周口店及其邻区地质矿产资源、地质旅游资源、土地资源和地下水资源类型齐全。据野外调查研究并结合前人成果(谭应佳等,1987;《1∶5万周口店幅区调报告》,1988),择其重要者分别简述如下。
一、矿产和能源资源
周口店地区地质矿产资源比较丰富,主要是非金属矿产,如煤、石灰岩、大理石、花岗石、红柱石、石板材料等。
1.煤
煤是周口店地区最重要的矿产资源。埋藏于北部凤凰山至上寺岭一带的工业用煤,已探明储量数亿吨。现建有房山煤矿、长沟峪煤矿等中型矿山多处,年采掘量达百万吨级。主要开采煤层为下侏罗统窑坡组。该组厚500m左右,含可采煤4~7层。煤层一般厚1.3~3m。煤质均为无烟煤。在太平山、升平山、凤凰山南麓、黄院北山等地分布的太原组和山西组中,含有2~4层透镜体状或串珠状薄煤层,为民办小煤窑开采的对象。距侵入体远者为无烟煤,距侵入体近者则变质加深而被当地人称为青灰,可做涂料。太原组含煤岩系厚40~60m,在磨盘山、大杠山一带的太原组下部碳质页岩中发现海相等纹贝化石,因而这套含煤岩系应属滨海平原型;山西组含煤岩系厚50~100m,属内陆盆地型含煤岩系。
2.石灰岩
周口店地区可供工业用的石灰岩分布较广,储量较丰富。根据用途,可采石灰岩有以下两类:
(1)水泥原料石灰岩要求石灰岩的CaO>47%、MgO<2.5%、SiO2<4%。总厚200~400m的下奥陶统上部的马家沟组中有多层厚层状石灰岩可满足上述要求。周口店附近的龙骨山、太平山南坡等处是开采水泥原料石灰岩的重要基地。此外,下寒武统府君山组中的“豹皮灰岩”也有一部分可达到这一要求。但由于府君山组总厚度仅20~30m,因而储量较小。
(2)石灰原料石灰岩由于对质量的要求比较低,因而马家沟组、府君山组和张夏组中的石灰岩基本上都可作为石灰原料开采。石灰岩的采场和烧灰窑几乎遍布上述岩层分布区。
3.花岗石
周口店地区生产的花岗石石料颇负盛名,开采对象主要是房山复式岩体的边缘相和过渡相以及稍早侵入的石英闪长岩体,后者颗粒细而匀,属上等石料。宏伟的天安门广场就曾经采用了大量的房山花岗石。1958年建工部综合勘察院进行过初步勘探,提交了初勘报告。矿体为直径约7.5km的岩株,面积近60km2,可以开采石料的面积有10~20km2。去掉表层风化壳和半风化岩石,露采新鲜基岩的深度平均以10m计,按实际可采率40%计算,可以开采出(4~8)×107 m3花岗石石料,其产量是很可观的。在大规模开采时代,筑有铁道专用线通往采石场运输石料。20世纪60年代曾有相当数量的花岗石板材销往日本。后因销量受限及矿区北部兴建石油化工总厂,开采受到影响,目前只在岩体西缘龙门口等处进行少量开采。
4.大理石
周口店地区碳酸盐岩广泛分布,蕴藏量很大。岩石普遍遭受轻度区域变质作用,具有微晶-细晶结构。靠侵入体近者又叠加接触热变质作用,故具有中—粗粒结构。多数呈白色、灰白色和灰黑色,部分呈淡青色、桃红色及杂色。虽然本区构造变形比较强烈,但并不均衡,在构造裂隙较不发育地段,仍可开采到一定规格的大理石石料。周口店西南的石窝一带大规模生产的石料,曾是明代、清代修建宫殿用的“汉白玉”的主要来源。1981年以来黄山店、官地、牛口峪等处建起小型大理石厂,主要生产大理石装饰板材。
5.红柱石
红柱石为富铝硅酸盐矿物,具强耐火性,可作为高级耐火材料,为冶炼工业服务。据首都钢铁厂试验,在普通耐火砖原料中加入适量红柱石,不仅耐火温度提高,且使用期延长1倍以上。
