北京市門頭溝區地質遺跡特征及保護利用建議

賀瑾瑞 郝春燕 張長敏 吳家悅 冉淑紅 程素珍

摘 要：北京西山素有“中國地質工作搖籃”之稱，門頭溝區地處北京西山，占總面積98.5%的山地是西山的核心地區，擁有包括地質（體、層）剖面、地質構造、古生物化石、礦物巖石與礦床、地貌景觀、水體景觀和環境地質遺跡景觀7大類地質遺跡。本文在總結區內地質遺跡資源7大特征的基礎上，提出先保護后利用，保護措施包括制定保護規劃、確定地質遺跡保護名錄、建立保護聯動機制。提出在沿河城、莊戶洼、下葦甸遺跡3個遺跡集中區打造地質公園;在清水澗深挖礦業遺址文化建設礦山地質公園;以地質和人文遺跡為背景在爨底下村、柏峪村、燕家臺、沿河城、東胡林村等村建設地質文化村;在永定河流域、東靈山沿線、潭王路、齋幽路一帶設置精品研學科普路線等利用建議。

關鍵詞：地質遺跡;北京西山;保護措施;利用建議;門頭溝區

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

地質遺跡是地球演化的漫長的地質歷史時期，由于各種內外地質作用，形成、發展并遺留下來的珍貴的、不可再生的自然地質現象，它反映了地質發展歷史的演變過程。

門頭溝區自西北向東南有黃花梁-黃草梁-棋盤山復式背斜，百花山-清水尖-妙峰山復向斜，鐵坨山-九龍山-香峪梁復向斜，各嶺脊之間形成大小溝谷300余條，出露形態多樣、類型豐富的地質遺跡，這里有挺拔的白羊石虎花崗巖地貌、綿延數十公里的沿河城斷裂、神秘幽靜的永定河峽谷、驚魂攝魄的石羊溝峽谷、蜿蜒曲折的野溪褶皺、迷人的亞高山草甸黃草梁、擁有高原氣候環境的東靈山，北方植物王國之稱的百花山，還有向陽口巨型花崗巖脈、大面積出露有十幾億年歷史的波痕、大型構造奇觀青白口穹隆，迄今為止在碳酸鹽巖地層發現的全世界最古老的古地震遺跡等。

《北京城市總體規劃（2016—2035）》關于城市空間結構，北京未來是“一核一主一副、兩軸多點一區”。門頭溝是首都西部重點生態保育及區域生態治理協作區、首都西部綜合服務區、京西特色歷史文化旅游休閑區，還是西山永定河文化帶的主要承載區。因此，本文在總結區內地質遺跡特征的基礎上，提出門頭溝區地質遺跡資源保護利用建議，以期為今后門頭溝區服務京郊休閑旅游度假板塊，豐富“西山永定河文化帶”研究內容和首都生態涵養區的建設提供參考。

1 地質調查史

（1）區域地質調查史

1863年美國地質學家龐培萊到北京西山調查京西煤礦，提出“震旦方向（sinian direction）”的概念，表述太行山脈北東方向展布，將地層從下到上劃分為3個系（Pumpelly，1867）;1869年德國學者李希霍芬調查玉泉山及南口地質，1871年調查齋堂地質，將地層細分到12層，提出“震旦系（sinian system）”地層名稱，將中國地層表中的長城系、薊縣系、待建系、直到寒武系上統均包括在內，寫成“China”（Richthofen，1882）。

1910年北京大學教授梭格爾（德國）曾填繪京西1∶20萬地質圖，1920年葉良輔等著《北京西山地質志》。建國后，開展了較為廣泛的區域地質調查，1958—1961年，北京地質學院、北京礦業學院和北京地質局共同開展北京地區1∶5萬區域調查，完成包括門頭溝區在內的23個圖幅的調查工作，取得豐富的地質資料，編著了《北京的地質》，該成果一直應用至整個20世紀70年代（北京地質學院，1961）。改革開放以來，由北京市地質調查所等單位進行了新一輪1∶5萬區域地質調查，提交了清水幅、沿河城幅等地質圖（北京市地質調查所，1982，1989，1987，1993）。2001年，北京市地質調查研究院匯集1∶5萬區調成果，對北京地區的基礎地質特征進行總結，出版《北京地質百年》（鮑亦岡等，2001）。2002年，北京市地質調查研究院開展了北京市1∶25萬北京市幅區域地質調查，對門頭溝的地層、構造、巖漿巖等進行了進一步的梳理（北京市地質調查研究院，2002;呂金波，2012）。

