门头沟的典型地层剖面

文图/刘德泉

北京西山是中国地质学的摇篮,门头沟占据着北京西山的主体。从19世纪中期开始,中外地质学家对北京西山进行地质考察,拉开了北京西山地质研究的帷幕。上个世纪初期,我国培养的第一批地质专业学生在北京西山进行毕业实习,1920年其成果由叶良辅编成《北京西山地质志》。该书是我国第一部区域地质志,也是我国第一部具有科学意义的地质著作,享有很高的声誉。我国的地质界老前辈绝大部分在北京西山进行过地质考察研究,以门头沟的地名创名了许多地质名词,很多沿用至今。有一批地质剖面在门头沟创名,成为我国的标准地层剖面。还有一批全国标准地层剖面,在门头沟建立了选层型、副层型和次层型,总共有20余个,在北京市各区县中是最多的,在全国区县级单位中也属凤毛麟角。这些地质剖面是十分珍贵的地质遗迹,是地质科学的重要成果,是我区的宝贵财富。对于地质科学研究、地质科普、地质旅游开发,特别是生态建设,具有重要意义,应该加以保护和利用。

现将门头沟区境内的,北京市地质矿产局2008年统一规范后的,代表各个地质历史阶段的岩石地层剖面开列于后:

一、正层型剖面:正层型是指地层创名人在建立地层单位时指定的原始层型。也就是我们平时所说的标准地层剖面。在地质研究和地质教学方面有重要价值。

1、青白口系:北京的元古宙(25亿年前—5.7亿年)的岩石地层之一。元古宙地层分为四个系12组。四个系是长城系、蓟县系、青白口系、震旦系。青白口系是其中一个系。

青白口系是元古宙中后期的岩石地层。是10—8亿年前的海相沉积地层,主要分布于门头沟区北部。该系包括三个组,自下而上为下马岭组、龙山组、景儿峪组。前两组以碎屑岩为主,后者为杂色泥灰岩、硅质泥晶灰岩。创名地点在门头沟雁翅镇青白口。

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青白口系地层局部

2、下马岭组:青白口系前期的岩石地层。原称“下马岭层”,是叶良辅1920年在北京西山创立的地质名词。创名地点位于门头沟雁翅下马岭村北长石岭西坡。

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下马岭组地层中的铁矿石

下马岭组是由灰色、灰绿色、灰黑色页岩和粉砂岩组成的一套岩石地层,底部见有赤色或者褐色铁矿扁豆体、铁质粉砂岩,以及底砾岩,中部夹有铁饼状泥灰岩,上部为黑色硅质页岩。下伏铁岭组白云岩,上覆龙山组石英砂岩。正层型(标准剖面)位于门头沟雁翅镇青白口村西沟。地理坐标(115°47′48″,40°01′06″)。

3、南大岭组:侏罗系(2.05亿年—1.37亿年)初期岩石地层。创名地点是门头沟圈门里南大岭。1920年叶良辅在《北京西山地质志》中称其为“南大岭辉绿岩”侵入体。现在的定义是:为一套基性火山岩地层。岩性以灰绿色基性变玄武岩为主,夹少量凝灰质砂岩、页岩。与下伏杏石口组砂砾岩和上覆窑坡组含煤碎屑岩均为不整合接触。

以门头沟区官厅—阳坡原南大岭组剖面为正层型(标准剖面)。地理坐标(116°00′22″,39°55′41″)。

4、窑坡组:侏罗系前期岩石地层。王竹泉、计荣森1933年在北京西山门头沟进行煤田地质调查时,将叶良辅1920年所划分的侏罗纪“门头沟煤系”细分为“上窑坡”、“下窑坡”及龙门系。经近年北京地质矿产局研究,上下窑坡组不宜分为两个岩石地层单位,应合称窑坡组。

现在定义:为一套灰绿色、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩等碎屑岩为主的含煤地层。岩层中含有丰富的门头沟植物群化石。与下伏的南大岭组火山岩和上覆的龙门组砂砾岩均为平行不整合接触。创名地点在门头沟圈门岳家坡。因为王竹泉、计荣森1933年在岳家坡所测剖面极为粗略,故以房山区马蹄沟剖面作为次层型。地理坐标(115°45′02″,39°53′29″)。

5、龙门组:侏罗系中前期岩石地层。王竹泉、计荣森1933年在《北平西山门头沟煤田地质》一文中创建“龙门系”,创名地点在门头沟区九龙山向斜东南翼的龙门村北坡。现在定义:为一套深灰色至黑灰色复成分砾岩、砂砾岩、夹有岩屑砂岩、粉砂岩和煤线。与下伏窑坡组含煤地层和上覆九龙山组灰绿色至紫红色火山碎屑沉积岩均为平行不整合接触。