周口店地区的下马岭组、本溪组、太原组、山西组和红庙岭组中,均有含红柱石的岩层。下马岭组中的红柱石片岩,红柱石质纯,符合高级耐火材料要求。本溪组下部的红柱石角岩中不含碳者,亦是较好的耐火原料。其余地层中的红柱石,多含碳质而成空晶石,不符合工业要求。
据首都钢铁公司地质队对一条龙至骆驼山一带下马岭组中红柱石云母片岩的采样结果分析,红柱石晶粒含量已达到工业要求(5%~10%),红柱石中Al2O3含量为59%,SiO2含量为38%,含杂质很少,接近理论含量。一条龙至骆驼山一带长约1400m、含红柱石5%以上的片岩平均厚度约20m。若按露天开采要求,将标高100m以上的部分求储量,则含红柱石片岩的矿石储量超过1×106 m3,是较大的红柱石矿床。
6.石板材料
周口店地区可作建筑用石板的岩层主要是两个层位:一是双泉组中的凝灰质板岩;另一为景儿峪组上部的钙质板岩。前者较有韧性,质量尚好,已有长期的开采历史,普遍用作房顶板材,比一般窑烧瓦更能隔水隔热,经久耐用,主要产地在长流水一带。后者因含一定量的碳酸钙而较脆,质量不及凝灰质板岩板材,其开采历史较短,规模不大,在黄院、娄子水等地有少量开采。
7.石墨矿
房山区车厂石墨矿位于周口店镇北约6km。矿体产在房山复式岩体西部接触带外带石炭系内,属沉积变质矿床。共有13层矿。多呈透镜体状。主要矿体厚0.10~0.65m。矿石成分有黏土质石墨、致密、隐晶质至显晶质的块状石墨及矽线石片岩。含碳最高达11.50%,最低6.62%,平均9.22%;耐火度1600~1750℃。可做铸造用石墨,矽线石可综合利用。
8.水泥配料用黏土矿
在周口店附近辛庄一带石炭系中有水泥用黏土矿,所发现的4个矿体均为透镜状,以2、3、4号矿体质量较好。3号矿体长度最大,约223m,平均厚度8m;4号矿体最短,仅52m,平均厚度8m;2号矿体介于二者之间,长135m,厚8.6m。矿石为浅灰色、灰黑色及黑色、杂色、灰白色软质黏土,SiO2含量53.41%~60.09%,A12O3含量24.55%~25.43%,Fe2O3含量6.23%~7.00%,耐火度小于1580℃。为小型沉积矿床。此外,实习区尚见有高岭土、砂砾石等矿点,规模小且多为个体开采。
二、地质旅游资源
北京西山得天独厚,势得天成,是我国各类地质现象比较完全和集中的地区之一。尤其是其毗临首都、交通便利,占有自然地理和人文地理的优势,因而在国内外地质科技交流中具有“橱窗”的重要作用。周口店地区更是集北京西山地质景观之大成,故在本区开发地质旅游事业前景十分乐观。
1.“北京猿人”遗址
“北京猿人”遗址——龙骨山是我国研究古人类学和古脊椎动物学的重要基地。在龙骨山的岩洞中保存有三“代”古人类化石及其生活遗迹:距今约60多万年的“北京猿人”、距今约10万年前的“新洞人”和距今约5万年的“山顶洞人”。
龙骨山北坡的猿人洞是一个较大的灰岩岩溶洞,东西长约140m,南北宽2~40m。自我国著名的古人类学家裴文中(1929)在该洞发现第一个完整的北京猿人头盖骨化石以来,经过数十年的发掘工作,迄今已采集数百件古人类化石,据其可以复原出男、女、老、幼40多个猿人个体。如此丰富的猿人群体化石的出土在世界上是空前的。与猿人化石同时出土的还有100多种脊椎动物化石、几万件古器以及猿人用火的遗迹。
“新洞人”是在龙骨山东南部发现的,在其遗址中发掘出成年人牙齿一颗以及石器、动物化石等。
“山顶洞人”居住在龙骨山山顶的岩洞中,在这里发现了3个完整的头盖骨和残骨,代表8个不同的个体;此外还发掘出古人类使用过的石器、骨器、骨针等以及人工取火的遗迹。
