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一、北京的地貌特点
北京市地处华北平原，靠近渤海湾。地理坐标为东经 115°25′-117°30′，北纬 39°26′-41°04′。占地面积1.641万平方公里，地势整体上西北高、东南低。西部、北部和东北部三面环山，西部为属太行山山脉的西山，北部是燕山山脉的军都山，两者在昌平区的南口关沟附近相交，东南部形成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（赵勇等，2015）。地形从西北山区，向东南平原，呈阶梯状逐渐下降，平原的高度在20~60米，山地一般海拔1000~1500米。在地貌上依次表现为山地、丘陵、冲洪积扇、山前平原等
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北京市数值高程图(DEM) （李江海等，2019） 
北京市地貌类型分布图 （国家地理监测云平台，分辨率90m） 北京市地跨山地与平原，地貌类型多样，地貌形态对比鲜明，主要由西部和北部山地、东南部平原三大地貌单元构成北京位于中国地貌第二级台阶与第三级台阶的过渡带，山地为太行山（西山）与燕山（北山）的交汇之地，平原为华北平原西北隅，山地和平原两大地貌单元造就两大地质环境系统（吕金波等，2017）。北京市平均海拔43.5米，北京平原的海拔高度在20～60米，山地一般海拔1000～1500米。北京市属于温带季风性气候，年平均降水量在700mm以上，平原地区年平均气温为11~13℃，海拔800米以下的山区年平均气温9~11℃，高寒山区年平均气温约为3~5℃。 
北京地质环境系统分区 （吕金波等，2017） 二、北京的水系 北京市属海河流域，河网发育，共有大小河流200多条，但实际可归纳为五大河流，北京天然河道自西向东贯穿五大水系：拒马河水系、永定河水系、北运河水系、潮白河水系和蓟运河水系。这五条河流均发育于崇山峻岭，蜿蜒穿越山区流往东南平原。其中，北运河系发源本市，其他四个河系均来自市区外。永定河、潮白河、温榆河自西北向东南蜿蜒而过。北京没有天然湖泊，北京市有水库85座，其中大型水库有密云水库、官厅水库、怀柔水库、海子水库和十三陵水库。其中，永定河补给官厅水库，潮白河补给密云水库和怀柔水库，蓟运河流经海子水库，北运河流经十三陵水库，官厅水库、密云水库、怀柔水库为主要饮用水水源。
华北平原北部-太行山区的主要水系分布简图 （据互联网资料） 
北京市水系及重要水库分布图 （王强等，2018） 
北京水系分布图 （赵兴龙，2018） 永定河及其洪积扇 永定河发源于山西省宁武县管涔山，流经山西省朔州、大同，河北张家口地区，北京市延庆、门头沟、房山、丰台、大兴五区，再经河北廊坊、天津武清汇入海河，流至渤海，全长747公里，流域面积4.7万平方公里（吴文涛，2017）。永定河跨越了晋北高原与华北平原两大地理单元。永定河冲积扇及其古河道的地层结构，还控制了北京市湖泊的及地下水的平面分布特征（蔡向民等，2013），形成了西部的泉水洼地、东部的古河道残留水体等不同类型的湖泊。永定河是北京的母亲河，全长548km，上游汇集了桑干河、大洋河等多条河流。在官厅以下称永定河，再进入海河（孙靖国，2015）。永定河切穿北京西山，连通延庆盆地和北京平原。永定河从晋北高原山地发源，流经大同盆地，从黄土高原奔腾而下，经过泥河湾，向南穿过太行山脉，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）。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。
