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一、概 述
北京位于燕山山脉和太行山交汇处，北京境内的西部山区统称北京西山，属太行山的余脉，北京西山位于燕山板内造山带、太行山构造带与华北平原的衔接部位，中生代以来多期次板内变形十分活跃（刘先益等，2021)，拥有丰富的地质现象，是中国地质学的发源地。
北京市数值高程图(DEM) （李江海等，2019） 二、北京西山的地貌和水系特点 北京西山属于太行山，最早记录在秦代《吕氏春秋》中的九山（吕金波，2020）。北京西山地处北纬40°和经度116°的交汇部位，是太行山脉东北缘的山地。区域最高峰百花山海拔1991m，西界以外的小五台山高达2882m。永定河从西北向东南穿过西山，流过北京城西海拔50m左右的山麓平原，汇入海河经天津入渤海。区域自然环境受东亚季风控
制，具有明显的季节性和垂直分带性（吴锡浩等，2003）。北京西山从北向南依次分布永定河、大石河和拒马河3条河流，其中大石河形成时代最新。大石河是北京西山发育的一条未侵蚀至分水岭的河流，其阶地发育特征代表了北京西山隆升的发展过程。大石河在中更新世早期初始发育，600ka以来，大石河流域山区隆升速率约为 0.96mm/a（郑桂森等，2017）。永定河从西北向东南穿过西山，流过北京城西海拔50m左右的山麓平原，汇入海河经天津入渤海。北京山区的河流保持了曲流很大的老年期河流的特征，而北京平原的河流较为平直，
说明北京山区的准平原化过程远比现在的北京平原长得多。
永定河略图 （据互联网资料） 三、北京西山地质 北京西山中生代是大陆裂谷盆地，其中堆积厚达8000余米的火山熔岩、火山碎屑岩和含煤碎屑岩，具有穹窿—火山型裂谷的特点（洪流等，1997）。北京西山的地层有元古界、古生界、中生界和新生界地层，包括蓟县系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系和第四系，其中，又以蓟县系和侏罗系居多，最古老的地层为元古界的蓟县系地层，门头沟区主要为侏罗系地层。西山地区缺失泥盆系、三叠系、志留系和白垩系等地层，是构造运动过于剧烈所致（毛率垒等，2020）。其中，寒武系－奥陶系属于地台型沉积，发育陆表浅海相碳酸盐（毛率垒等，2020）。中生代以来发生多期次构造变形。侏罗系广泛出露于西山的百花山向斜、髫髻山—妙峰山向斜、北岭向斜、九龙山—香峪大梁向斜的核部及翼部， 为典型的陆相火山-沉积岩系。侏罗系在火山平静期发育了内陆河流、湖泊相及沼泽相等沉积碎屑岩与煤系沉积（张英芳等，2010）。北京市地层从新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，地层出露良好。北京基底主要为太古界、元古界中深变质岩，对构造的发育有着重要的影响，其后的构造轮廓基本上受这一古老基底的控制，中元古代-新生代发育沉积盖层，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。
北京西山地质简图 （据北京市地质矿产局） 
北京地质简图（局部） （吕金波等，2016） 
北京西南部地质简略图 （苏德辰等，2013） 
北京西山地质略图 （赵越等，2002） 