由上述可见,龙骨山堪称古人类学的宝库,它对于研究人类的演化、人类社会的发展具有十分重要的科学意义。这些发现已陈列在“猿人博物馆”中,供游人参观。
2.名胜古迹和奇峰异洞(www.xing528.com)
周口店地区集中了房山境内的几处旅游胜景,其中最著名的是上方山云水洞和猫耳山下的石花洞,现在都已开辟为北京市的旅游点。
(1)上方山云水洞。上方山位于实习区西部,自东汉时期以来,经过历代营造,在群山之中建成了以兜率寺为中心的七十二庵,在历史上曾是香火鼎盛的“千年佛家圣地”,现在尚存的兜率寺等几座庙庵已开放游览,其他遗址仅存断垣残壁可供游人怀古凭吊。
上方山风光秀丽、景色宜人,素以“九洞十二峰”为世人称道,是典型的北方岩溶地貌景观。上方山一带的基岩大面积出露的是雾迷山组的白云岩系,以及洪水庄组千枚岩和铁岭组白云质大理岩,由于岩层产状平缓且节理发育,为岩溶地貌的形成创造了有利条件。本区的岩溶地貌多种多样:在地表有溶沟、石芽、溶蚀洼地、岩溶漏斗、孤峰和峰林等,著名的奇峰有摘星坨、骆驼峰、狮子峰、观音峰、象王峰、青龙峰、回龙峰、啸月峰等;地下有落水洞竖井、穹状溶洞、多层溶洞和串珠状溶洞等,著名的溶洞有云水洞、朝阳洞、华严洞、金刚洞、九还洞、文殊洞、圣泉洞和西方洞等,其中最为壮观的是云水洞。
云水洞位于上方山南坡,洞口标高530m,洞向北延伸,已探测到的长度有613m,末洞洞底标高504m。云水洞为串珠式近水平的溶洞。由洞前大悲庵后的洞口入内,首先为一长约140余米的“廊道”,在廊道的东壁下,有沿洞壁水平裂隙沉积的冲积层,厚5~20cm,其中含碎骨化石,据贾兰坡先生鉴定,认为与周口店龙骨山“北京猿人”的时代(中更新世)大致相当。通过“廊道”后,连续发育有7个大的洞室,最大者顶底高差达60m,底面积超过2000m2。洞内钟乳、石笋团团簇簇,千姿百态,在第二洞厅中央竖立的一根石笋高达38m。据中国科学院地质研究所张寿越等采取石笋样品进行230 Th/234 U年代测定,石笋形成于前(25~35)万年期间,即中更新世晚期。值得强调的是,由云水洞向上,气势雄伟的几个奇峰,实际上乃是飞来峰构造,为由倒转的雾迷山组构成的推覆体,掩盖在铁岭组之上。结合地质构造考察,欣赏大自然风光,另有一番乐趣。
(2)南车营石花洞。石花洞位于房山区河北乡南车营村,离北京市区约60km,有公路直达洞口。
石花洞为发育于北岭向斜北翼奥陶系马家沟组石灰岩中的五层溶洞,现已开发上、中、下三层供游人参观。第一层洞长300多米,有一个“廊道”、一个“厅堂”、一座“莲花池”、三个大厅和一个套洞,厅洞高达10~20m,宽4~30m;第二层在第一层下30多米的深处,总长近千米,由很多支道相连;由第二层的一个套洞大厅下行,可到达第三层,本层中支洞、套洞很多,并且彼此相连,洞底存水;更下的第四层为干涸的地下河。
由于石花洞为新近发现的溶洞,因而洞穴堆积物未经破坏,石钟乳、石笋、石柱、石幔、石帘、石花保存完整,琳琅满目、雄伟壮观,在我国北方实属罕见,与南方著名的溶洞相比,其景致毫不逊色。
(3)万佛堂孔水洞。孔水洞位于磁家务南,也是发育在马家沟组石灰岩中的巨大溶洞,洞中经常有水,形成幽深莫测的地下河。1500年前北魏时代的郦道元在其名著《水经注》中即有记载,洞内尚留有隋唐石刻。洞上有唐朝修建的万佛堂和宝塔。可惜这个风景点已遭严重破坏,如果能进行修复,可以将其与石花洞一起构成更精彩的旅游路线。
上述景点若与云居寺等人文景点以及实习区若干经典地质构造路线相结合,将更能引人入胜。
3.十渡风景区
