门头沟的地质资源概况

2023年12月5日发(作者：品位)

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门头沟的地质资源概况

永定河文化研究会 刘德泉

一、 有关地球的简要知识

1、地质年代

大约在150亿年前，宇宙脱胎于一个极端高温、高密的状态。随着宇宙的膨胀和冷却，逐渐出现了星系、恒星、行星和生命。在浩瀚的宇宙中，在数以亿计的星系中，有一个普通的旋涡星系，我们称之为银河系。银河系中大约有3000亿颗恒星，其中有一颗不起眼的，有行星环绕的恒星，我们称之为太阳。地球，是太阳的第三颗行星。地球，是宇宙中的极其渺小的一个天体，小到甚至不能用“沧海一粟”来描绘。但正是她，孕育了生命，孕育了人类。这,在我们已知的宇宙范围内，是独一无二的。

地球已经是一个46亿岁的老寿星了，她起源于原始太阳星云。地胎形成时温度比较低，也没有分层结构。后来由于陨石轰击、放射性衰变发热和地球的内部重力收缩，才使地球温度逐渐增加。

随着温度的升高，地球内部物质也越来越具有可塑性。这时，在重力作用下，地球外部较重的物质逐渐下沉，内部较轻的物质上升。液态的铁等重元素沉到了地球中心，形成地核。而后，由于地球内部的对流和化学分离，就逐渐形成了地壳、地幅、地核等层次。

地球形成初期，原始大气全部跑到了宇宙空间。后来，随着地球内部物质的重新组合，加上温度升高，使地球内部气体上升到地面，形成第二代地球大气。生命出现以后，由于绿色植物的光合作用，进一步发展为现代的大气。

地球有46亿年历史。有迹可寻的生物大约始自35亿年前的蓝绿藻。6亿年前的显生宙寒武纪开始，各类生物接续步入生命演化的舞台。其中最具代表性

1 的分别是古生代的三叶虫、中生代的恐龙王朝与新生代的哺乳动物大发展。

如果将地球的全部历史，从太古代起到现在为止算作24小时，根据放射性同位素定年法，计算出来各代在地球年龄钟表上的时间是：前寒武时代占17小时，古生代4小时，中生代2小时，新生代1小时，万物之灵的人类出现于百万年前，相当于最后的1分钟才出现在地球生命史上。

2、地质年表

2

地质年代、人类发展阶段及考古分期对照表

地质年代

距今年龄（万年） 人类发展阶段 考古分期（时代）

纪 世

全新世

第四纪

晚更新世

更新世 中更新世

早更新世

上新世

晚

中新世

古猿

第三纪

早

渐新世

始新世

古新世

铁器

青铜器

现代人

新石器

1.2

20

60

300

2500

腊玛

新人

古人

猿人

旧石器

中石器

晚期

中期

早期

7000

二、门头沟的地质概况

1、地质

以沿河城断裂为界，分为两盘。以北以古老的元古代沉积地层为主，以南以中生代火山岩为主。16－8亿年的元古代沉积岩360平方公里。占门头沟面积的四分之一。火山岩面积610平方公里，占门头沟面积的60％。中生代侏罗纪、

3 白垩纪时期，门头沟境内发生过多次火山喷发，百花山系，九龙山系、南大岭都是火成岩。

2、地形

门头沟区地处华北平原向蒙古高原过渡地带，地势西北高，东南低。地形骨架形成于中生代的燕山运动。境内总面积的98．5％为山地，平原面积仅占1．5％。西部山地是北京西山的核心部分，山体高大，层峦叠嶂，海拔1500米左右的山峰160余座。头沟地形总的趋势是西北高，东南低。由四列西南东北走向的山脉构成。自北依次为灵山－黄草梁－灰金坨－笔架山；白草畔－百花山－老龙窝－髽髻山－清水尖－妙峰山；九龙山－香峪梁；马鞍山－卧龙岗。形成宽山窄谷的景观。北京最高峰灵山海拔2303米，永定镇四道桥子最低海拔73米。由于山地切割严重，各岭脊之间形成大小沟谷300余条。平缓的山地与陡峭的山坡交替出现，地形呈锯齿状、阶段性上升。总之：门头沟地形特点，可以概括为四列山，夹着三条沟，一条河（永定河）大山连绵，沟谷纵横。

