗迹保护名录、建立保护联动机制。提出在沿河城、庄户洼、下苇甸遗迹3个遗迹集中区打造地质公园;在清水涧深挖矿业遗址文化建设矿山地质公园;以地质和人文遗迹为背景在爨底下村、柏峪村、燕家台、沿河城、东胡林村等村建设地质文化村;在永定河流域、东灵山沿线、潭王路、斋幽路一带设置精品研学科普路线等利用建议。

关键词：地质遗迹;北京西山;保护措施;利用建议;门头沟区

About the Characteristics of Geological Relics and Suggestions

of Their Protection and Utilization in Mentougou District， Beijing

HE Jinrui， HAO Chunyan， ZHANG Changmin， WU Jiayue，RAN Shuhong， CHENGg Suzhen

（Geological Institute of Beijing， Beijing 100120）

Abstract： Beijing Xishan （West Hill） in which Mentougou District is known as "Cradle of Geological Survey in China". Mountainous area of Mentougou， accounting for 98.5% of the total area， is the heart area of the Beijing Xishan. In Mentougou， there are seven kinds of geological relics， including geological （intrusive， stratigraphic） section， geological tectonic features， paleontology fossil， mineral rocks and mineral deposits， geomorphic landscape， water landscape and environmental geological relic landscapes. Based on the summary of the seven characteristics of geological relic resources in the area， the authors put forward the suggestion of protection before utilization， and the protection measures include the formulation of protection plan， the determination of geological relic protection list， establishment of protection linkage mechanism. Other utilization suggestions are put forward， such as building three geoparks in Yanhecheng， Zhuanghuwa and Xiaweidian areas， excavating mining site cultures and constructing mining geopark in Qingshuijian， building geological culture villages by geological and cultural relics as the background in villages of Cuandixia， Baiyu， Yanjiatai， Yanhecheng， Donghulin etc.， setting up high-quality research and science popularization routes in Dongling Mountains， Tanwang Road and Zhaiyou Road.

Keywords： Geological heritage; Beijing Xishan （West Hill）; Protection Measures; Utilization suggestions

地質遗迹是地球演化的漫长的地质历史时期，由于各种内外地质作用，形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的自然地质现象，它反映了地质发展历史的演变过程。

门头沟区自西北向东南有黄花梁-黄草梁-棋盘山复式背斜，百花山-清水尖-妙峰山复向斜，铁坨山-九龙山-香峪梁复向斜，各岭脊之间形成大小沟谷300余条，出露形态多样、类型丰富的地质遗迹，这里有挺拔的白羊石虎花岗岩地貌、绵延数十公里的沿河城断裂、神秘幽静的永定河峡谷、惊魂摄魄的石羊沟峡谷、蜿蜒曲折的野溪褶皱、迷人的亚高山草甸黄草梁、拥有高原气候环境的东灵山，北方植物王国之称的百花山，还有向阳口巨型花岗岩脉、大面积出露有十几亿年历史的波痕、大型构造奇观青白口穹隆，迄今为止在碳酸盐岩地层发现的全世界最古老的古地震遗迹等。

《北京城市总体规划（2016—2035）》关于城市空间结构，北京未来是“一核一主一副、两轴多点一区”。门头沟是首都西部重点生态保育及区域生态治理协作区、首都西部综合服务区、京西特色历史文化旅游休闲区，还是西山永定河文化带的主要承载区。因此，本文在总结区内地质遗迹特征的基础上，提出门头沟区地质遗迹资源保护利用建议，以期为今后门头沟区服务京郊休闲旅游度假板块，丰富“西山永定河文化带”研究内容和首都生态涵养区的建设提供参考。

1 地质调查史

（1）区域地质调查史

1863年美国地质学家庞培莱到北京西山调查京西煤矿，提出“震旦方向（sinian direction）”的概念，表述太行山脉北东方向展布，将地层从下到上划分为3个系（Pumpelly，1867）;1869年德国学者李希霍芬调查玉泉山及南口地质，1871年调查斋堂地质，将地层细分到12层，提出“震旦系（sinian system）”地层名称，将中国地层表中的长城系、蓟县系、待建系、直到寒武系上统均包括在内，写成“China”（Richthofen，1882）。