十渡风景区位于北京市房山区西南十渡镇,是中国北方唯一一处大规模喀斯特岩溶地貌。十渡风景区是中国国家AAAA景区和中国国家地质公园。2006年9月17日,联合国教科文组织正式批准中国房山世界地质公园并授牌。公园的申报成功,为北京增加了一处以自然景观为主的科技型世界地质公园,也使北京由此成为世界上第一个拥有“世界地质公园”的首都城市。房山世界地质公园共有8个园区,其中十渡为8个园区的核心园区——十渡园区。
十渡风景区是大清河支流拒马河切割太行山脉北端而形成的一条河谷,全程约20km。由于在历史上这条河谷中一共有10个渡过拒马河的摆渡渡口,故而得名“十渡”。现在公路已经修入河谷,这10处渡口早已改建为漫水桥而没有真正的渡口了,但是十渡的名字却沿用至今。
三、土地和地下水资源
1.土地资源
房山区是北京西部重要的卫星城经济开发区,因此,调查评价本区的土地资源,对于国土整治、农业区划、土地管理和环境保护等具有重要的社会经济意义。在中国综合农业区划系统中,本区位于燕山太行山山麓平原农业二级分区。根据区内中低山丘陵的地理条件和半干旱气候特征,结合本区的主要土壤类型,将本区划分为7种土地类型:①山前倾斜平原洪冲积黄-褐潮土类平原型土地类型;②山前盆地及山间洪积扇黄土类丘陵岗地型土地类型;③山间盆地及河谷地黄-灰潮土类河谷川地型土地类型;④山区冲洪积黄棕壤类冲沟梯田型土地类型;⑤低中山坡麓残坡积黄棕壤质坡地梯田型土地类型;⑥砂砾质残坡积层砂姜土类石质丘陵岗地型土地类型;⑦低中山剥蚀斜坡薄层残积层棕壤土类坡地土地类型。
上述7种土地类型的资源利用规律是:①③两类为本区主要的大农作物耕地,且部分已改造为水浇地或稻田,多为一年两熟,资源利用率最高。②④⑤⑥四类为本区主要的杂粮作物耕地,多为旱地,一年一熟,少数为隔年间耕地,资源利用程度较好。其中第⑤类由于地形坡度大,土质层薄,土地肥力低和缺乏一定的湿度现已为废弃梯田。第⑥类为常见林地、耕地混作形式。第⑦类为本区主要林业用地资源,但目前利用程度很低,除少数开发为人工林地外,多数仍为稀疏草灌荒地。
概略地讲,可以把本区土壤分为碳酸盐岩分布区土壤、花岗岩分布区土壤、碎屑岩分布区土壤和冲积物分布区土壤。它们成分不同,肥力不同,酸碱性不同,所以其种植作物亦应不同。因此,对土地资源进行合理开发利用、加强管理并做好区域规划具有十分重要的意义。
2.地下水资源
周口店实习区内地下水资源主要赋存于山区基岩岩溶裂隙、孔隙,砂砾石地层孔隙和平原区第四系砂卵石中。现就区域水文地质条件和地下水开采情况介绍如下。
1)山区水文地质条件
山区地下水主要赋存于元古界及下古生界碳酸盐岩地层中,其富水性不仅与地层岩性有关,同时受地形地貌、地质构造所控制。地下水类型复杂多变,含水层富水性不均一,水位埋深和水位变化幅度大,地下水运动状态复杂,开发利用条件差等。现就含水层岩性及地下水赋存条件,划分以下4种地下水类型。
(1)碳酸盐岩岩溶裂隙水。赋存于本区奥陶系、寒武系灰岩及蓟县系雾迷山组等地层的白云岩含水层中。奥陶系灰岩分布在周口店、南窑、磁家务等地带,岩溶裂隙发育,地下水较丰富,是北京地区比较典型的岩溶含水层,山前多有大泉出露。如磁家务的万佛堂泉、牛口峪的马刨泉等,丰水期最大流量可达1m3/s,枯水期不足0.1m3/s,受季节影响,泉水流量不稳定。近年来由于在泉内抽水或打井抽水,泉水在枯水季节有时断流。1981年6月泉水实测流量,万佛堂泉0.1m3/s,马刨泉0.13m3/s。隐伏于山前平原区的奥陶系灰岩单井出水量一般为1000m3/d,大者可达3000m3/d,是平原区理想的基岩含水层。