北京市地质遗迹分布特征及其保护地优化整合探讨

柳 晨，李江海，王盟楠

（北京大学地球与空间科学学院，北京 100871）

地质遗迹是一种在地质演化时期，由于各种内外动力和地质作用，形成、发展并遗留下来的不可再生的自然资源，具有重要的科学研究价值、教育价值、观赏价值及开发利用等价值[1-2]，通过研究地质遗迹，可以佐证地质环境、生物变迁的过程，追溯地球演化的历史。目前，国内外通常以建立国家公园、地质公园、自然保护区等方式来进行地质遗迹保护和开发利用[3-5]。地质地貌特征与区域构造存在内在联系，地质遗迹的类型和分布也和区域地质构造背景息息相关，地球的内外作用力复杂性对地质遗迹的多样性起到决定性作用[6]。

在近30亿年的地质演化过程中，北京经历了构造隆升和各种剥蚀改造作用等[7]，形成了类型多、数量大、分布广且独具特色的地质遗迹景观。北京市在过去几十年中，曾对地质遗迹资源进行了4次调查，其中2006年进行了全市普查，共发现7大类31亚类地质遗迹共170处，并在2012年确定了50处重要的地质遗迹[8-9]。北京市有多处市级、国家级地质遗迹，更有2处世界级地质遗迹，分别为房山区北方岩溶、第四纪人类遗址；延庆区北方岩溶、恐龙化石群[10]，不仅有观赏旅游价值，也是重要的教学、科普的园地，极具科学研究价值。虽然北京地质调查和科学研究起步较早[11]，但是仍有很多地质遗迹处于无人管理的状态，一些很早之前发现的地质遗迹在经过了人类多年的活动和改造之后，已经不复存在。部分地质遗迹资源正在或已经遭受破坏，即使在已经列入北京市重要地质遗迹的50处地质遗迹中，也还有14处地质遗迹无任何形式的保护[2]，因此，研究北京市地质遗迹资源分布特征，对其进行保护和优化整合刻不容缓。

目前，不少学者多针对北京市的国家级、世界级地质遗迹进行研究，同时也是地质遗迹比较集中的区县进行研究，如任凯珍等（2012）详细描述了北京房山十渡国家地质公园的情况，对园区内地质遗迹进行综合评价[12]；吕金波等（2013）则描述了北京市房山国家地质公园圣莲山园区的岩溶演化序列[13]；王铠铭等（2013）对北京市延庆地质公园内主要地质遗迹进行了定性、定量评价[14]；贺瑾瑞等（2020）对门头沟的地质遗迹进行了特征描述，并提出了针对该区地质遗迹的保护利用建议[15]。学者们对北京市整体地质遗迹研究相对较少，南等（2014）将北京市的地质遗迹分为7大类31亚类共170处，绘制地质遗迹点状分布图，并对地质遗迹的保护现状进行介绍[8]；韦京莲等（2011）对北京市地质遗迹进行简要概述并提出了存在的问题和建议[2]；贺瑾瑞等（2015）对北京地质遗迹的形成和演化进行系统描述，并分析北京50处重要地质遗迹的保护利用现状[9]；贺瑾瑞等（2016）则是描述了北京50处重要地质遗迹的点状分布情况和特征，针对其开放利用现状提出一些保护规划建议[16]。

本文在前人研究的基础上，系统描述北京市的地质情况，不仅绘制出北京50处重要地质遗迹点状分布情况，还根据北京市的地质情况和前人研究绘制了北京地貌景观区域分布图，并对地质遗迹保护地进行了优化整合探讨。

1 区域地质概况

北京市位于华北克拉通东部，处燕山地台断皱带、太行山地台复式褶皱带与渤海湾盆地的交汇区，115°25′～117°30′E，39°26′～41°04′N，市域面积1.641万km2。北京高峰、山地和平原相对高低悬殊，地貌形态复杂，地势西北高、东南低（图1），前挹九河、后拱万山。北京西部为处于太行山余脉上的西山，北部是属燕山山脉的军都山，两者相交于昌平南口的关沟附近，形成一个向南东展开的扇形大山弯，环绕着向渤海湾平缓倾斜的北京冲洪积平原[17-18]。北京的太古界、元古界变质岩基底对其后的构造发育有重要的影响，侏罗纪——白垩纪的燕山运动形成了北京地质构造的发育雏形[19]。北京的褶皱构造主要分布在房山、延庆等区，印支、燕山和喜马拉雅期为构造变形的主要发生时期[20]。

图1 北京市地形图（来源：作者据水经注软件绘制）

2 地质演化历史及地层特征

2.1 地质演化历史

在漫长而复杂的地质过程中，北京作为华北板块的组成部分，和我国东部总体大地构造背景一致，实质上是华北地区演化的缩影。自太古代以来，北京经历了一系列不同类型的构造运动和多阶段、多旋回的地质构造演化，既有大幅度的下降，接受沉积，也经历过剧烈的造山运动。北京地壳构造发展从以强烈下陷、褶皱为主，至稳定隆坳，再复以隆褶、断陷至拉张。北京市的地质演化历史阶段可以概括为以下几个阶段：①克拉通变质基底形成（阜平运动阶段华北克拉通统一基底形成）及构造稳定阶段（吕梁运动为标志）；②中元古代裂谷——坳拉谷发育阶段（长城系）；③中元古代沉积盖层发育阶段（蓟县系）；④古生代——中生代沉积盖层发育阶段、中生代的克拉通破坏作用（以燕山运动为标志）；⑤新生代以来渤海湾伸展盆地形成演化阶段[21-24]。