北京西山显生宙地层简表 (李志斌，2013) 北京西山地区中生代主要发育有三套火山岩沉积建造，分别是南大岭组火山岩、髫髻山组火山岩以及张家口组火山岩。它们的形成时代对于确定区内构造活动的时限具有重要的指示作用。根据目前所得到的北京西山地区年代学资料，可以将南大岭组火山岩的时代初步限定为 174± 8Ma，将北京西山地区髫髻山组火山岩的年龄初步限定为 160Ma± 5Ma（赵越， 2004）。将张家口组火山岩年龄初步限定为 135Ma(李志斌，2013)。
北京西山前寒武纪地层简表 (李志斌，2013) 百花山国家级自然保护区 位于北京市门头沟区最西端的清水镇境内，其地理坐标为E115º25'~115º42'，N39º48'~40º05'。保护区总面积为21743.1hm2。保护区地处温带大陆性季风气候区内，春夏秋冬四季分明。百花山是太行山余脉，地层主要有元古界震旦系、古生界寒武系、奥陶系、石炭系，以及中生界侏罗系和新生界第四系等（潘运伟，2009）。
百花山北岭上叠向斜 （江升，2014） 北岭上叠向斜。属燕山早期褶皱构造，由于受后期构造强烈改造，走向由北东转向北东，平面上呈一弯曲“镰刀状”。向斜的东南翼倾角达 60°—70°，局部倒转；西北翼倾角平缓为 20°—40°，轴面总体向南东倾斜，倾角约 60°。向斜具有宽大的核部，其北段较窄，南段较宽，次级构造形成了北岭、长沟峪两个向斜和一个老窑沟背斜。褶皱地层有九龙山组、龙门组、窑坡组和双泉组
百花山主峰向斜褶皱构造 （江升，2014） 百花山向斜属燕山中期褶皱构造，分布在百花山北侧的龙王-达摩一带。向斜南东翼地层倾向北西290°-320°，倾角 25°-50°；北西翼地层倾向南东160°-180°，倾角35°-45°；核部地层平缓；轴面略向南东倾斜，枢纽在斋堂西南翘起，向南西缓倾状，为一似箱状向斜。核部为侏罗系火山岩、火山碎屑岩和火山碎屑—沉积岩，两翼由二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系和青白口系组成 
北京西山地质构造纲要图 （丁照月，2016） Q—第四系；E—古近系；K1—下白垩统；J3—上侏罗统；J1-2—中-下侏罗统；C-T—石炭系-三叠系未分；O—奥陶系；Є—寒武系；Qn—青白口系；Jx—蓟县系；Ch—长城系；Ar—太古宇基地变质岩系；MHTH—马兰-胡林逆冲断层；JDTH—教军场-大安山逆冲断层；CXTH—长操-霞云岭逆冲断层；CHTH—曹家堡-黄土梁逆冲断层；LWTH—龙潭-王家园逆冲断层；NBTH—南大寨-八宝山逆冲断层；HSTH—黄山店逆冲断层；YHCF—南口-沿河城断裂；XKF—辛开口断裂；BHSSy—百花山向斜；MALSy—庙安岭向斜；TJSSY—髫髻山向斜；JLSSY—九龙山向斜；QBKAn—青白口穹窿；AJXAn—安家璇背斜 BLSy—北岭向斜；FSP—房山岩体；NJP—南窖岩体；SWDP—上苇甸岩体；YFP—阳坊岩体；DHNP—大河南岩体 大型褶皱构造和断裂构造是区域构造格局的重要组成部分。区域内大型褶皱构造主要有研究区中部北东向的百花山-庙安岭-髫髻山复式向斜、髫髻山向斜西侧北西向的“青白口穹窿”及其更西侧北西向的安家漩背斜，髫髻山向斜东侧上苇甸附近的上苇甸穹窿及其更东侧北东向的九龙山向斜，研究区南东部房山岩体西侧的北岭向斜（丁照月，2016）。 百花山-庙安岭-髫髻山复式向斜位于研究区中部，整体轴迹呈北东向，规模巨大，宽约 10 公里，北东向延伸近 50 公里，是西山地区最重要的构造单元之一。百花山向斜（BHSSy）位于研究区西南部百花山一带，属于百花山-庙安岭-髫髻山复式向斜的南段。为一轴向北北东，轴面倾向南东的斜歪箱状向斜。向斜核部被髫髻山组火山岩覆盖。两翼除北东侧有部分中下侏罗统出露外，其余均由髫髻山组构成。向斜核部开阔平坦，北西翼地层产状较缓，东翼被北北东向的马兰-胡林逆冲断层（MHTH）截切，产状稍陡（丁照月，2016）。