桑干河流域及其城市 （孙靖国，2015） 
桑干河地理位置分布图 (据前人资料修改) 
永定河略图 （据互联网资料） 
北京市西南部永定河冲积扇及其相关的全新世活动断裂分布图 （据吴文涛，2020，互联网资料） 
永定河冲积扇水文地质剖面图 （周圆心等，2019） 三、北京的地质特征 北京市位于华北克拉通东部，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。发育太古宙变质基底、中元古界-新生界沉积盖层，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） 1.地层 北京地区的地层发育较为齐全，厚度达六万米，整体地层出露良好，但缺失震旦系、泥盆系等地层。北京太古界变质基底以片麻岩-麻粒岩等为主，大部分位于密云区，怀柔，延庆、平谷等地也有零星分布。中-新元古界沉积地层以碎屑岩-泥岩及碳酸盐岩为主，不整合覆盖于太古界高级变质基底上。中-上元古界出露广泛，占山区面积 1/3，岩石类型以碎屑岩和碳酸盐岩为主。古生界中的下古生界地层以碳酸盐岩为主，主要位于北京西山区（刘方翠，2017）。下古生界缺失奥陶系上统与志留系，主要位于北京西山区，岩性以碳酸盐岩为主。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。上古生界缺失泥盆系与下、中石炭统，岩性以含煤碎屑岩及杂色砂岩为主。中生界表现为陆相沉积，在全市范围分布较广，三叠系出露于香峪大梁向斜，由河流相岩屑砂岩及粉砂岩组成。侏罗系分布于西山的髫髻山及香峪大梁向斜，发育著名的门头沟植物群化石。白垩系分布于东岭台等地，岩石以砂岩为主，发育房山生物群化石。新生界地层分布广泛且厚度变化悬殊，由砾石、粘土等组成。山区更新世有洞穴堆积及周口店哺乳动物群。北京地区的侵入岩分布广泛，在密云、西山地区等均有出露。2.区域构造 北京市区域构造主要受中生代以来的地壳运动影响。其中，北东向的百花山一髫髻山向斜、九龙山向斜与北东向的沿河城断裂、黄柏寺断裂、黄庄一高丽营断裂以及南苑一通县等断裂，构成北京地区的总体构造轮廓（蔡向民等，2010）。侏罗纪-白垩纪广泛、剧烈的燕山运动，控制了本区中生代各陆相沉积盆地的发育，以及大型花岗岩体侵位活动。四、北京平原区的地质环境 北京平原覆盖区由上层第四纪松散沉积物和基岩组成。第四纪松散沉积物，在山麓地带分布有残积、坡积、洪积物，平原区主要以洪、冲积物为主伴有零星分布的湖沼堆积物和风积物（何静等，2019）。北京平原区第四纪沉积区可划分为永定河、潮白河、温榆河、洵河和大石河五个冲洪积扇区。平原覆盖区第三系底板的克拉通沉积盖层，中元古界蓟县系、古生界、中生界地层形成宽缓的复式褶皱带，类似北京西山地质构造，沿着北东向上延伸，但受新生代断陷拗陷相关的沉降作用后隐伏地下。大量钻探表明，北京平原区（埋深2050m以浅）地层由太古宙变质岩、长城系、蓟县系、待建系、青白口系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系构成（吕金波等，2016）。
北京平原区第四系地质单元组合示意图 （蔡向民等，2009）
北京市平原区基岩地质图（上、下图） （吕金波等，2016） 北京平原区可以划分为山前岛状残丘区、大清河冲洪积扇区、北运河洪积扇群区、永定河冲洪积扇区、潮白河冲洪积扇区、蓟运河冲洪积扇区等六个地质环境系统（吕金波等，2017）。北京地跨华北平原断坳区和燕山-太行山-内蒙高原断块隆起区两个构造单元，新构造运动强烈，活动断裂发育（陈成沟等，2017）。北京平原区下伏基岩埋深变化较大，被多条断裂切割，主要的第四纪活动断裂有北东（北北东）向的黄庄—高丽营断裂、顺义断裂、南苑—通县断裂、夏垫—马坊断裂和北西向的南口—孙河断裂。由于受到新构造运动的影响，在平原区范围内形成一系列第四纪沉积凹陷中心，如马池口、后沙峪、俸伯、平谷等，第四纪沉积物最厚达1000余米（雷坤超等，2016）。