在北京市地质演化历史中，中生代的构造运动对北京产生了重大的影响。三叠纪的印支运动奠定了北京中、新生代构造运动的基本格局，使北京市地层发生构造变形[25]；发生于侏罗纪——白垩纪的燕山运动，影响范围广，决定了北京的构造演化和地层沉积，控制了本区中生代花岗岩体侵位活动及各陆相沉积盆地的演化。

2.2 地层特征

北京市地层属于华北地层大区，从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、古生界的上奥陶统——下石炭统外，总体而言，沉积时代、类型、岩相发育较全[26]，地层出露良好。从下至上发育了太古宙变质基底、中元古界——新生界沉积盖层，生物化石较为丰富，广泛发育中生代花岗岩侵位以及火山喷发活动（表1）。

表1 北京市地质年代、岩性及分布区域表[26-27]

3 北京市地质遗迹及其分布特征

根据董颖等人的分类方法可将地质遗迹分为基础地质、地貌景观、地质灾害3大类[28]。属于基础地质大类的地质遗迹主要具有教学科普、科学研究价值，部分具有生产利用价值；属于地貌景观大类在具有科学研究价值的同时，还具有很高的观赏价值；属于地质灾害大类地质遗迹是科普地质灾害的理想场所[29]，比如顺义高丽营西王路村地裂缝中的第四系断面对于研究古地震事件具有重要的意义。北京市的地质遗迹规模种类各不相同，小到河北泉，大到房山十渡岩溶地貌。结合前人资料和北京市地质遗迹的实际情况，将其划分为地层剖面类、岩石剖面、构造剖面、重要化石产地、冰川遗迹、岩土体地貌、水体地貌、火山地貌、构造地貌、地震遗迹及其他地质灾害类（表2）。北京市有地质遗迹170处，其中地质灾害类遗迹共4处；水体地貌26处；化石及岩矿石及其产地共32处；构造剖面17处；地层剖面9处；火山岩地貌、岩溶地貌、峡谷地貌、古冰川遗迹、峰林峰丛地貌等共82处[6]。全市170处地质遗迹中，目前有50处被列为北京市重要地质遗迹（图2）。可以看出，这些重要地质遗迹大多位于延庆区、密云区、平谷区、门头沟区和房山区。其中，基础地质类和地貌景观类地质遗迹占据主导地位。

基础地质类中，北京的化石产地众多，现存的化石在各自的类别中均较为典型。比如，延庆的恐龙足迹化石，延庆区共保存有几百个足迹，其中还有相当稀少的富盾甲龙类恐龙足迹，数量种类实属罕见，具有很高的科研价值[30-31]。除此之外，延庆成群埋藏的硅化木化石（图3（a））和房山的周口店人类化石也都是北京极具价值的地质遗迹。构造剖面如下苇甸不整合面，它是北京地区新元古代地壳抬升后发生沉积间断的重要依据，已经是各大地质院校进行地质野外考察的重要剖面。地貌景观大类中房山的溶洞无论是在形态、深度还是长度上，都不次于闻名世界的什科茨扬溶洞[32]。平谷区黄松峪的砂岩峰林峰丛地貌（图3（b））也是我国北方典型的峰林峰丛地貌。北京峡谷地貌也具有一定的观赏价值，它是一种构造抬升和流水侵蚀作用下形成的谷地，但是峡谷地貌容易受到风化侵蚀，比如永定河峡谷就已经严重风化，且植被稀疏。北京市的水体地貌主要包括谭和泉，著名的有珍珠泉、潭柘寺泉、河北泉、大庄科潭等。地质灾害遗迹主要包括番字牌西沟第四纪泥石流灾害遗迹、高丽营西王路村地裂缝等。

表2 北京市主要地质遗迹分类表[8-9、16]

根据北京市地质情况、景区资料、前人资料，绘制了北京市地貌景观分布图（图4），北京市整体地貌景观类型丰富、分布广泛，不难看出，集科研价值和观赏价值于一身的地貌景观类地质遗迹大多处于北京西部及北部，其中：门头沟、房山、延庆、平谷区地貌景观类型较为丰富；怀柔、密云区稍显逊色；其余各区较为单一。这也印证了地质遗迹的类型和分布受限于其所在区域，取决于该区域的区域地质背景和构造活动。

图2 北京市重要地质遗迹分布图（来源：据文献[16]修改绘制）

图4 北京市地貌景观分布图（来源：作者自绘）

4 优化整合探讨

4.1 目前存在的问题

北京市地质遗迹丰富，极具地质价值、科研价值、教育价值、观赏价值，但是对于地质遗迹及其保护地规划仍然存在不少的问题，具体问题如下。

（1）地质遗迹保护空缺：北京有大量地质遗迹不在地质公园或保护区等保护区划，未得到系统保护管理，致使地质遗迹受到破坏。比如，门头沟区内没有受任何形式保护管理的地质遗迹超过80%[15]，很多有价值的地层段遭到破坏。

