呂金波

(北京市地質(zhì)調(diào)查研究院,北京 102206)

截止2012年5月,聯(lián)合國教科文組織支持的世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)(GGN)共有88個成員,分布在全球27個國家,遍布?xì)W洲、亞洲、美洲、大洋洲及中東地區(qū).其中,房山地質(zhì)公園是唯一位于首都的世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)成員.

房山地質(zhì)公園位于北京西南,包括北京市房山區(qū)和河北省淶水縣、淶源縣的部分地區(qū),其地理坐標(biāo):東經(jīng)114° 36ˊ48"～116°08ˊ16",北緯39°09ˊ57"～39°43ˊ08".公園東西長130.80km,南北寬75.09km,總面積953.95km2.公園劃分為8個區(qū):周口店、石花洞、圣蓮山、十渡、百花山-百草畔、上方山-云居寺、野三坡和白石山園區(qū)(圖1).

房山地質(zhì)公園具有"三水合圍,日月同輝,洞穴眾多,一片白云"之景觀."三水合圍"指東面的永定河,北面的大石河和南面的拒馬河圍成的區(qū)域."日月同輝"指房山巖體在地質(zhì)圖上像太陽,石花洞、銀狐洞和猿人洞所在的北嶺向斜在地質(zhì)圖上像月亮."洞穴眾多"指房山的巖溶洞穴數(shù)量多."一片白云"指上方山-云居寺園區(qū)所在的山地為石門花崗巖體烘烤所成的大理巖化白云巖.

房山是唯一位于國家首都的世界地質(zhì)公園,是中國地質(zhì)工作搖籃.裴文中1929年12月2日在周口店園區(qū)發(fā)現(xiàn)了我國第一顆完整的北京猿人頭蓋骨.石花洞園區(qū)有雞毛洞、銀狐洞、清風(fēng)洞和孔水洞組成的大石河南岸石花洞系,洞層上下8層,洞系出口為孔水洞[1];石花洞系中,裂隙滲透水沉積的石盾最多,滴水沉積的石筍微層理明顯,流水沉積的石旗條帶清晰,池水沉積的月奶石發(fā)育良好;有被鈣華掩蓋的唐代題字,有毛細(xì)滲透水沉積的石毛(銀狐)[2].圣蓮山園區(qū)有8次抬升形成的穿洞(通風(fēng)洞)、孤峰(蓮子峰)、腳洞(圣米石塘)、房山地貌(筆架山)、巖溶夷平面(晾馬臺)、北西向巖溶墻(翠屏峰)、北東向巖溶墻(神牛嶺)、溶洞(隱仙洞)巖溶地貌[3].十渡園區(qū)有拒馬河房山地貌(新近紀(jì)石林與第四紀(jì)巖溶陡壁的組合地貌形態(tài)).百花山-百草畔園區(qū)有唐縣期夷平面(亞高山草甸).上方山-云居寺園區(qū)的云水洞是華北開發(fā)最早的巖溶洞穴.河北省野三坡園區(qū)表現(xiàn)為拒馬河中游的巖溶峽谷,白石山園區(qū)表現(xiàn)為拒馬河源頭的大理巖峰叢地貌.

1 世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)的概念

根據(jù)2010年7月11日參與房山世界地質(zhì)公園評估的聯(lián)合國教科文組織專家Guy Martini講述:"全球的世界地質(zhì)公園活動是1996年從房山周口店開始的[4],沒有一家地質(zhì)公園像房山一樣處于首都的地理位置.說明,房山是世界地質(zhì)公園活動的發(fā)源地."

世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)是聯(lián)合國教科文組織支持的一項(xiàng)工作,由聯(lián)合國教科文組織專家實(shí)地考察,經(jīng)專家評審?fù)ㄟ^,并經(jīng)聯(lián)合國教科文組織批準(zhǔn)的地質(zhì)公園,可以成為世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)成員.其宗旨有三:一是地質(zhì)遺跡和地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的保育;二是科學(xué)普及和大眾科學(xué)素質(zhì)的提高;三是通過發(fā)展地學(xué)旅游和有關(guān)產(chǎn)品,支撐地方經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和增加當(dāng)?shù)鼐用窬蜆I(yè).

在2002年2月召開的聯(lián)合國教科文組織國際地質(zhì)對比計(jì)劃執(zhí)行局年會上,聯(lián)合國教科文組織地學(xué)部提出了建立地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò),同年5月公布了世界地質(zhì)公園工作指南.根據(jù)聯(lián)合國教科文組織地學(xué)部的計(jì)劃,全球?qū)⒔?00個世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)成員.

2 房山地質(zhì)公園的主要內(nèi)容

房山世界地質(zhì)公園位于北京西南,地跨北京市房山區(qū)、河北省淶水縣和淶源縣.

