北京市地質遺跡分布特征及其保護地優化整合探討

柳 晨，李江海，王盟楠

（北京大學地球與空間科學學院，北京 100871）

地質遺跡是一種在地質演化時期，由于各種內外動力和地質作用，形成、發展并遺留下來的不可再生的自然資源，具有重要的科學研究價值、教育價值、觀賞價值及開發利用等價值[1-2]，通過研究地質遺跡，可以佐證地質環境、生物變遷的過程，追溯地球演化的歷史。目前，國內外通常以建立國家公園、地質公園、自然保護區等方式來進行地質遺跡保護和開發利用[3-5]。地質地貌特征與區域構造存在內在聯系，地質遺跡的類型和分布也和區域地質構造背景息息相關，地球的內外作用力復雜性對地質遺跡的多樣性起到決定性作用[6]。

在近30億年的地質演化過程中，北京經歷了構造隆升和各種剝蝕改造作用等[7]，形成了類型多、數量大、分布廣且獨具特色的地質遺跡景觀。北京市在過去幾十年中，曾對地質遺跡資源進行了4次調查，其中2006年進行了全市普查，共發現7大類31亞類地質遺跡共170處，并在2012年確定了50處重要的地質遺跡[8-9]。北京市有多處市級、國家級地質遺跡，更有2處世界級地質遺跡，分別為房山區北方巖溶、第四紀人類遺址；延慶區北方巖溶、恐龍化石群[10]，不僅有觀賞旅游價值，也是重要的教學、科普的園地，極具科學研究價值。雖然北京地質調查和科學研究起步較早[11]，但是仍有很多地質遺跡處于無人管理的狀態，一些很早之前發現的地質遺跡在經過了人類多年的活動和改造之后，已經不復存在。部分地質遺跡資源正在或已經遭受破壞，即使在已經列入北京市重要地質遺跡的50處地質遺跡中，也還有14處地質遺跡無任何形式的保護[2]，因此，研究北京市地質遺跡資源分布特征，對其進行保護和優化整合刻不容緩。

目前，不少學者多針對北京市的國家級、世界級地質遺跡進行研究，同時也是地質遺跡比較集中的區縣進行研究，如任凱珍等（2012）詳細描述了北京房山十渡國家地質公園的情況，對園區內地質遺跡進行綜合評價[12]；呂金波等（2013）則描述了北京市房山國家地質公園圣蓮山園區的巖溶演化序列[13]；王鎧銘等（2013）對北京市延慶地質公園內主要地質遺跡進行了定性、定量評價[14]；賀瑾瑞等（2020）對門頭溝的地質遺跡進行了特征描述，并提出了針對該區地質遺跡的保護利用建議[15]。學者們對北京市整體地質遺跡研究相對較少，南等（2014）將北京市的地質遺跡分為7大類31亞類共170處，繪制地質遺跡點狀分布圖，并對地質遺跡的保護現狀進行介紹[8]；韋京蓮等（2011）對北京市地質遺跡進行簡要概述并提出了存在的問題和建議[2]；賀瑾瑞等（2015）對北京地質遺跡的形成和演化進行系統描述，并分析北京50處重要地質遺跡的保護利用現狀[9]；賀瑾瑞等（2016）則是描述了北京50處重要地質遺跡的點狀分布情況和特征，針對其開放利用現狀提出一些保護規劃建議[16]。

本文在前人研究的基礎上，系統描述北京市的地質情況，不僅繪制出北京50處重要地質遺跡點狀分布情況，還根據北京市的地質情況和前人研究繪制了北京地貌景觀區域分布圖，并對地質遺跡保護地進行了優化整合探討。