另外，門頭溝有許多重要的礦產，如：煤礦、灰巖礦、耐火黏土等，還有一些在北京較為罕見的葉蠟石、紫石等礦產。勘探工作始于20世紀50年代至90年代，京西礦務局、煤炭部173煤田地質勘探隊、北京市地質調查所、北京101隊、冶金部石景山鋼鐵公司、重工業部華北地質分局503地質隊等單位在該區進行過勘探，先后發現煤、石灰巖、黏土礦物、葉蠟石、紫石及金、銀、銅、鐵等20多種，礦產地70余處（北京市地質礦產局，1990）。

（2）地質遺跡調查史

北京市專門針對地質遺跡的調查工作始于1988年底，北京市地質礦產局水文地質工程地質公司根據地質礦產部和城鄉建設環境保護部要求，對北京地區比較珍貴的、有較重大地質研究意義和保護價值的自然地質景觀以及旅游地質資源進行科學考察，并進行地質自然保護區區劃和旅游地質資源開發規劃，于1990年完成了《北京市地質自然保護區區劃和旅游地質資源考察報告》及相關圖件，首次全面、系統地考察了北京山區地質自然資源情況，并在此基礎上進行了地質自然保護區區劃和旅游地質資源分區，提出國家級保護區（點）2處，市級保護區（點）14處，門頭溝丁家灘-下葦甸寒武系地層剖面是其中1處，并在門頭溝區旅游地質資源概況一節中介紹了潭柘寺龍潭、第四紀冰川遺跡（如冰斗、“U”形谷、冰蝕殘丘、冰川條痕石、壓坑、壓裂及冰磧物）、潭柘寺紫石、灰峪石炭-二疊系剖面化石點、馬蘭黃土剖面、唐縣期夷平面、靈岳寺冰川遺跡、龍門澗景觀以及沿河城古火山口等地質遺跡資源（北京市地質礦產局水文地質工程地質公司，1990）。

1996年，由北京市地質礦產局和北京市計劃委員會共同開展“保護北京地區若干重要地質遺跡的調查”項目，對北京地區17處重要地質遺跡資源進行了專門調查，提交完成《保護北京地區若干重要地質遺跡的調查報告》《報告》對北京地區17處重要地質遺跡資源的特征進行了論述，并提出這些地質遺跡資源遭受破壞的情況。

2000年，北京市地質礦產局對全市9類67處地質遺跡進行調查，編寫了《北京市地質遺跡保護工作概況》，概況中提到1999—2010年北京市自然保護區發展規劃要求，在全市要建立45處自然保護區，其中地質遺跡保護區有10處，1999—2000年首先申報建立市級房山石花洞地質遺跡保護區、并完善平谷黃松峪京東大溶洞地質遺跡保護區（北京市地質礦產局，2000）。

2006年，由北京市國土資源局組織開展的“北京市地質遺跡資源及其保護現狀綜合調查”項目，北京市地質研究所承擔，第一次針對全市地質遺跡資源進行了普查，對全市地質地貌遺跡、典型地層剖面、構造形跡、古人類、古生物化石及遺址、礦物、巖石、奇石及其典型產地、有特殊意義的水體資源等各類地質遺跡進行了調查，2007年提交了《北京市地質遺跡資源及其保護現狀綜合調查報告》。調查確定7大類共170處地質遺跡，其中門頭溝區共24處（北京市地質研究所，2006）。

2012—2014年，由中國地質調查局下達任務，北京市地質研究所承擔，進行華北地質重要地質遺跡調查（北京）。2014年，提交《華北地區重要地質遺跡調查（北京）項目成果報告》，項目組調查了全市195處地質遺跡，并最終確定了50處重要地質遺點，并對每處進行地質遺跡價值評價，其中門頭溝區含9處（北京市地質研究所，2014）。