房山世界地質(zhì)公園包括8個園區(qū):周口店猿人遺址科普區(qū)(25.52km2)、石花洞溶洞群觀光區(qū)(36.50km2)、十渡巖溶峽谷綜合旅游區(qū)(313.68km2)、上方山-云居寺宗教文化游覽區(qū)(31.37km2)、圣蓮山巖溶地貌觀光體驗(yàn)區(qū)(28.10km2)、百花山-白草畔亞高山草甸生態(tài)旅游區(qū)(54.83km2)以及淶水縣野三坡峽谷旅游區(qū)和白石山拒馬河源頭大理巖峰叢旅游區(qū).

房山世界地質(zhì)公園具有如下6項(xiàng)科普內(nèi)容:

1 )遠(yuǎn)古人類的理想家園--周口店猿人遺址是中華民族早期人類發(fā)祥地之一.

2 )橫空出世的造山運(yùn)動--燕山運(yùn)動的命名地之一.

3 )神奇秀美的巖溶地貌--部分地學(xué)專家提議,可研討命名"房山地貌".

4 )晶瑩璀璨的地下宮殿--房山溶洞群由上百座溶洞組成,溶洞發(fā)育密集.

5 )博大精深的歷史積淀--云居寺刊刻石經(jīng)14278塊,取名佛教名山上方山.

6 )群英薈萃的地學(xué)搖籃--這里是我國最早開始地質(zhì)工作(1867年P(guān)umpelly Raphael發(fā)表第一篇有關(guān)中國地質(zhì)的論文[5])之地.

3 房山地質(zhì)公園創(chuàng)建情況

自2002年以來,國土資源部有關(guān)專家曾多次建議在房山區(qū)創(chuàng)建世界地質(zhì)公園.在專家、房山區(qū)有關(guān)部門深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,2004年10月聘請聯(lián)合國教科文組織世界地質(zhì)公園評委對房山申報世界地質(zhì)公園進(jìn)行可行性論證,編制報告.2005年3月中國地質(zhì)學(xué)會112位專家對房山地質(zhì)公園的建設(shè)進(jìn)行了專題研討,聯(lián)名向北京市政府提出與河北省聯(lián)合創(chuàng)建"中國房山世界地質(zhì)公園"的建議.北京市政府就建議做出了專門批示,明確提出要建設(shè)房山世界地質(zhì)公園.2005年6月19日,房山區(qū)承辦了中國旅游地學(xué)與地質(zhì)公園第20屆年會,地學(xué)專家對創(chuàng)建房山世界地質(zhì)公園工作進(jìn)行了研討和論證.河北省政府、淶水縣和淶源縣政府專門致函北京市政府與房山區(qū)政府要求聯(lián)合申報.經(jīng)北京市人民政府、河北省人民政府批準(zhǔn),2005年10月16日正式向聯(lián)合國提出申報房山世界地質(zhì)公園.

2006年5月9日-11日,聯(lián)合國教科文組織專家進(jìn)行了實(shí)地考察,考察團(tuán)專家認(rèn)為房山地質(zhì)公園擁有豐富獨(dú)特的地質(zhì)遺跡,集古人類、古生物、北方巖溶地貌、地下巖溶洞穴、燕山型陸內(nèi)造山遺跡和豐厚的人文積淀于一體,是一處具有重大科學(xué)意義的地質(zhì)遺跡集中分布區(qū).創(chuàng)建房山世界地質(zhì)公園為北京增加了一處以自然景觀為主的科技型公園,要大力支持房山世界地質(zhì)公園的創(chuàng)建工作.2006年9月17日,在北愛爾蘭首府Belfast召開的第2屆世界地質(zhì)公園大會上,房山世界地質(zhì)公園正式獲得聯(lián)合國教科文組織批準(zhǔn).這不僅為北京增加一處以自然景觀為主的科技型世界地質(zhì)公園,也使北京成為世界上唯一擁有"世界地質(zhì)公園"的首都城市.隨后,按照規(guī)劃有序進(jìn)行,于2010年7月11日-13日通過了聯(lián)合國教科文組織專家進(jìn)行的世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)評估.

4 《水經(jīng)注》中有關(guān)房山地質(zhì)公園的內(nèi)容

北魏時期的酈道元是地質(zhì)公園附近的古代范陽人,在《水經(jīng)注》卷十二篇(圣水.巨馬水)中用中國古代的科學(xué)思想記錄了房山地質(zhì)公園的內(nèi)容.

(1)拒馬河流域的淶源與淶水

"巨馬河出代郡廣昌縣淶山.即淶水也,有二源,俱發(fā)淶山."[6]"淶山"指淶源縣拒馬河源頭(包括白石山園區(qū))所在的山脈,"淶水"指淶水縣(包括野三坡園區(qū)).