1 區域地質概況

北京市位于華北克拉通東部，處燕山地臺斷皺帶、太行山地臺復式褶皺帶與渤海灣盆地的交匯區，115°25′～117°30′E，39°26′～41°04′N，市域面積1.641萬km2。北京高峰、山地和平原相對高低懸殊，地貌形態復雜，地勢西北高、東南低（圖1），前挹九河、后拱萬山。北京西部為處于太行山余脈上的西山，北部是屬燕山山脈的軍都山，兩者相交于昌平南口的關溝附近，形成一個向南東展開的扇形大山彎，環繞著向渤海灣平緩傾斜的北京沖洪積平原[17-18]。北京的太古界、元古界變質巖基底對其后的構造發育有重要的影響，侏羅紀——白堊紀的燕山運動形成了北京地質構造的發育雛形[19]。北京的褶皺構造主要分布在房山、延慶等區，印支、燕山和喜馬拉雅期為構造變形的主要發生時期[20]。

圖1 北京市地形圖（來源：作者據水經注軟件繪制）

2 地質演化歷史及地層特征

2.1 地質演化歷史

在漫長而復雜的地質過程中，北京作為華北板塊的組成部分，和我國東部總體大地構造背景一致，實質上是華北地區演化的縮影。自太古代以來，北京經歷了一系列不同類型的構造運動和多階段、多旋回的地質構造演化，既有大幅度的下降，接受沉積，也經歷過劇烈的造山運動。北京地殼構造發展從以強烈下陷、褶皺為主，至穩定隆坳，再復以隆褶、斷陷至拉張。北京市的地質演化歷史階段可以概括為以下幾個階段：①克拉通變質基底形成（阜平運動階段華北克拉通統一基底形成）及構造穩定階段（呂梁運動為標志）；②中元古代裂谷——坳拉谷發育階段（長城系）；③中元古代沉積蓋層發育階段（薊縣系）；④古生代——中生代沉積蓋層發育階段、中生代的克拉通破壞作用（以燕山運動為標志）；⑤新生代以來渤海灣伸展盆地形成演化階段[21-24]。

在北京市地質演化歷史中，中生代的構造運動對北京產生了重大的影響。三疊紀的印支運動奠定了北京中、新生代構造運動的基本格局，使北京市地層發生構造變形[25]；發生于侏羅紀——白堊紀的燕山運動，影響范圍廣，決定了北京的構造演化和地層沉積，控制了本區中生代花崗巖體侵位活動及各陸相沉積盆地的演化。

2.2 地層特征

北京市地層屬于華北地層大區，從太古界到新生界均有分布，除缺失古元古界、新元古界震旦系、古生界的上奧陶統——下石炭統外，總體而言，沉積時代、類型、巖相發育較全[26]，地層出露良好。從下至上發育了太古宙變質基底、中元古界——新生界沉積蓋層，生物化石較為豐富，廣泛發育中生代花崗巖侵位以及火山噴發活動（表1）。

表1 北京市地質年代、巖性及分布區域表[26-27]

3 北京市地質遺跡及其分布特征

根據董穎等人的分類方法可將地質遺跡分為基礎地質、地貌景觀、地質災害3大類[28]。屬于基礎地質大類的地質遺跡主要具有教學科普、科學研究價值，部分具有生產利用價值；屬于地貌景觀大類在具有科學研究價值的同時，還具有很高的觀賞價值；屬于地質災害大類地質遺跡是科普地質災害的理想場所[29]，比如順義高麗營西王路村地裂縫中的第四系斷面對于研究古地震事件具有重要的意義。北京市的地質遺跡規模種類各不相同，小到河北泉，大到房山十渡巖溶地貌。結合前人資料和北京市地質遺跡的實際情況，將其劃分為地層剖面類、巖石剖面、構造剖面、重要化石產地、冰川遺跡、巖土體地貌、水體地貌、火山地貌、構造地貌、地震遺跡及其他地質災害類（表2）。北京市有地質遺跡170處，其中地質災害類遺跡共4處；水體地貌26處；化石及巖礦石及其產地共32處；構造剖面17處；地層剖面9處；火山巖地貌、巖溶地貌、峽谷地貌、古冰川遺跡、峰林峰叢地貌等共82處[6]。全市170處地質遺跡中，目前有50處被列為北京市重要地質遺跡（圖2）。可以看出，這些重要地質遺跡大多位于延慶區、密云區、平谷區、門頭溝區和房山區。其中，基礎地質類和地貌景觀類地質遺跡占據主導地位。