2016年北京市規劃和國土資源管理委員會頒布《北京市“十三五”時期地質遺跡保護規劃（2016—2020年）》。該規劃闡述了北京市地質遺跡調查和保護現狀，存在的問題，對全市地質遺跡調查評價、地質遺跡保護工程、地質公園建設、重要地質遺跡監測等工作做了部署。

2017—2019年，北京市地質研究所對門頭溝區地質遺跡進行詳細調查，完成區內地質遺跡調查136處，對地質遺跡進行分類和綜合評價，并提出了保護利用建議。

2 地質遺跡資源特征

門頭溝區的地質遺跡眾多，華北地區代表性地層絕大部分在門頭溝境內都有出露，許多地層單位是在門頭溝境內首先研究并根據門頭溝的地名命名的。在十幾億年的地質演變長河中，受不同時期的地質作用，形成了形態多樣，類型獨特的地質奇觀。主要包括地質（體、層）剖面、地質構造、古生物化石、礦物巖石與礦床、地貌景觀、水體景觀和環境地質遺跡景觀7大類，地層剖面、巖漿巖（體）剖面、構造形跡、古人類、古植物、重要巖礦石產地、火山地貌、冰川地貌、河流景觀、地震遺跡和地質災害景觀等20類、30個亞類地質遺跡（圖1）。門頭溝地質遺跡總體特征總結如下：

（1）以門頭溝地名創名的巖石地層單位多、巖石剖面豐富

北京的地層名稱對華北乃至中國影響巨大，一系列標準地層創名于門頭溝地區，年代地層首推青白口系，影響廣泛，還有：下馬嶺組、南大嶺組、窯坡組、龍門組、九龍山組、髫髻山組以及馬蘭組等（表1），在門頭溝區內留下了許多層型剖面、次層型剖面和區域地層剖面，如齋堂北晚更新世馬蘭組層型剖面、九龍山南坡侏羅紀九龍山組層型剖面、色樹墳村東奧陶紀馬家溝組次層型剖面、爨柏景區晚更新世沖洪積層剖面（圖2a）等;早在元古—古生代形成的海相地層剖面，如下葦甸寒武紀地質事件剖面已成為華北地區重要的科考路線和科普教學場所。

（2）礦產資源豐富

門頭溝礦產資源蘊藏豐富，已探明的主要礦藏有煤炭、葉蠟石、溶劑用灰巖、水泥用灰巖、耐火黏土、花崗巖、青石、玉石、塑性黏土、石棉、金、銀、銅、鐵等20多種，礦產地70余處。形成的地質遺跡有典型礦床和礦業遺址兩類，主要有潭柘寺紫石、趙家臺葉蠟石產地、大榆木溝鐵銅鋅鉬多金屬礦采礦遺址、白羊石虎飾面用花崗巖采礦遺址、以及眾多煤礦采礦遺址（表2）。

（3）古生物化石豐富

藍綠藻幾乎是中、新元古代的原始海洋中唯一的生物，這些藻類生長過程中會形成一種疊層狀的巖石，稱為疊層石，是元古時期重要的生命遺跡。門頭溝區內中、新元古代地層中有大量的疊層石遺跡，例如距今約15億年的莊戶洼霧迷山期疊層石（圖3b、圖3c、圖3d）。

古生代豐富海洋生物化石出露于下葦甸—丁家灘一帶，形成的地質遺跡有下葦甸寒武紀三葉蟲化石、由藻類形成的大量的生物丘;中生代地層中發現大量的古生物化石，分布于窯坡、灰峪一帶，主要地質遺跡有灰峪石炭紀-二疊紀古生物化石產地和岳家坡侏羅紀門頭溝植物群（賀瑾瑞，2015）（表3、圖4）。

（4）巖土體地貌景觀豐富

門頭溝區內，在侏羅紀早期經歷了多次火山噴發，形成南大嶺早期玄武巖山體及侏羅紀中期的百花山、髫髻山和妙峰山火山熔巖地貌景觀。

新生代以來受新構造運動影響，門頭溝地區形成不同時代及不同層次的夷平面、河谷階地、巖溶洞穴等層狀地貌以及河流峽谷等地貌;由于西山的不斷抬升，河流的不斷下切，永定河及其支流兩側形成了不同高度的多層階地、臺地及小平原。形成的地質遺跡有東靈山、黃草梁、百花山等夷平面和永定河階地地貌以及永定河、龍門澗、南石洋、沿河城峽谷嶂谷等地貌（表4）。