（2）地质遗迹跨区管理难度大：部分地质遗迹跨越2区，甚至3区，保护管理该地质遗迹的权限归属于哪个部门存在争议。

（3）保护区内基础设施不完善：针对部分地质遗迹缺乏相关宣传展板和解说系统，科普教育配套系统不完善。

（4）旅游业发展对地质遗迹的破坏：旅游人数过多，会增加额外的环境负担，致使宝贵的地质遗迹被破坏的速度加快，同时部分游客对地质遗迹的保护意识不强，也会对地质遗迹造成不可逆的破坏。

（5）地质遗迹保护管理人才缺乏：管理队伍不健全，巡护体系不完善，缺乏地质遗迹保护专业人才，保护范围规模有限，无法满足保护管理工作的需求。

4.2 优化整合保护方案

（1）建立地质遗迹调查、评估、认定、监管制度。虽然北京市在2006年对地质遗迹进行了普查，共发现7大类31亚类共170处地质遗迹。但是由于大量地质遗迹未受到系统保护，需要重新对北京的地质遗迹进行调查，重点了解地质遗迹的位置、地质价值、完好程度、受保护程度等。重点根据其地质价值，结合其他条件将地质遗迹划分为世界级、国家级、省市级、区县级，根据其级别实施不同的保护方案。比如世界级的房山周口店古人类化石、延庆千家店侏罗纪恐龙足迹等需要重点保护管理，而国家级、省市级、区县级地质遗迹保护级别可按照实际情况适当降低，对地质遗迹进行分级监管。采用人工巡查、遥感监测等多种方式对地质遗迹进行监测，岩溶地貌、水体地貌等可利用遥感监测；利用裂缝位移计、3G视频等设备监测地质灾害遗迹；除此之外，还要定期进行人工巡查，以便掌握遗迹的实际情况。

（2）采用多种保护形式，对北京市地质遗迹进行规划，合理利用地质遗迹资源。地质遗迹密集的地方，划定区域进行整体管理，本文认为延庆区、平谷区、房山区、门头沟区等均可划定一定区域进行整体管理；对于分散的重要地质遗迹实行有针对性的保护，设立专门的保护点。对于大多数地质遗迹还要立足于自然保护，即维护自然状态的管理，不能随意改造。

（3）进一步规范地质公园、保护区的制度建设、管理等工作。适当建设一定的地质博物馆，合理设置宣传展板、解说牌等的位置和数量，培养成熟的解说人员，完善科普教育配套系统，开展地质知识趣味科普活动，提供科普宣传册、科普读物等对地质遗迹进行宣传，科学推进地质遗迹资源的普及保护。

（4）规划好地质公园或者保护区所能承载的最大游客数量，必要时进行景区限流，以更好地保护地质遗迹。提供纪念品、工艺品展示和出售，避免游客为留下纪念而毁坏地质遗迹的情况发生，并对毁坏地质遗迹的行为进行相应的处罚。

（5）地质遗迹受欢迎程度不仅与良好的管理有关，还和它所处的地理位置有关[33]。因此也要合理规划地质遗迹的游览路线，让人们能够最大限度地认识和了解地质遗迹。对于跨区域的地质遗迹，可以考虑联合管理模式，进行区域联动，将其打造成一条特色线路，这样不仅能够让游客全面地了解该地质遗迹，同时能够给保护地带来更大的收益。

利用这些收益给保护地增添相关管理人才，并定时安排管理人员学习地质遗迹保护管理的最新知识和地学基础知识，以此来更好地保护管理地质遗迹。

5 结论

（1）北京地质遗迹类型较为丰富、风格迥异，具有学术价值、教育价值、观赏价值等诸多价值，可划分为地层剖面类、岩石剖面、构造剖面、重要化石产地、冰川遗迹、岩土体地貌、水体地貌、火山地貌、构造地貌、地震遗迹、地质灾害遗迹类11类。

（2）北京市的地质背景和构造活动使北京形成了类型多、分布广的地质遗迹，集科研价值和观赏价值于一身的地貌景观类地质遗迹大多处于北京西部及北部，其中门头沟区、房山区、延庆区、平谷区地貌景观类型较为丰富；怀柔区、密云区稍显逊色； 其余各区较为单一。

（3）北京市地质遗迹保护规划还存在诸多问题，亟待解决，如大量遗迹还没受到保护、地质遗迹跨区管理难度大、保护管理设施不完善等。鉴于北京市地质遗迹保护规划存在的问题，本文提出针对性对地质遗迹的保护方案，包括建立完善的制度；将地质遗迹按照其地质价值划分不同级别，以确定不同的保护方案；采用多种保护形式，密集的地方进行分区整体管理，对分散的重要地质遗迹设立保护点，进行针对性保护；采用人工巡查、遥感监测等多种方式对地质遗迹进行监测。