北京平原区地质环境背景图 （雷坤超等，2016） 北京平原位于华北平原西北部，地势为西北高、东南低，由山前向南、东南倾斜(北京市地质矿产勘查开发局等，2008)，总体为北北东走向，西起北京西山，北至燕山南缘，南到河北涞水一线，长约120km，宽18～26km，为中-新生代沉积拗陷,受北东向及北西向断裂活动的影响（罗明辉等，2007）。地形从西北山区向东南平原呈阶梯状下降，在地貌上依次表现为中山、低山、丘陵、冲洪积扇、基岩孤丘和山前平原（汪良谋等，1990）。北京平原区由5大水系联合作用形成的洪冲积扇群构成，受全新世以来构造运动的影响，永定河由北向南迁移，表现出冲积扇的移动叠加（赵龙等，2018）。北京拗陷是介于京西隆起和大兴隆起之间的中、新生代拗陷。在纵向上由几个相间排列的凹陷和凸起组成。中生代沉降中心表现出由北向南迁移，新生代以来则表现出自南向北迁移。北京拗陷的中段和南段表现出间歇性均匀抬升性质，北段垂直差异运动明显（汪良谋等，1990）。
北京平原区北西-南东向剖面示意图 （渠洪杰等，2016）
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）
北京小西山地质图 （吕金波，2023）
温榆河流域地质简图 （蔡向民等，2014） 在地面沉降发育较为严重的朝阳区和通州区范围内，地面沉降漏斗与第二承压含水层和第三承压含水层分布较为吻合，其运动方向总体指向地面沉降和地下水位降落漏斗中心，且水平位移量由地下水位降落漏斗中心或沉降中心向外逐渐增大。地下水位降落漏斗的边缘为地层变形和应力集中的临界区域，在指向地下水位漏斗中心的方向上，存在着明显的拉张应变区。同时，在朝阳、通州地面沉降漏斗区西部的北京城区、南部的丰台、大兴等地，其GPS 获得的水平向位移总体表现出由地下水位较高的地区指向地下水位较低的地区的趋势。抽取地下水也是引起北京平原区地表水平形变的主要诱因（雷坤超等，2021）。
北京平原区1955-2016地面沉降量（单位：cm）分布图 （何付兵，2019） 北京市地下空间建设主要位于平原区冲洪积扇及冲洪积平原相互交织区域，该区域地质条件复杂，软弱土体（人工填土、软土）大面积分布且浅表层地下水流场多变、各类地质灾害发育（活动断裂、地面沉降以及砂土液化等），地表重要建筑以及文物古迹密集，浅层地层分布大量的市政管线，地下空间建设难度较大，易发生各类事故（周圆心等，2019）。五、北京的地质演化历史 北京为华北板块的组成部分，可以概况为以下地质演化历史阶段：1）克拉通变质基底形成及构造稳定阶段（大于19亿年前，吕梁运动为结束标志）；2）中元古代裂谷-坳拉谷发育阶段（长城系）；3）中元古界沉积盖层发育阶段（蓟县系、青白口系）；4）古生界-中生界沉积盖层发育阶段；5）中生代燕山运动为标志的克拉通破坏作用，形成西山裂谷和火山活动以及白垩纪大规模的花岗岩侵位，地层发生构造变形；6）新生代以来渤海湾伸展盆地形成演化阶段。
北京市区域地质发展简表 （陈正邦等，1985） 六、北京市的自然保护地 北京市有国家级自然保护区2处、国家级风景名胜区3处、国家森林公园15处、国家城市湿地公园3处，国家地质公园5处，房山和延庆硅化木等2处世界地质公园。
北京市自然保护区分布示意图 （底图引自自然资源部北京市地图） 本文据（李江海，2023，中国地质之旅（讲义））修改补充，限于篇幅，参考文献略。
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