图片演示：门头沟著名高山、河谷地形、峡谷中的村落。

三、门头沟的矿产资源

大自然造物主在门头沟创造了丰厚的物产资源，据有关部门统计，已探明的主要矿藏有20多种，矿产地70余处。门头沟区地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系，上古生界的侏罗系和第四纪的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床，现已探明的有：煤炭、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、陶粒页岩、耐火粘土、大理石、花岗岩、紫砚石、白云岩、硅石、白花玉、紫页岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤矸石、铜、锌、铝、铁、金、银等等。其中

4 以煤、石灰石储量大、分布广。

煤炭：无烟煤北京市含煤面积1125平方公里，永定河大峡谷一带占近700平方公里。累计探明煤炭资源27亿吨，约三分之二埋藏在大峡谷附近。北京是全国五大无烟煤产地之一，位于大峡谷的门头沟区是北京最重要的煤产区，已累计生产2亿吨。门头沟自辽、金时期就开采煤炭，用于龙泉务磁器烧造。明、清时期“京城百万之家，皆以石炭为薪”，门头沟以生产煤炭，供应京城炊爨之需，而享有盛名。永定河大峡谷的煤产生于3.5亿年－2亿年前的石炭纪、二叠纪和1.3亿多年前的侏罗纪。是蕨类植物和恐龙繁荣的时代。古人有“西山石为薪，黝黑惊射目”的诗句，说的是门头沟盛产煤炭。在北京的发展过程中，它为人民带来温暖和光明，它和水与粮食一样，都是京城的命脉。

石灰石：人们说，京西门头沟是“黑、白”两道，黑的是煤，白的就是石灰。大峡谷的奇峰秀水之间见到最多、最普遍的是石灰岩，最俊秀、最雄伟的山是石灰岩山脉。大峡谷内的石灰岩用途广、储量多，品质好。 据不完全统计，列入国家矿产储量表的熔剂用石灰岩矿区6处，占北京市总保有储量的67％，储量列全国第15位；电石用石灰岩3处，占北京市总保有储量的75．2％，储量列全国第十三位。野溪和鲁家滩熔剂用灰石矿一直是首钢的原料供应地，50多年来为北京市的冶金工业作出了重要贡献。

自元代以来，朝廷就在门头沟设立了采煤和烧灰的管理机构。潭柘寺镇的张家庄（东南北村）、石佛村、秋坡村、龙泉务村、灰峪村、军庄村、野西以及永定河两岸的村庄都长期为京城烧纸石灰，北村的石灰可以粘起七块砖，享有盛名。清代三家店还有专为宫廷供应石灰的曹灰场。门头沟留下了许多灰渣山，成为历史见证。

白云岩：冶金用白云岩分布于野西、下苇甸、鲁家滩一带，矿层为寒武系

5 昌平组，适宜与主要矿产熔剂用石灰岩综合开采利用。冶金用石英矿体为脉状，矿石质量稳定，符合铁合金二级品要求，鲁家滩村曾开采矿石。供应北京市的冶金企业。

花岗岩：主要分布于沿河城一带，有白羊石虎花岗岩体、鸽子坨花岗岩体、碾台花岗岩体等。颜色有浅红、斑黑、奶白。这里花岗岩石已有数十年的开采历史，大块毛石用于港口建设，板材正在源源不断供应首都市场。

玄武岩：主要分布在门头沟至潭柘寺的南大岭一带。玄武岩有广泛的用途。可以做“玄武岩铸石”，这种铸石具有一般金属不能达到的耐磨、耐酸和耐碱性能。玄武岩铸石用于代替钢材、合金材料及橡胶。铸石管可作为化工的输气、输液管道以及供水管道等。还可以作为高等级公路的砂石料。