研究区构造格局 A-A’构造剖面图 （丁照月，2016） N-Q—新近系-第四系未分；K-E—白垩系-古近系未分；J3t—髫髻山组；J2j—九龙山组；J2M—门头沟组；J2n—南大岭组；C-P—石炭系-二叠系未分；O—奥陶系；Є—寒武系；Qn—青白口系；Jxt-h—铁岭组、洪水庄组未分；Jxw—雾迷山组；Ch—长城系；Ar—太古宇基地变质岩系；YHCF—南口-沿河城断裂；MHTH—马兰-胡林逆冲断层；JDTH—教军场-大安山逆冲断层；CXTH—长操-霞云岭逆冲断层；BHSSy—百花山向斜；MALSy—庙安岭向斜；BLSy—北岭向斜；FSP—房山岩体
研究区构造格局 B-B’构造剖面图 （丁照月，2016） Q—第四系；E—古近系白垩系；K—白垩系；J3t—髫髻山组；J2j—九龙山组；J2m—门头沟组；J2n—南大岭组；J1x—杏石口组；C-P—石炭系-二叠系未分；O—奥陶系；Є—寒武系；Qn—青白口系；Jxt-h—铁岭组、洪水庄组未分；Jxw—雾迷山组；Ch—长城系；Ar—太古宇基地变质岩系；YHCF—南口-沿河城断裂；MHTH—马兰-胡林逆冲断层；CHTH—曹家堡-黄土梁逆冲断层；NBTH—南大寨-八宝山逆冲断层；XKF—辛开口断裂；QBKAn—北青白口穹窿；TJSSy—髫髻山向斜；JLSSy—九龙山向斜
北京西山构造纲要图 (李志斌，2013) BHSSY‐百花山向斜,MALSY‐庙安岭向斜,TJSSY‐髫髻山向斜,QSA‐清水背斜,QBKA‐青白口背斜ZFA‐张坊背斜YHCF‐沿河城断裂,XKF‐辛开口断裂,HSTH‐黄山店逆冲断层,CHTH‐长操‐霞云岭逆冲断层,JDTH‐教军场‐大安山逆冲断层,MHTH‐马兰‐胡林逆冲断层,NBTH‐南大龄‐八宝山,逆冲断层,CHTH‐曹家堡‐黄土梁逆冲断层
北京西山逆冲构造剖面图 （张长厚等，2006）
北京西山至北京平原区北东－南西向地质剖面示意图 （张宏仁等，2013）
北京西山地质构造简图 （据互联网资料）
北京西山中北部地质图 (李志斌，2013) 百花山-髫髻山向斜位于北京西山髫髻山一带，整体呈北东向展布，延伸长度约 65 公里，出露面积约 800 平方公里。该向斜由百花山向斜、庙安岭向斜和髫髻山向斜共同构成。向斜走向北东，略向南西倾伏，轴面向南东陡倾，是一个斜歪箱状褶皱。向斜核部和两翼为侏罗统髫髻山组，由翼部向两侧延伸，有中下侏罗统地层出露。向斜核部开阔平坦，北西翼地层走向北东-南西，倾向北西，倾角较缓，由翼部向北西方向延伸，与青白口短轴背斜、清水短轴背斜等相连；向斜南东翼地层走向北东-南西，倾向南东，倾角较陡，达到60°-70°。向斜内部发育有马兰-胡林逆冲断层(李志斌，2013)。
北京西山（清水镇-百花山）构造剖面图 (李志斌，2013)
北京小西山地质图 （吕金波，2023）
北京西山地区下苇甸剖面地质概况 （郭芪恒等，2019）
大石河流域区域地质略图 （郑桂森等，2017） 1-新太古界；2—长城系；3—蓟县系；4—青白口系；5—寒武系；6—奥陶系；7—石炭系-二叠系；8—二叠系三叠系未分；9—侏罗系；10—下白垩统；11—上新统；12—中更新统；13—上更新统；14—全新统；15—早白垩世中期花岗闪长岩；16—早白垩世早期石英二长岩；17—断层；18—地层产状