正层型(标准剖面)位于门头沟区岳家坡村北,地理坐标(116°02′55″,39°05′22″)。

6、九龙山组:侏罗系中期岩石地层。叶良辅等1920年在其所著的《北京西山地质志》中创建九龙山系,创名地点在门头沟九龙山。现在定义:为一套灰紫和灰绿色陆相火山碎屑沉积岩。岩石类型包括不同粒级的砾岩、砂岩、粉砂岩及粘土岩,以及含有大量火山碎屑物质的凝灰质砾岩、凝灰质砂岩、和凝灰质粉砂岩,与下伏龙门组灰黑色复成分砾岩岩屑砂岩为平行不整合接触,与上覆髽髻山组中性粗安质火山岩为不整合接触。

正层型(标准剖面)位于北京门头沟区岳家坡南山。地理坐标(116°02′55″,39°55′52″),由北京市地质调查所1987年重测。

7、髫髻山组:侏罗系中后期岩石地层。叶良辅等1920年在其所著的《北京西山地质志》中创建“髫髻山层”,创名地点在门头沟区雁翅镇刘公沟。现在定义:为一套中性粗安质熔岩、角砾凝灰岩等火山喷出岩为主,夹有凝灰质砂岩、凝灰质砾岩等的火山岩地层。与下伏的九龙山组火山碎屑沉积岩为不整合接触,而与上覆土城子组则为整合接触。

正层型(标准剖面)位于田庄村东南。地理坐标(115°54′05″,40°04′50″),北京市地质调查队1990年重测。

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髫髻山岩浆岩绝壁

二、副层型选层型和次层型剖面

副层型:是指正层型以外与其同一地质时期的典型地层剖面。选层型:由于岩石地层创名地地层出露不完整等原因,在其它地方选取岩石地层比较典型的剖面作为选层型。次层型又称辅助地层型。是根据一个地层单位的正副层型而在其他地区所建立的作参考用的层型。它是层型的补充,可为年代对比提供一个区域性的依据。参考剖面和辅助参考剖面都属次层型。北京市为了进行地层对比研究,在北京市测绘了一批与正层型近似的典型剖面作为副层型、选层型、次层型。在地层研究、地质教学,地质知识普及,旅游开发方面具有重要意义。选层型、副层型和次层型在门头沟有13组,11个剖面。

1、景儿峪组:中晚元古代青白口系晚期岩石地层。正层型位于天津市蓟县骆驼岭至老鸹顶。北京市选取门头沟区青白口剖面为次层型。地理坐标(115°48′35″,40°00′37″)。该地层岩石形成年代大约9—8亿年前。

2、馒头组:寒武系(约5.7—5亿年前)中前期岩石地层,在门头沟齐家庄—青白口—大村—下苇甸有广泛分布,以豹斑灰岩和白云岩为主。创名地点位于山东省长清县张夏镇馒头山。正层型位于山东省长清县张夏镇孤山。北京市选取门头沟区下苇甸剖面为次层型。地理坐标(116°01′52″,40°00′21″)。

3、张夏组:寒武系中期岩石地层,在门头沟有分布。以厚层鲕粒灰岩和藻灰岩为主夹钙质页岩。创名地点位于山东省长清县张夏镇附近。正层型位于山东省长清县崮山镇虎头崖—黄草顶。北京市选取门头沟区下苇甸剖面为次层型。地理坐标(116°02′01″,40°00′08″)。

4、炒米店组:寒武系晚期岩石地层,在门头沟有广泛分布,以灰色中厚层微晶灰岩、含生物碎屑藻球粒灰岩、鲕粒灰岩,中厚层竹叶灰岩为主。在门头沟齐家庄—柏峪—青白口—田庄以及九山和下苇甸有广泛分布。

创名地点位于山东省长清县崮山镇炒米店村东北。正层型位于山东省长清县崮山镇唐王寨南坡至范庄东坡。北京市选取门头沟区下苇甸剖面为次层型(116°02′02″,39°59′45″)。

5、冶里组:奥陶系(约5—4.4亿年前)早期岩石地层。创名地位于河北省唐山市开平镇冶里村。以灰色巨厚层豹皮状灰岩及灰色厚层泥纹灰岩为主,上部加灰色薄层泥纹灰岩、灰色竹叶状灰岩及少量黄绿色页岩的岩性组合。门头沟青白口、双石头、下苇甸等地有广泛分布。正层型位于河北省唐山市赵各庄长山。北京市选取门头沟丁家滩剖面为次层型。地理坐标(116°01′49″,39°59′37″)。

6、亮甲山组:奥陶系中早期岩石地层。创名地位于河北省抚宁县石门寨亮甲山。指冶里组之上,马家沟组之下的灰色厚层燧石结核灰岩、中厚层灰岩夹薄板状灰岩及少量竹叶状灰岩的岩性组合。