1910年北京大学教授梭格尔（德国）曾填绘京西1∶20万地质图，1920年叶良辅等著《北京西山地质志》。建国后，开展了较为广泛的区域地质调查，1958—1961年，北京地质学院、北京矿业学院和北京地质局共同开展北京地区1∶5万区域调查，完成包括门头沟区在内的23个图幅的调查工作，取得丰富的地质资料，编著了《北京的地质》，该成果一直应用至整个20世纪70年代（北京地质学院，1961）。改革开放以来，由北京市地质调查所等单位进行了新一轮1∶5万区域地质调查，提交了清水幅、沿河城幅等地质图（北京市地质调查所，1982，1989，1987，1993）。2001年，北京市地质调查研究院汇集1∶5万区调成果，对北京地区的基础地质特征进行总结，出版《北京地质百年》（鲍亦冈等，2001）。2002年，北京市地质调查研究院开展了北京市1∶25万北京市幅区域地质调查，对门头沟的地层、构造、岩浆岩等进行了进一步的梳理（北京市地质调查研究院，2002;吕金波，2012）。

另外，门头沟有许多重要的矿产，如：煤矿、灰岩矿、耐火黏土等，还有一些在北京较为罕见的叶蜡石、紫石等矿产。勘探工作始于20世纪50年代至90年代，京西矿务局、煤炭部173煤田地质勘探队、北京市地质调查所、北京101队、冶金部石景山钢铁公司、重工业部华北地质分局503地质队等单位在该区进行过勘探，先后发现煤、石灰岩、黏土矿物、叶蜡石、紫石及金、银、铜、铁等20多种，矿产地70余处（北京市地质矿产局，1990）。

（2）地质遗迹调查史

北京市专门针对地质遗迹的调查工作始于1988年底，北京市地质矿产局水文地质工程地质公司根据地质矿产部和城乡建设环境保护部要求，对北京地区比较珍贵的、有较重大地质研究意义和保护价值的自然地质景观以及旅游地质资源进行科学考察，并进行地质自然保护区区划和旅游地质资源开发规划，于1990年完成了《北京市地质自然保护区区划和旅游地质资源考察报告》及相关图件，首次全面、系统地考察了北京山区地质自然资源情况，并在此基础上进行了地质自然保护区区划和旅游地质资源分区，提出国家级保护区（点）2处，市级保护区（点）14处，门头沟丁家滩-下苇甸寒武系地层剖面是其中1处，并在门头沟区旅游地质资源概况一节中介紹了潭柘寺龙潭、第四纪冰川遗迹（如冰斗、“U”形谷、冰蚀残丘、冰川条痕石、压坑、压裂及冰碛物）、潭柘寺紫石、灰峪石炭-二叠系剖面化石点、马兰黄土剖面、唐县期夷平面、灵岳寺冰川遗迹、龙门涧景观以及沿河城古火山口等地质遗迹资源（北京市地质矿产局水文地质工程地质公司，1990）。

1996年，由北京市地质矿产局和北京市计划委员会共同开展“保护北京地区若干重要地质遗迹的调查”项目，对北京地区17处重要地质遗迹资源进行了专门调查，提交完成《保护北京地区若干重要地质遗迹的调查报告》《报告》对北京地区17处重要地质遗迹资源的特征进行了论述，并提出这些地质遗迹资源遭受破坏的情况。

2000年，北京市地质矿产局对全市9类67处地质遗迹进行调查，编写了《北京市地质遗迹保护工作概况》，概况中提到1999—2010年北京市自然保护区发展规划要求，在全市要建立45处自然保护区，其中地质遗迹保护区有10处，1999—2000年首先申报建立市级房山石花洞地质遗迹保护区、并完善平谷黄松峪京东大溶洞地质遗迹保护区（北京市地质矿产局，2000）。

2006年，由北京市国土资源局组织开展的“北京市地质遗迹资源及其保护现状综合调查”项目，北京市地质研究所承担，第一次针对全市地质遗迹资源进行了普查，对全市地质地貌遗迹、典型地层剖面、构造形迹、古人类、古生物化石及遗址、矿物、岩石、奇石及其典型产地、有特殊意义的水体资源等各类地质遗迹进行了调查，2007年提交了《北京市地质遗迹资源及其保护现状综合调查报告》。调查确定7大类共170处地质遗迹，其中门头沟区共24处（北京市地质研究所，2006）。