（5）構造剖面及地貌景觀多樣

距今14億年左右，在鐵嶺組海相灰巖形成后，華北板塊經歷了一次普遍的構造抬升，形成了下馬嶺組和鐵嶺組的角度不整合面，這次抬升事件因首先發現于門頭溝芹峪村，被命名為 “芹峪運動”（喬秀夫，1976）。該地區由構造作用還形成不少地質遺跡如下葦甸古生界與新元古界不整合面、沿河城斷裂、野溪褶皺、谷積山背斜、青白口半穹隆以及下葦甸穹隆等（表5）。

（6）第四紀冰川遺跡發育

門頭溝區內，在斜河澗村、潭柘寺和靈岳寺附近發現了第四紀冰川遺跡，豐富了該地區250萬年前古地理、古氣候信息（表6）。

（7）罕見的古地震遺跡

門頭溝區內，在中元古界霧迷山組（距今15億年）地層中發現了保存完整且體形較大的液化溢出丘和砂火山，以及一系列與古地震有關的軟沉積物變形構造。這是迄今為止，在全球范圍內碳酸鹽巖地層中發現的世界最古老和最完整的古地震記錄（蘇德辰，2011）（表7）。

3 保護利用建議

3.1 保護建議

（1）保護規劃

通過調查發現，區內超過80%的地質遺跡資源沒有任何形式的保護和利用。根據地質遺跡資源的不可再生性、稀有性和易損性等特點，提倡先保護后利用，建議門頭溝區地質遺跡制定近期、中期和遠期保護計劃。可以把稀有的地質遺跡和極易受到破壞的地質遺跡劃歸近期和中期保護;將不易受到破壞和不方便保護的地質遺跡劃歸遠期保護。

（2）保護方法

要根據地質遺跡的類型、規模、位置和易損性等特征，提出不同的保護方案。保護方法主要有：設立標識科普牌、劃定保護范圍、定期巡護、建立地質遺跡保護監測系統，必要時可以設置一些保護工程，最后需要呼吁盡快頒布地質遺跡保護法律法規等。

（3）建立聯動機制

由于“綠水青山就是金山銀山”理念不斷深入，生態涵養區的建設，環保力度的不斷加強，地質災害治理工程和復綠工程的實施，很有可能在不知情的情況下將地質遺跡資源遮擋、覆蓋甚至破壞;因此，本文提出應制定門頭溝區地質遺跡保護名錄，建議建立各部門聯動機制，在工程治理勘查設計前要先查詢該區地質遺跡位置和出露范圍，以免破壞區內地質遺跡資源。

3.2 利用建議

（1）打造地質公園

地質公園是我國目前地質遺跡保護效果最好的平臺，達到了社會效益、經濟效益、生態效益的協調發展，不僅使重要地質遺跡得到了有效保護，而且提升旅游品味，對地方經濟發展起到了推動作用。通過管理人員、地質專家、科普人員、地方社區的共同努力，地質公園已成為響當當的品牌。由于自然保護地體系正在整合，優先選擇門頭溝地質遺跡集中卻沒有任何形式的自然保護地的區域申報建立地質公園。地質公園建立遵循市級—國家級—世界級的步驟，逐級提升。

門頭溝區內有3個遺跡集中區適合建市級甚至國家級地質公園，分別是：沿河城遺跡集中區、莊戶洼遺跡集中區、下葦甸遺跡集中區。其中沿河城遺跡集中區主要包括峽谷地貌、花崗巖地貌（圖2c）、嶂谷地貌、斷裂構造和單斜構造等;莊戶洼遺跡集中區主要包括地震溢出丘、波痕（圖3a）、疊層石、斷層峽谷、穹隆和地層剖面等;下葦甸遺跡集中區主要包括地層剖面、疊層石、穹隆、褶皺和不整合面等。

（2）挖掘礦業遺址文化

門頭溝歷史上礦業開發留下了濃重的一筆，為首都開發建設貢獻了能源、資源和力量。在產業轉型、生態文明建設的背景下，深入挖掘礦業遺址的文化內涵，使老舊礦山展現新的生機和魅力。建議在清水澗以千軍臺、大臺等礦山遺址為依托，變廢為寶，建立1處礦山地質公園，該范圍還有木化石群、溶洞和波痕等地質遺跡，還有京西古道、古橋、古村落等。