选层型位于河北省唐山市赵各庄长山。北京市选取门头沟丁家滩剖面为次层型。地理坐标(116°01′45″,39°59′24″)。

7、马家沟组 奥陶系中期岩石地层。创名地在河北省唐山市开平镇马家沟村。指亮甲山组之上,本溪组之下的灰色厚层—巨厚层灰岩夹白云岩、角砾状灰岩、角砾状白云岩的岩性组合。在门头沟齐家庄—青白口—淤白,丁家滩—寨口,千军台—色树坟,南辛房有大面积分布。

正层型位于河北省唐山市开平镇赵各庄长山。北京市选取门头沟色树坟剖面为次层型。地理坐标(116°00′22″,39°58′26″)。

8、太原组:华北石炭系(约3.5—2.95亿年前)前期含煤岩石地层。创名于山西省太原市西山。由海陆交互相的页岩夹砂岩、煤、石灰岩构成的旋回(多个周期)地层组成。门头沟杨坨、清水涧、北岭、蔡家岭、淤白村等地有分布。

正层型位于山西省太原市西山西铭七里沟。北京市的次层型为门头沟区灰峪村东山梁剖面。地理坐标(116°05′13″,40°00′29″)。

9、山西组:华北石炭系中期含煤地层。创名地位于山西省太原市晋祠柳子沟。由陆相砂岩、页岩、煤构成的旋回地层。夹层数不等的含舌形贝及双壳类化石的非正常海相层。

正层型为山西省太原市晋祠柳子沟剖面。北京市的次层型位于北京市门头沟区灰峪村东山梁剖面。地理坐标(116°05′13″,40°00′29″)。

10、石盒子组:华北二迭系(约2.95—2.50亿年前)—三叠系(约2.5—2.05亿年前)岩石地层。创名于山西省太原市东山陈家峪石盒子沟。由灰绿、灰白色砂岩,黄绿、杏黄、巧克力、灰紫、暗紫红色粉砂质泥岩、页岩等组成,夹黑色页岩、煤线或煤层的岩石组合。属近海平原河湖相沉积岩系。

以山西省太原市西山铭月门沟骆驼脖子沟—石千峰山剖面为本组的新层型。北京市的次层型为军庄火车站东侧石盒子组剖面。地理坐标(116°05′46″,39°59′51″)。

11、双泉组:华北三叠系岩石地层。创名于北京市石景山区双泉寺一带。为一套岩屑砂岩、粉砂岩、及页岩夹砂岩的岩石组合,属河湖相沉积。由于石景山双泉寺剖面该组顶部岩层出露不全,以北京市门头沟区潭柘寺东山梁剖面为选层型。地理坐标(116°01′48″,39°54′19″)。双泉组的显著特征是其具有紫红和灰绿色的醒目色调。下部以紫红色为主,上部多灰绿色、灰白色。在永定地区、大台地区、潭柘寺地区有较多分布。

12、杏石口组:华北中生代三叠系晚期岩石地层。创名于北京市石景山区八大处杏石口村一带。为一套灰色、黑灰色砾岩、砂岩、粉砂岩及粘土岩组成的山间河流相沉积地层,局部夹煤线,含有丰富的植物化石。

正层型出露欠佳,以门头沟区潭柘寺东山梁剖面为选层型。地理坐标(116°01′48″,39°54′19″)。

13、张家口组:华北中生代白垩系(1.37—0.65亿年前)早期岩石地层。创名于张家口附近。指广泛分布于冀北以及邻近地区。以流纹质熔结凝灰岩、流纹岩和石英粗面岩为主夹安山岩、粗安岩和少量紫红色砂砾岩地层。门头沟区沿河城、上大水和齐家庄、张家庄以西有分布。

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沿河城一带东岭流纹岩

正层型位于河北省张家口附近红泥湾—元宝山。北京地区选用门头沟区沿河城村剖面作为次层型。地理坐标(115°44′00″,40°04′00″)。

马兰黄土也属于正层型地层剖面(标准地层剖面),但不属于岩石地层。新生代(0.65亿年来)地层较为年轻,成岩性不佳。

除了以上代表不同地史阶段的典型岩石地层剖面以外,我区还有一批典型、漂亮的地层剖面可以列入地质科普和参观游览范围。

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官厅峡谷中的硅质条带白云岩
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双石头村岩浆侵入岩
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元古代岩溶地层中的花岗岩侵入体

建议

一、在各典型的地质剖面附近人群比较集中的地方,如景区、公园、村庄或者车站、路边、河边建立科普说明碑,介绍该岩石地层的地质时代、创名人、科学意义,进行地质科学普及。同时,为附近景点增添科学内涵和欣赏内容。对提高这些公共场所的利用价值,提高国民科学素质有实际意义。

二、在剖面坐标点建立岩石地层剖面保护碑,作为学生和地质科学爱好者的考察指南。有条件的区域可以开辟为地质遗迹公园,符合门头沟区全域景区化,大力发展旅游经济的精神。有利于地质遗迹的保护和利用。

资料来源:北京地质矿产局编著《北京市岩石地层》中国地质大学出版社2008年7月。

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