潭柘紫石：它是北京地区特有的古老岩种。它的产地在潭柘寺镇西部的高山上，这里至今矗立着明代刻石，上书：“内官监紫石官塘界”，落款：“钦差．提督马鞍山兼管理工程太监何立：”早在明代，这里已经是宫廷生产紫石的窑场，由钦差大臣督办采石。北京故宫太和殿宝座基石，乾坤殿的铜龟、铜鹤底座都是紫石建筑。可见，紫石是宫廷钟爱的建筑材料。

紫石细润，扣之，声似金钟，抚之，如婴儿肌肤，颜色深紫，间有绿色条纹，是制作砚台的上乘原料。传说明代在京西采石的钦差大人，精选紫石料让工匠雕刻成砚台进贡皇上。砚台凝重典雅，紫光习习，若紫气东来，顿时龙颜大悦。从此潭柘寺紫石塘便成了宫廷采石场，紫石砚也就成了皇家的用品。现在，故宫博物院收藏的明、清古砚中就有一批潭柘紫石砚。

经科学鉴定，潭柘紫石属红柱石铁、泥质板岩，形成于距今2.6亿年前二叠纪红庙岭组地层中，石料原岩为铁、泥质板岩，与端，歙砚石料同属一大类。由于其矿物组成略有不同，红柱石代替了石英，使研出的墨汁更加均细光亮，

6 有些性能超越端、歙两种名砚。

潭柘紫石的重新发现，使故宫博物院收藏的明、清紫石古砚珍品有了明确的“出身”，丰富了北京地区特种矿产资源品种，为古砚家族增添了新的光彩。潭柘紫石的开发已列为北京市的星火计划。使潭柘紫石砚这个古老的砚种焕发了青春。

潭柘紫石砚继承明清古砚风格，造型古朴典雅、经著名书画家朱学范、赵朴初、启功、肖劳、董寿平等试用鉴评：潭柘紫石质地细腻、晶莹温润、研之无声、易于发墨而且经久不干，具有不吸水、不耗墨、不损笔毫等特点。启功先生挥毫赞曰：“巧斫燕山骨，名标潭柘寺。发墨最宜书，日写千万字。” 潭柘紫石砚现在已经成为国内外收藏珍品。

叶蜡石：白色，微带浅黄或浅绿，玻璃光泽，质地较软，具有油脂感。产地在九龙山向斜南，潭柘寺镇阳坡元、赵家台村一带。出露于奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、及侏罗系底部辉绿岩等地层。旧社会叶腊石主要加工成石笔，和石板配合使用，当作小学生的书写工具。现在叶腊石可以做高级耐火材料、陶瓷等，是合成金刚石的坯料，橡胶工业、糖果工业的添加剂。门头沟是全国重要的叶腊石产地，也是全国人造金刚石坯料的主要供应地。

铁矿石：铁矿形成于元古代中晚期，约10亿年前，分布在大峡谷段永定河最大的支流清水河流域齐家庄、清水、青白口、下马岭、碣石、大村等地。有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿床，有的伴生铜锌等矿物。从古代就有小量开采。

金、银矿石：金、银矿蕴藏在优美的珍珠湖畔，金矿产于含金黄铁矿化白云岩中，含金品位可达工业品位。

明代，位于珍珠湖东南的珠窝村曾经自发采矿炼银，现在山上还有当年开采的数十个矿洞。当地流传着“珠窝的砂，碣石的土，一两能出一钱五”，说明

7 当时炼银有很大的吸引力。朝廷要强行收税，村民武装抗税。民谚有曰：“一进珠窝港，只听叮当响，夜里煅兵器，白天炼银两。”后来，朝廷的军队镇压，男人被杀死在爷爷峖，女人被杀死在奶奶坨。民谚：“爷爷峖，奶奶坨，鲜血流入大浑河（永定河）”。村民奋起反抗，将军在慌乱中滚落山下，他的印和宝剑掉到永定河中，传说剑和印化作了顽石，现在是珍珠湖的一处重要景观。这是当地流传很普遍的一段悲壮故事。