基礎地質類中，北京的化石產地眾多，現存的化石在各自的類別中均較為典型。比如，延慶的恐龍足跡化石，延慶區共保存有幾百個足跡，其中還有相當稀少的富盾甲龍類恐龍足跡，數量種類實屬罕見，具有很高的科研價值[30-31]。除此之外，延慶成群埋藏的硅化木化石（圖3（a））和房山的周口店人類化石也都是北京極具價值的地質遺跡。構造剖面如下葦甸不整合面，它是北京地區新元古代地殼抬升后發生沉積間斷的重要依據，已經是各大地質院校進行地質野外考察的重要剖面。地貌景觀大類中房山的溶洞無論是在形態、深度還是長度上，都不次于聞名世界的什科茨揚溶洞[32]。平谷區黃松峪的砂巖峰林峰叢地貌（圖3（b））也是我國北方典型的峰林峰叢地貌。北京峽谷地貌也具有一定的觀賞價值，它是一種構造抬升和流水侵蝕作用下形成的谷地，但是峽谷地貌容易受到風化侵蝕，比如永定河峽谷就已經嚴重風化，且植被稀疏。北京市的水體地貌主要包括譚和泉，著名的有珍珠泉、潭柘寺泉、河北泉、大莊科潭等。地質災害遺跡主要包括番字牌西溝第四紀泥石流災害遺跡、高麗營西王路村地裂縫等。

表2 北京市主要地質遺跡分類表[8-9、16]

根據北京市地質情況、景區資料、前人資料，繪制了北京市地貌景觀分布圖（圖4），北京市整體地貌景觀類型豐富、分布廣泛，不難看出，集科研價值和觀賞價值于一身的地貌景觀類地質遺跡大多處于北京西部及北部，其中：門頭溝、房山、延慶、平谷區地貌景觀類型較為豐富；懷柔、密云區稍顯遜色；其余各區較為單一。這也印證了地質遺跡的類型和分布受限于其所在區域，取決于該區域的區域地質背景和構造活動。

圖2 北京市重要地質遺跡分布圖（來源：據文獻[16]修改繪制）

圖4 北京市地貌景觀分布圖（來源：作者自繪）

4 優化整合探討

4.1 目前存在的問題

北京市地質遺跡豐富，極具地質價值、科研價值、教育價值、觀賞價值，但是對于地質遺跡及其保護地規劃仍然存在不少的問題，具體問題如下。

（1）地質遺跡保護空缺：北京有大量地質遺跡不在地質公園或保護區等保護區劃，未得到系統保護管理，致使地質遺跡受到破壞。比如，門頭溝區內沒有受任何形式保護管理的地質遺跡超過80%[15]，很多有價值的地層段遭到破壞。

（2）地質遺跡跨區管理難度大：部分地質遺跡跨越2區，甚至3區，保護管理該地質遺跡的權限歸屬于哪個部門存在爭議。

（3）保護區內基礎設施不完善：針對部分地質遺跡缺乏相關宣傳展板和解說系統，科普教育配套系統不完善。

（4）旅游業發展對地質遺跡的破壞：旅游人數過多，會增加額外的環境負擔，致使寶貴的地質遺跡被破壞的速度加快，同時部分游客對地質遺跡的保護意識不強，也會對地質遺跡造成不可逆的破壞。