2012—2014年，由中国地质调查局下达任务，北京市地质研究所承担，进行华北地质重要地质遗迹调查（北京）。2014年，提交《华北地区重要地质遗迹调查（北京）项目成果报告》，项目组调查了全市195处地质遗迹，并最终确定了50处重要地质遗点，并对每处进行地质遗迹价值评价，其中门头沟区含9处（北京市地质研究所，2014）。

2016年北京市规划和国土资源管理委员会颁布《北京市“十三五”时期地质遗迹保护规划（2016—2020年）》。该规划阐述了北京市地质遗迹调查和保护现状，存在的问题，对全市地质遗迹调查评价、地质遗迹保护工程、地质公园建设、重要地质遗迹监测等工作做了部署。

2017—2019年，北京市地质研究所对门头沟区地质遗迹进行详细调查，完成区内地质遗迹调查136处，对地质遗迹进行分类和综合评价，并提出了保护利用建议。

2 地质遗迹资源特征

门头沟区的地质遗迹众多，华北地区代表性地层绝大部分在门头沟境内都有出露，许多地层单位是在门头沟境内首先研究并根据门头沟的地名命名的。在十几亿年的地质演变长河中，受不同时期的地质作用，形成了形态多样，类型独特的地质奇观。主要包括地质（体、层）剖面、地质构造、古生物化石、矿物岩石与矿床、地貌景观、水体景观和环境地质遗迹景观7大类，地层剖面、岩浆岩（体）剖面、构造形迹、古人类、古植物、重要岩矿石产地、火山地貌、冰川地貌、河流景观、地震遗迹和地质灾害景观等20类、30个亚类地质遗迹（图1）。门头沟地质遗迹总体特征总结如下：

（1）以门头沟地名创名的岩石地层单位多、岩石剖面丰富

北京的地层名称对华北乃至中国影响巨大，一系列标准地层创名于门头沟地区，年代地层首推青白口系，影响广泛，还有：下马岭组、南大岭组、窑坡组、龙门组、九龙山组、髫髻山组以及马兰组等（表1），在门头沟区内留下了许多层型剖面、次层型剖面和区域地层剖面，如斋堂北晚更新世马兰组层型剖面、九龙山南坡侏罗纪九龙山组层型剖面、色树坟村东奥陶纪马家沟组次层型剖面、爨柏景区晚更新世冲洪积层剖面（图2a）等;早在元古—古生代形成的海相地层剖面，如下苇甸寒武纪地质事件剖面已成为华北地区重要的科考路线和科普教学场所。

（2）矿产资源丰富

门头沟矿产资源蕴藏丰富，已探明的主要矿藏有煤炭、叶蜡石、溶剂用灰岩、水泥用灰岩、耐火黏土、花岗岩、青石、玉石、塑性黏土、石棉、金、银、铜、铁等20多种，矿产地70余处。形成的地质遗迹有典型矿床和矿业遗址两类，主要有潭柘寺紫石、赵家台叶蜡石产地、大榆木沟铁铜锌钼多金属矿采矿遗址、白羊石虎饰面用花岗岩采矿遗址、以及众多煤矿采矿遗址（表2）。

（3）古生物化石丰富

蓝绿藻几乎是中、新元古代的原始海洋中唯一的生物，这些藻类生长过程中会形成一种叠层状的岩石，称为叠层石，是元古时期重要的生命遗迹。门头沟区内中、新元古代地层中有大量的叠层石遗迹，例如距今约15亿年的庄户洼雾迷山期叠层石（图3b、图3c、图3d）。

古生代丰富海洋生物化石出露于下苇甸—丁家滩一带，形成的地质遗迹有下苇甸寒武纪三叶虫化石、由藻类形成的大量的生物丘;中生代地层中发现大量的古生物化石，分布于窑坡、灰峪一带，主要地质遗迹有灰峪石炭紀-二叠纪古生物化石产地和岳家坡侏罗纪门头沟植物群（贺瑾瑞，2015）（表3、图4）。