青石：是古代建筑中最常见的建筑材料，用于古代建筑的墙基石、墙腿石、腰线石。位于大峡谷出口一带的门头沟永定镇石厂村明代是京城重要的青石产地。卢沟桥附近《宛平城修城记》碑中记述“使用马鞍山石厂条石六百六十四丈，每丈价银八钱六分；高出其他石厂六成。金代修卢沟桥，明代建故宫、十三陵都使用过这里的青石。现在永乐年间的石厂界碑、万历年间的采石开塘碑还矗立在石龙山上。

板岩：建筑用板岩主要分布于永定乡的卧龙岗——王平村一带。岩石结构致密均匀，劈分性好，能劈成薄而平整的石板，表面光滑，吸水性低，有足够的硬度和韧性，具天然美。明清的四合院，过去比较讲究的古建筑都采用石板作房顶建材。现在主要用于高级建筑地面、墙壁装饰材料，出口到二十多个国家和地区。在国内国际市场享有声誉。

四、门头沟的地质景观

1、地质博物馆

门头沟就是一本活的地质教科书。涵盖了自元古代中期（16亿年）以来除了志留纪、泥盆纪以外的几乎所有的地层。

门头沟区是北京的西郊，山区面积占百分之九十八点五。北京西郊的山统称

8 为西山，门头沟区的山是西山的主体，属太行山的余脉，自古以来是北京的西部屏障。永定河自西北向东南纵贯区境，我区不仅风光秀丽，文化古迹众多，而且地质资源也极为丰富。在全区1445平方公里的范围内，几乎囊括了元古代以来（18亿年以来）各个地质时代的地层，仅元古代地层就出露360平方公里，占全区面积的四分之一。地质现象十分丰富，有向斜、背斜，有抬升、陷落，有断层、褶皱等等。中生代中后期曾经发生过三次大规模火山喷发，火成岩覆盖面积610平方公里，占全区面积的百分之四十。我区岩石种类比较齐全，矿产丰富。许多地质现象，比较典型，有北京地区最高的山峰，最长最深的峡谷，最具震撼力的地壳裂缝遗迹。永定河大峡谷不仅是百里画廊，而且也是百里地质长廊，多年以来一直是京津、华北地质院校学生毕业实习的路线，被称为“天然的地质博物馆”。

沿河城断裂带发育于百花山—庙安岭复式向斜的北西翼，全长约55～66km，其中沿河城—向阳口区段已发育成河谷，河谷南岸发育有断续出露的构造角砾岩、糜棱岩等构造岩。

2、峡谷风光

门头沟区与河北怀来之间的官厅山峡，又称永定河大峡谷。始于河北怀来县官厅水库大坝，止于北京门头沟三家店水闸。全长108.7公里，落差340米，平均纵坡3.1‰，谷宽70—300米不等，最大相对高差800米以上。是华北地区最长、最深的峡谷，也是世界各国首都郊区罕见的大峡谷。有u形谷，v形谷；蜿蜒曲折的连续蛇曲；有波光潋滟的湖光山色；有依山畔水风光旖旎的峡谷山村；有桥涵相接的铁路动脉；有彩虹般的亚洲第一桥，美不胜收。

除了永定河大峡谷，门头沟还有许多断裂谷、熔岩谷、侵蚀谷，具有震撼力。

9 3、丰富的地质奇观

断裂：沿河城大断裂，向阳口地质剖面，象八十七神仙卷。南羊沟、龙门口沟、龙门涧、湫河沟等天然的电影外景地。

背斜：幽州、灵山等。

向斜：百花山、九龙山等 地形倒置。

火山口：萝卜地、沿河城卫生院。妙峰山岩塞形火山口

褶皱：大村公路旁，野西等。

侵入岩体：镇边城到官厅水库公路沿线、白羊石虎、碾台侵入岩体。炭厂村岩脉。

夷平面：灵山、白草畔、黄草梁、髽髻山、九龙山等，有的面积相当于北京城区。

盆地：斋堂川、上苇甸、门城地区。

台地：马栏台、黄土台、关涧台等。

穹窿：青白口、上苇甸。

山地：妙峰山、九龙山以西的西山主体800米以上。

丘陵：门城镇附近的低山区。

冰川漂砾：斜河涧白龙谷。

岩洞与岩画：军庄将军洞、韭园大洞、灰峪仙人洞。

五、门头沟的地质文化

1、中国地质学的摇篮

我区地处西山，是我国最早进行地质工作的地区，被誉为“中国地质工作的摇篮”。早期来华的国外地质学家，绝大部分考察过西山地质。我国第一批地质

10 学家曾经在西山一带进行过详细的地质考察，并撰写了我国第一部区域地质志《西山地质志》。长期以来许多地质工作者不断地对西山地质进行考察，有些专家对西山地质产生了浓厚兴趣，一直关注研究西山地质，积累了丰富的研究成果。