蓟县系雾迷山组白云岩分布于西部,面积较大,地下水赋存于裂隙岩溶中,也是山区主要含水层之一,富水性相对稳定,接受大量降水补给,向山前或河谷地带排泄,以泉的形式出露较多。本区该地层出露泉水较多,但泉流量不大。寒武系灰岩主要分布在北部,多呈条带状分布,面积不大,一般裂隙不甚发育,泉出露不多。但在河北乡有河北泉,出露于下寒武统豹皮灰岩中,泉口高程约120m,1961年7月泉水流量0.09m3/s,1981年6月泉水流量0.068m3/s。据调查,泉水流量较为稳定,干旱时未断流,雨季时亦未显著增大。
值得提出的是,碳酸盐岩含水层分布区由于补给条件、岩溶裂隙发育程度不同,富水性极不均一,山区地下水一般埋藏较深,开采困难,往往形成大面积的缺水区;但在山前及河谷地带,泉水出露或地下水水位埋深较浅,是地下水开采的理想地带。
(2)碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙岩溶水。赋存于下寒武统、青白口系景儿峪组、蓟县系铁岭组、杨庄组及长城系串岭沟组等含水层位中。主要分布在北岭向斜两翼的黄土店、河北村等,含水层岩性为板状灰岩、燧石条带灰岩、白云岩。多呈条带状分布,受水面积小。裂隙岩溶不发育,泉出露较少,流量一般小于500m3/d。但其中铁岭组白云岩与青白口系下马岭组千枚岩接触面附近出露的黑龙关泉,泉水流量较大,1973年12月泉水流量1.54m3/s,1981年12月为0.52m3/s。泉水流量受季节影响较大,泉水矿化度0.205g/L,pH值7.5,水温13.5℃。下寒武统及长城系串岭沟组主要为碎屑岩,一般含水微弱。
(3)碎屑岩裂隙孔隙水。赋存于侏罗系、二叠系、石炭系、青白口系下马岭组、蓟县系洪水庄组等碎屑岩含水层中。其中石炭系、二叠系及下侏罗统富水性较好,一般具有承压性,山区泉水出露较多,但是泉水流量不大,一般泉流量小于300m3/d,单井出水量100m3/d,可解决当地农村生活供水问题。
(4)岩浆岩裂隙水。分布在实习区东部羊耳峪、歇息岗地区,为房山复式岩体出露处。由于花岗岩风化裂隙发育,地下水主要赋存于表层风化层中,地下水以表层循环为主,大部分就地排泄。单井出水量一般小于100m3/d,仅能满足农村生活用水。据目前调查,泉水出露不多,仅在皇陵北东侧750m处有小泉出露,泉水流量0.02L/s,水温13℃,总矿化度0.19g/L。
2)平原区水文地质条件
平原区的周口店、房山区以东地段由第四系冲洪积物和山前坡洪积物组成,厚度一般为20~30m,地下水主要赋存于第四系孔隙中。
房山东南地区含水层属大石河冲洪积扇顶部的一部分,含水层为单一砂卵石组成,属潜水区。含水层埋深浅或裸露地表,易接受高水和地表入渗补给,是平原区地下水的主要补给区。含水层颗粒粗,渗透性能强,富水性好,单井出水量3900~5000m3/d。含水层仅10~20m,目前因大规模开发利用使其水位下降,部分区段含水层已处于半疏干状态。
房山以西地区发育山前坡洪积物,含水层分布不稳定,岩性多由碎石、黏砂组成,一般富水性较差。但在山前沟谷出口地带,也有砂卵石含水层分布,单井出水量可达1000m3/d。如顾册、房山区一带,单井出水量在1000~2000m3/d。
现阶段由于大规模过度开发利用,加之厂矿企业废水不同程度地污染,使得实习区水资源欠佳。为此,进一步寻找新的水源并对其加强保护应是以后水文工作的重点。
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