（3）引導推廣創建地質文化村

地質文化村作為一個新生事物，創新了地質環境保護中共建共享新方式。要結合“美麗鄉村建設”，圍繞當地村民的需求，開展地質文化村建設，充分體現以人為本，惠顧民生。要因地制宜，科學規劃與論證，選擇地質遺跡豐富，地質地貌景觀獨特，歷史文化內涵深厚、地方產業特色鮮明的鄉村，有序推進地質文化村建設，不可一哄而上，防止過度熱炒與消耗。在爨底下村、柏峪村、燕家臺、沿河城、東胡林村、碣石村、下葦甸、三家店村等，以地質遺跡為基礎，結合人文遺跡和文化資源，建立地學文化村，豐富鄉村旅游內涵。

（4）研學科普路線、地質博物館建設

“讀萬卷書，行萬里路”，整合沿線地質、人文遺跡景觀，制定數條文化旅游精品路線，如永定河流域、東靈山沿線、潭王路、齋幽路一帶;門頭溝地區地質為西山核心區，地質資源豐富，可建設2～3處地學研學基地，為地學科研、教學提供天然實習場所;地質博物館在教育性、服務性、科普性方面意義重大，可選建設1～2處地質博物館。

（5）加強宣傳展示與科普教育

利用本次調查成果，制作地質遺跡科普宣傳片，利用互聯網、電視等多種媒體，加強地質遺跡保護與開發的宣傳教育，提高全社會地質遺跡知識，做強保護意識;利用地球日、地質公園日等節日及學生夏令營等形式，每年定期組織公眾參與地質遺跡科普宣傳活動;結合自駕游、徒步、登山等路線，推薦地質科普路線，樹立科學講解牌，采用二維碼等形式，結合手機APP推出多種形式的解說和拓展閱讀;結合古生物化石發掘、剖面測量、礦坑探秘等科學探索活動，建設科普研學基地，規范科普研學市場行為，使科普資源得到合理利用和規范管理;統一地質遺跡資源信息化規范標準，建立和完善地質遺跡資源數據庫和管理系統等。

4 結語

查明區內地質遺跡資源類型、分布特征，為區內生態環境保護、地學科普、地方經濟轉型發展提供參考，促進國家生態文明示范區和西山文化帶建設，為國家精準扶貧計劃和京津冀一體化發展提供技術支撐。

“十三五”時期是北京市率先全面建成小康社會的決勝階段，是落實首都城市戰略定位、加快建設國際一流和諧宜居之都的關鍵階段，也是門頭溝強化生態涵養功能定位、加快轉型發展、建設現代化生態新區的關鍵時期。

總規中強調開展生態修復，建設兩道一網，提高生態空間品質，提高生活性服務品質，提供優質旅游服務。要構建多功能、多層次的綠道系統，需要依托綠色空間、河湖水系、風景名勝、歷史文化等自然和人文資源，構建層次鮮明、功能多樣、內涵豐富、順暢便捷的綠道系統。關于地質遺跡資源、人文遺跡資源的調查、開發和利用，如區內開發精品地質人文文化研學科普旅游路線等，豐富了綠道系統的功能，深挖了自然和人文資源的科學內涵，為綠道系統建設提供支撐，為提升北京旅游的獨特吸引力和國際影響力，建設國際一流的旅游城市添磚加瓦。

地質遺跡調查工作開拓視角，深挖地質歷史文化內涵，也是完善總規關于完善歷史文化名城保護體系的要求，做到在保護中發展，在發展中保護。由于永定河流域孕育著豐富的地質遺跡資源，加強調查和研究有利于促進對西山永定河文化帶的保護利用。

《門頭溝十三五規劃》中講到的“十三五”門頭溝區面臨的制約挑戰。生態保護涵養任務依然艱巨，礦山修復、永定河流域治理等方面還需付出更大的努力。制定區內地質遺跡資源名錄能合理利用和開發地質遺跡等資源，能有效促進門頭溝區生態資源優勢真正轉化為經濟發展優勢，為創新驅動增添動能。為北京建設國際一流和諧宜居之都做出更大貢獻。

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