（5）地質遺跡保護管理人才缺乏：管理隊伍不健全，巡護體系不完善，缺乏地質遺跡保護專業人才，保護范圍規模有限，無法滿足保護管理工作的需求。

4.2 優化整合保護方案

（1）建立地質遺跡調查、評估、認定、監管制度。雖然北京市在2006年對地質遺跡進行了普查，共發現7大類31亞類共170處地質遺跡。但是由于大量地質遺跡未受到系統保護，需要重新對北京的地質遺跡進行調查，重點了解地質遺跡的位置、地質價值、完好程度、受保護程度等。重點根據其地質價值，結合其他條件將地質遺跡劃分為世界級、國家級、省市級、區縣級，根據其級別實施不同的保護方案。比如世界級的房山周口店古人類化石、延慶千家店侏羅紀恐龍足跡等需要重點保護管理，而國家級、省市級、區縣級地質遺跡保護級別可按照實際情況適當降低，對地質遺跡進行分級監管。采用人工巡查、遙感監測等多種方式對地質遺跡進行監測，巖溶地貌、水體地貌等可利用遙感監測；利用裂縫位移計、3G視頻等設備監測地質災害遺跡；除此之外，還要定期進行人工巡查，以便掌握遺跡的實際情況。

（2）采用多種保護形式，對北京市地質遺跡進行規劃，合理利用地質遺跡資源。地質遺跡密集的地方，劃定區域進行整體管理，本文認為延慶區、平谷區、房山區、門頭溝區等均可劃定一定區域進行整體管理；對于分散的重要地質遺跡實行有針對性的保護，設立專門的保護點。對于大多數地質遺跡還要立足于自然保護，即維護自然狀態的管理，不能隨意改造。

（3）進一步規范地質公園、保護區的制度建設、管理等工作。適當建設一定的地質博物館，合理設置宣傳展板、解說牌等的位置和數量，培養成熟的解說人員，完善科普教育配套系統，開展地質知識趣味科普活動，提供科普宣傳冊、科普讀物等對地質遺跡進行宣傳，科學推進地質遺跡資源的普及保護。

（4）規劃好地質公園或者保護區所能承載的最大游客數量，必要時進行景區限流，以更好地保護地質遺跡。提供紀念品、工藝品展示和出售，避免游客為留下紀念而毀壞地質遺跡的情況發生，并對毀壞地質遺跡的行為進行相應的處罰。

（5）地質遺跡受歡迎程度不僅與良好的管理有關，還和它所處的地理位置有關[33]。因此也要合理規劃地質遺跡的游覽路線，讓人們能夠最大限度地認識和了解地質遺跡。對于跨區域的地質遺跡，可以考慮聯合管理模式，進行區域聯動，將其打造成一條特色線路，這樣不僅能夠讓游客全面地了解該地質遺跡，同時能夠給保護地帶來更大的收益。

利用這些收益給保護地增添相關管理人才，并定時安排管理人員學習地質遺跡保護管理的最新知識和地學基礎知識，以此來更好地保護管理地質遺跡。

5 結論

（1）北京地質遺跡類型較為豐富、風格迥異，具有學術價值、教育價值、觀賞價值等諸多價值，可劃分為地層剖面類、巖石剖面、構造剖面、重要化石產地、冰川遺跡、巖土體地貌、水體地貌、火山地貌、構造地貌、地震遺跡、地質災害遺跡類11類。

（2）北京市的地質背景和構造活動使北京形成了類型多、分布廣的地質遺跡，集科研價值和觀賞價值于一身的地貌景觀類地質遺跡大多處于北京西部及北部，其中門頭溝區、房山區、延慶區、平谷區地貌景觀類型較為豐富；懷柔區、密云區稍顯遜色； 其余各區較為單一。

（3）北京市地質遺跡保護規劃還存在諸多問題，亟待解決，如大量遺跡還沒受到保護、地質遺跡跨區管理難度大、保護管理設施不完善等。鑒于北京市地質遺跡保護規劃存在的問題，本文提出針對性對地質遺跡的保護方案，包括建立完善的制度；將地質遺跡按照其地質價值劃分不同級別，以確定不同的保護方案；采用多種保護形式，密集的地方進行分區整體管理，對分散的重要地質遺跡設立保護點，進行針對性保護；采用人工巡查、遙感監測等多種方式對地質遺跡進行監測。