北京西山南部区域地质构造略图 (舒坦等，2019) 1.第四系；2.白垩系；3.侏罗系；4.三叠系至石炭系；5.寒武系-奥陶系；6.新元古界青白口系；7.中元古界蓟县系；8.中元古界长城系；9.太古宇官地杂岩；10.房山花岗闪长岩体；11.背斜轴迹；12.向斜轴迹；13.拆离断层；14.逆断层产状；15.正断层产状；16.地质界线；17.平行不整合及角度不整合；18.面理产状；19.城镇及居民点；20.剖面线 四、北京西山地质演化历史 北京西山区古生界中的下古生界地层以碳酸盐岩为主，上古生界地层以含煤碎屑岩及杂色砂岩为主，主要位于门头沟及房山地区。早古生代沉积浅海相碳酸盐岩沉积；寒武纪和奥陶纪地层连续沉积，岩相稳定，为地壳发展的相对平静时期；中奥陶世末，地壳总体上升遭受剥蚀，直到中石炭世再度下沉；晚古生代与早古生代的沉积范围基本一致，地层与下伏下古生界之间的关系表现为中石炭统与中奥陶统之间的平行不整合，自中石炭到双泉组各层连续沉积；二叠纪末，地壳再度上升为陆，结束海相地层发育史。双泉组形成以后，印支运动使得长城系到双泉组发生显著褶皱，形成北京西山一系列显著的褶皱构造（陈正邦等，1985）。中生代以来的印支运动和燕山运动，奠定了北京地区地质构造骨架。其中，北东向的百花山-髫髻山向斜、九龙山向斜与北东向断裂系，构成北京地区的总体构造轮廓。控制了本区中生代各陆相沉积盆地的演化，以及大型花岗岩体侵位活动。燕山运动塑造了北京西山北东向区域构造样式（张长厚等，2006；Wang et al.，2011）。中生界表现为陆相沉积，分布较广，三叠系河流相岩屑砂岩及粉砂岩，出露于香峪大梁向斜。侏罗系发育著名的门头沟植物群化石，分布于北京西山的髫髻山及香峪大梁向斜。白垩系以砂岩为主，发育有房山生物群化石，分布于东岭台等地。北京西山侏罗纪盆地三叠纪末开阔谷地基础上发展起来。三叠纪末或早侏罗世初，开阔谷底沉积山间河流相杏石口组。早侏罗世中期，盆地被溢流和喷发的南大岭组玄武安山岩充填。中侏罗世早期是全区重要成煤期，下窑坡组为湖泊-三角洲及沼泽相。中侏罗世中期，北京西山盆地逐渐封闭（上窑坡组）。中侏罗世中-晚期，燕山运动主幕强烈爆发，盆地接受龙门组粗碎屑快速充填后，九龙山期开始分化，盆地沉积中心向北迁移，晚侏罗世期间消亡（赵越等，2002）。北京西山中生代为大陆裂谷盆地，堆积厚达8000余米的火山熔岩、火山碎屑岩和含煤碎屑岩，具有穹窿—火山型裂谷特点，经历早侏罗世至中侏罗伸展期、晚侏罗世至早白垩世早期的膨胀期和早白垩世晚期至晚白垩的萎缩期三个演化阶段（洪流等，1997）。西山地区曾在侏罗纪早中时期发生过大规模断裂活动，伴随大面积凹陷及上升构造，以及晚中生代的逆冲构造。在内外地质营力作用下，现存诸多具有褶皱、节理、断层和劈理等面状和线状构造的岩层和岩体（毛率垒等，2020）。 早白垩世之后，华北板块构造体制发生重大转折，克拉通遭受大规模破坏，普遍发育变质核杂岩、断陷盆地等近东西向向伸展构造。白垩纪末以后，北京西山发育脆性伸展构造。另外，部分学者认为北京西山板内变形始于印支运动，体现为晚三叠世的近水平韧性剪切带（刘先益等，2021)。
北京西山早—中侏罗世古地理演化示意图 （赵越等，2002） （图中颜色和花纹代号同上文作者的地质简图） 新生界地层分布广泛且厚度变化悬殊，岩石松散，由砾石、粘土等组成。山区更新世有闻名中外的洞穴堆积及周口店哺乳动物群。
北京市区域地质发展简表 （陈正邦等，1985） 五、北京西山的自然保护地
（2019年发布）
（2019年发布）
（2019年发布）
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