中国第一部区域地质志《西山地质志》。

中外地质学家在永定河的地质工作。

2、地质学的标准地层命名地

“马兰黄土”： “马兰”是北京门头沟斋堂镇永定河南岸的一个小村，真正的名称叫“马栏村”，马栏村边有个小台地叫马栏台。1923年，安特生来此考察，他站在马栏台上向北望去，看到了斋堂镇北山一个个黄土台，便称该土台为马兰黄土，并载入他的文献中。从此“马栏黄土”少了“木”字旁，改写成了“马兰黄土”，名称延用至今。

1920年，叶良辅等所著《北京西山地质志》中将马兰黄土分为上下两层：晚更新世为“古黄土”，晚更新世以后的为“新黄土”，1930年，德日进、杨钟健先生将华北广泛分布的晚更新世黄土归属为马兰期堆积，自此以后马兰黄土被视为华北晚更新世的标准层位之一。值得提到的是马兰台上并无黄土沉积，而是下伏泥河湾组的砂砾层。马兰黄土多数分布于永定河谷阶地与谷坡之上和延庆盆地。

1962年，刘东生、张宗祜延用了马兰黄土这一名称，简称马兰黄土所代表的地层为马兰组。

“青白口系”：青白口村是清水河流入永定河的交汇地，也是青白口系的命名地，可以见到下马岭组、龙山组和景儿峪组3套地层。

3、地质剖面

11 下苇甸寒武纪标准剖面等。

4、地质科普考察与教学实习基地

地理教师野外考察等。

5、科学研究

苏德辰先生的博士论文就是研究西山地质的。

《旋回性在西山地层中的反映》：节律现象是多方面的,包括生物的、沉积的、岩浆活动的和构造运动的。地球既是其自身各圈层相互之间作用着的一个整体,又是太阳系和宇宙星系中的一个星体。在地球表层观察到的节律周期现象是地球各圈层相互之间物质和能量交换行为的表征,但同时也受到太阳系、银河系以及银外天体运动这些外部背景条件的制约和影响,甚至在一定程度上是最终的制约和影响。

旋回性是普遍存在的，沉积记录中的旋回性很早就引起了人们的注意：Suess在1892 年认识到海平面升降旋回会造成海进与海退,并对地球表层沉积产生影响。

俄罗斯学者施比伊曼(1982) 提出地层记录中所见到的沉积旋回、沉积韵律等现象是由一系列波动过程叠加造成的。

Fisher 和Premoli 在1988正式提出旋回地层学的概念,将研究目光投向天体轨道驱动力造就的沉积旋回。

王鸿祯(1997) 认为,地球不同圈层生物的、化学的和物理的不同时空的地质演化记录,总体上在地质历史中都显示有一定时间间隔的周期性特征。

地层呈现旋回性的原因之一——气候变化，全球性的气候变化：全球性气候变化会比较迅速地引起海平面变化，并直接或间接导致沉积盆地中的生物作用和沉积速率发生相应改变；年代学研究，以依据事件谱系和驱动机制的特点与

12 规律鉴别它的类型和级次, 进行年代学研究。地层呈现旋回性的另一重要原因——构造运动，构造运动：是控制沉积环境的最主要因素，从根本上控制着盆地的形成和演化，控制着沉积物的来源和沉积速率变化。构造运动的周期性而产生的地层旋回一般是长周期的。威尔逊旋回是最典型的长周期构造旋回。