（4）岩土体地貌景观丰富

门头沟区内，在侏罗纪早期经历了多次火山喷发，形成南大岭早期玄武岩山体及侏罗纪中期的百花山、髫髻山和妙峰山火山熔岩地貌景观。

新生代以来受新构造运动影响，门头沟地区形成不同时代及不同层次的夷平面、河谷阶地、岩溶洞穴等层状地貌以及河流峡谷等地貌;由于西山的不断抬升，河流的不断下切，永定河及其支流两侧形成了不同高度的多层阶地、台地及小平原。形成的地质遗迹有东灵山、黄草梁、百花山等夷平面和永定河阶地地貌以及永定河、龙门涧、南石洋、沿河城峡谷嶂谷等地貌（表4）。

（5）构造剖面及地貌景观多样

距今14亿年左右，在铁岭组海相灰岩形成后，华北板块经历了一次普遍的构造抬升，形成了下马岭组和铁岭组的角度不整合面，这次抬升事件因首先发现于门头沟芹峪村，被命名为 “芹峪运动”（乔秀夫，1976）。该地区由构造作用还形成不少地质遗迹如下苇甸古生界与新元古界不整合面、沿河城断裂、野溪褶皱、谷积山背斜、青白口半穹隆以及下苇甸穹隆等（表5）。

（6）第四纪冰川遗迹发育

门头沟区内，在斜河涧村、潭柘寺和灵岳寺附近发现了第四纪冰川遗迹，丰富了该地区250万年前古地理、古气候信息（表6）。

（7）罕见的古地震遗迹

门头沟区内，在中元古界雾迷山组（距今15亿年）地层中发现了保存完整且体形较大的液化溢出丘和砂火山，以及一系列与古地震有关的软沉积物变形构造。这是迄今为止，在全球范围内碳酸盐岩地层中发现的世界最古老和最完整的古地震记录（苏德辰，2011）（表7）。

3 保护利用建议

3.1 保护建议

（1）保护规划

通过调查发现，区内超过80%的地质遗迹资源没有任何形式的保护和利用。根据地质遗迹资源的不可再生性、稀有性和易损性等特点，提倡先保护后利用，建议门头沟区地质遗迹制定近期、中期和远期保护计划。可以把稀有的地质遗迹和极易受到破坏的地质遗迹划归近期和中期保护;将不易受到破坏和不方便保护的地质遗迹划归远期保护。

（2）保护方法

要根据地质遗迹的类型、规模、位置和易损性等特征，提出不同的保护方案。保护方法主要有：设立标识科普牌、划定保护范围、定期巡护、建立地质遗迹保护监测系统，必要时可以设置一些保护工程，最后需要呼吁尽快颁布地质遗迹保护法律法规等。

（3）建立联动机制

由于“绿水青山就是金山银山”理念不断深入，生态涵养区的建设，环保力度的不断加强，地质灾害治理工程和复绿工程的实施，很有可能在不知情的情况下将地质遗迹资源遮挡、覆盖甚至破坏;因此，本文提出应制定门头沟区地质遗迹保护名录，建议建立各部门联动机制，在工程治理勘查设计前要先查询该区地质遗迹位置和出露范围，以免破坏区内地质遗迹资源。

3.2 利用建议

（1）打造地质公园

地质公园是我国目前地质遗迹保护效果最好的平台，达到了社会效益、经济效益、生态效益的协调发展，不仅使重要地质遗迹得到了有效保护，而且提升旅游品味，对地方经济发展起到了推动作用。通过管理人员、地质专家、科普人员、地方社区的共同努力，地质公园已成为响当当的品牌。由于自然保护地体系正在整合，优先选择门头沟地质遗迹集中却没有任何形式的自然保护地的区域申报建立地质公园。地质公园建立遵循市级—国家级—世界级的步骤，逐级提升。

门头沟区内有3个遗迹集中区适合建市级甚至国家级地质公园，分别是：沿河城遗迹集中区、庄户洼遗迹集中区、下苇甸遗迹集中区。其中沿河城遗迹集中区主要包括峡谷地貌、花岗岩地貌（图2c）、嶂谷地貌、断裂构造和单斜构造等;庄户洼遗迹集中区主要包括地震溢出丘、波痕（图3a）、叠层石、断层峡谷、穹隆和地层剖面等;下苇甸遗迹集中区主要包括地层剖面、叠层石、穹隆、褶皱和不整合面等。