下马岭寒武系剖面、北京西山川底下、青白口剖面等。

六、门头沟的地质资源与门头沟的经济发展

门头沟的定位：能源基地——生态涵养区。

1、地质是经济发展的基础

历史上靠资源一黑，煤；一白，白灰；一黄，琉璃；一紫，紫石；一青，青石。

门头沟区靠地质起家，也要靠地质转型，靠地质去发展，西山地质过去、现在和将来都是门头沟区社会经济发展的基础。门头沟区是北京最早的远郊区，是生产一黑一白的远郊资源大区，为新中国首都的城市建设做出了不可磨灭的贡献。

门头沟区的旅游开发较早，如潭柘寺、戒台寺和西龙门涧早在20世纪80年代初就开始接待游人，结果是忽视地质景观资源的开发，使游客颇感乏味，致使西山旅游没有发展到应有的高度，严重影响了西山经济的发展。

普及门头沟西山地质文化，弥补因缺少地质内容而带来的旅游市场缺陷，发展京西经济是实现科学发展观的必然要求。

2、地质是风景名胜的依托

三山两寺、一涧一湖；

古道、边关险隘：沿着断裂和侧断裂，西部屏障，神京右臂。

13 门头沟区文物资源保护现状国家级文物保护单位3处：潭柘寺、戒台寺、爨底下。

国家级自然保护区2处：百花山、小龙门

市级风景名胜区4处：两山、两寺

市级文物保护单位8处：沿河城及敌台、琉璃渠过街楼、宛平县抗日烈士纪念碑、挺进军司令部马栏旧址、灵严寺、灵岳寺、双林寺、天利煤厂、。

市级埋葬区2处：龙泉务辽金瓷窑遗址、东胡林遗址。

市级国耻纪念地1处：“王家山惨案”发生地。

市级爱国教育基地1处：挺进军司令部陈列馆。

区级风景名胜区2处：妙峰山、珍珠湖。

区级重点文物保护单位90处。

3、地质——旅游的新增长点

永定河的地质学定位：永定河是唯一贯穿北京西山的河流，是北京的母亲河。自官厅水库大坝—三家店,称为永定河山峡，全长约110km,共发育8级阶地。永定河翻阅了北京西山地质史卷。永定河上游的怀来盆地孕育了炎黄文化，永定河下游的北京平原孕育了现代中华文明。北京城坐落的地质单元称为永定河洪积扇。永定河阶地与北京洪积扇构成侵蚀堆积系列。

永定河流域的地质内容；地质环境发展演化系列、生物发展演化系列、史前突发地质事件、各种人文景观的地学背景。永定河谷幽州村附近发育湖相层，这套湖相层在官厅大坝以西的林场管理处也有发现。发现旧石器的石核和石片十余件，经贾兰坡先生初步研究，认为与周口店15地点旧石器类似，时代应为中更新世。

永定河在青白口穹隆上流动；永定河的河南台堆积阶地；永定河蛇曲：永

14 定河石古岩一军庄河段的深切河曲，是北京西山地区典型的地貌景观。北京西山的快速抬升，使得河曲在下切过程中能够保持原来的外形，深切河曲在形态上重现了古代发育在准平原上的曲流形式。

永定河断裂：物探、钻探、地层和构造等多方面资料均显示出，在军庄一三家店一线存在一条北西向断裂。九龙山一香峪大梁向斜在军庄以南的轴迹被左行错开约1km左右，断裂倾角较陡。侏罗纪火山岩形成的百花山主峰；最早的夷平面——灵山；第四纪夷平面形成的——妙峰山台地；喀斯特峡谷地貌——龙门涧；柏峪石林；天门山穿洞；戒台寺的全景。永定河流域旅游地学资源之最：中国黄土学最初命名地——马兰黄土；北京最高的山峰——东灵山主峰，海拔2303m；北京最长的河流——永定河；北京最标准的寒武系剖面——下苇甸剖面；中国最早命名的断裂——永定河断裂。

结束语

永定河文化研究会召开地质研讨会并进行了大量地质考察活动。门头沟有得天独厚的地质资源，是我们的宝贵财富，我们要热爱它，珍惜它，利用它为建设繁荣富裕的门头沟服务。

2009-8-21

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