（2）挖掘矿业遗址文化

门头沟历史上矿业开发留下了浓重的一笔，为首都开发建设贡献了能源、资源和力量。在产业转型、生态文明建设的背景下，深入挖掘矿业遗址的文化内涵，使老旧矿山展现新的生机和魅力。建议在清水涧以千军台、大台等矿山遗址为依托，变废为宝，建立1处矿山地质公园，该范围还有木化石群、溶洞和波痕等地质遗迹，还有京西古道、古桥、古村落等。

（3）引导推广创建地质文化村

地质文化村作为一个新生事物，创新了地质环境保护中共建共享新方式。要结合“美丽乡村建设”，围绕当地村民的需求，开展地质文化村建设，充分体现以人为本，惠顾民生。要因地制宜，科学规划与论证，选择地质遗迹丰富，地质地貌景观独特，历史文化内涵深厚、地方产业特色鲜明的乡村，有序推进地质文化村建设，不可一哄而上，防止过度热炒与消耗。在爨底下村、柏峪村、燕家台、沿河城、东胡林村、碣石村、下苇甸、三家店村等，以地质遗迹为基础，结合人文遗迹和文化资源，建立地学文化村，丰富乡村旅游内涵。

（4）研学科普路线、地质博物馆建设

“读万卷书，行万里路”，整合沿线地质、人文遗迹景观，制定数条文化旅游精品路线，如永定河流域、东灵山沿线、潭王路、斋幽路一带;门头沟地区地质为西山核心区，地质资源丰富，可建设2～3处地学研学基地，为地学科研、教学提供天然实习场所;地质博物馆在教育性、服务性、科普性方面意义重大，可选建设1～2处地质博物馆。

（5）加强宣传展示与科普教育

利用本次调查成果，制作地质遗迹科普宣传片，利用互联网、电视等多种媒体，加强地质遗迹保护与开发的宣传教育，提高全社会地质遗迹知识，做强保护意识;利用地球日、地质公园日等节日及学生夏令营等形式，每年定期组织公众参与地质遗迹科普宣传活动;结合自驾游、徒步、登山等路线，推荐地质科普路线，树立科学讲解牌，采用二维码等形式，结合手机APP推出多种形式的解说和拓展阅读;结合古生物化石发掘、剖面测量、矿坑探秘等科学探索活动，建设科普研学基地，规范科普研学市场行为，使科普资源得到合理利用和规范管理;统一地质遗迹资源信息化规范标准，建立和完善地质遗迹资源数据库和管理系统等。

4 结语

查明区内地质遗迹资源类型、分布特征，为区内生态环境保护、地学科普、地方经济转型发展提供参考，促进国家生态文明示范区和西山文化带建设，为国家精准扶贫计划和京津冀一体化发展提供技术支撑。

“十三五”时期是北京市率先全面建成小康社会的决胜阶段，是落实首都城市战略定位、加快建设国际一流和谐宜居之都的关键阶段，也是门头沟强化生态涵养功能定位、加快转型发展、建设现代化生态新区的关键时期。

总规中强调开展生态修复，建设两道一网，提高生态空间品质，提高生活性服务品质，提供优质旅游服务。要构建多功能、多层次的绿道系统，需要依托绿色空间、河湖水系、风景名胜、历史文化等自然和人文资源，构建层次鲜明、功能多样、内涵丰富、顺畅便捷的绿道系统。关于地质遗迹资源、人文遗迹资源的调查、开发和利用，如区内开发精品地质人文文化研学科普旅游路线等，丰富了绿道系统的功能，深挖了自然和人文资源的科学内涵，为绿道系统建设提供支撑，为提升北京旅游的独特吸引力和国际影响力，建设国际一流的旅游城市添砖加瓦。

地质遗迹调查工作开拓视角，深挖地质历史文化内涵，也是完善总规关于完善历史文化名城保护体系的要求，做到在保护中发展，在发展中保护。由于永定河流域孕育着丰富的地质遗迹资源，加强调查和研究有利于促进对西山永定河文化带的保护利用。

《门头沟十三五规划》中讲到的“十三五”门头沟区面临的制约挑战。生态保护涵养任务依然艰巨，矿山修复、永定河流域治理等方面还需付出更大的努力。制定区内地质遗迹资源名录能合理利用和开发地质遗迹等资源，能有效促进门头沟区生态资源优势真正转化为经济发展优势，为创新驱动增添动能。为北京建设国际一流和谐宜居之都做出更大贡献。

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