(2)拒馬河流域的房山地貌

"淶水又南,逕藏刀山下,層巖壁立,直上千宵,遠(yuǎn)望崖側(cè),有若積刀"[6].最早科學(xué)描述了十渡園區(qū)孤山寨-千河口兩岸的房山地貌,"層巖"指霧迷山組地層產(chǎn)狀水平,"壁立"指印支運(yùn)動形成的東西與南北兩組節(jié)理面、燕山運(yùn)動形成的北東與北西兩組節(jié)理面產(chǎn)狀垂直.這是對新近紀(jì)石林與第四紀(jì)巖溶陡壁的組合地貌形態(tài)--房山地貌的最早詮釋.

(3)大石河流域的房山、羊頭崗

"水出郡之西南圣水谷,東南流,逕大防嶺之東首山下.有防水注之,水出縣西北大防山南,而東南流經(jīng)羊頭阜下,俗語謂之羊頭溪,至縣東入圣水"[6]."大防嶺"和"大防山"是對"房山"的最早稱謂,"羊頭阜"和"羊頭溪"是指地名一直不變的燕山石化"羊頭崗","圣水"指"大石河".

(4)大石河流域的孔水洞

"逕大防嶺之東首山下,有石穴,東北洞開,高廣四五丈,入穴轉(zhuǎn)更崇深,穴中有水.耆舊傳言,昔有沙門釋惠彌者,好精物隱,嘗篝火尋之,傍水入穴三里,有穴分為二:一穴殊小,西北出,不知趣詣;一穴西南出,入穴五六日方還,又不測窮深"[6].是對大石河南岸石花洞系出口--孔水洞的科學(xué)描述.

5 外國專家在評估和考察房山地質(zhì)公園中的評價

世界地質(zhì)公園活動是1996年在房山周口店開始的,房山的"房"與英語發(fā)音的'Fun'接近,是"歡樂"之山.

2010年7月11日上午,聯(lián)合國教科文組織地質(zhì)公園專家Guy Martini評估意見:"全球的世界地質(zhì)公園活動均來自1996年8月10日第30屆國際地質(zhì)大會對房山周口店的考察,當(dāng)時,Shackleton Nicholas等幾位專家考察周口店后,共同商討與聯(lián)合國教科文組織一起開展世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)活動[4].2002年創(chuàng)建世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò),開始全球的地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)活動,房山是世界地質(zhì)公園活動的發(fā)源地".

2010年7月11日下午,Guy Martini考察完石花洞后,在題字簿上題字:'The Fangshan Geopark, The House Mountain, The Fun Mountain,…A Great Geopark'.其大意是:"房山地質(zhì)公園,房子之山,歡樂之山,……一個偉大的地質(zhì)公園."

2010年7月13日,Guy Martini在評估反饋交流會上評價:"房山是世界上獨(dú)一無二的世界地質(zhì)公園,不光是周口店遺址,還包括一些獨(dú)特的地質(zhì)景觀.沒有一家地質(zhì)公園像房山一樣處于首都的地理位置,房山可以成為其它世界地質(zhì)公園的典范,成為地質(zhì)公園的形象大使,所以對房山世質(zhì)公園要求要更高一點(diǎn),提出6點(diǎn)建議:①統(tǒng)一規(guī)劃8個園區(qū),讓公眾知道每個園區(qū)的界限;②同一個地質(zhì)公園,同一個管理體系;③建筑物要采用統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),有地方特色;④信息宣傳要采用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù),各種標(biāo)識要吸引眼球;⑤將人類歷史和地質(zhì)演變的歷史聯(lián)系起來,如京西煤田的開發(fā)歷史;⑥加強(qiáng)世界地質(zhì)公園網(wǎng)絡(luò)成員之間的交流與互動".

6 地質(zhì)公園以巖溶為特色

科學(xué)評價房山地質(zhì)公園的巖溶特色,必須了解中國巖溶(包括巖溶洞穴)的分布特征,進(jìn)行地質(zhì)公園巖溶科學(xué)特色定位.

(1)中國巖溶分布特征

中國巖溶分布面積約340萬km2,其中碳酸鹽巖面積約91萬km2.巖溶地貌區(qū)分布于北方濕潤半濕潤亞熱帶-溫帶區(qū)、南方濕潤熱帶亞熱帶區(qū)、西北部干旱半干旱溫帶區(qū)和西南部高原-高山區(qū).

北方濕潤半濕潤亞熱帶-溫帶巖溶地貌.分布于黑、吉、遼、冀、魯及安徽、江蘇北部.其地區(qū)年平均降雨量500～1000mm,以丘嶺谷地和巖溶山地地貌為主,地表巖溶發(fā)育,以干谷、大泉、地下河、洞穴、似峰叢巖溶為特色.

南方濕潤熱帶亞熱帶巖溶地貌.分布于滇、黔、桂為主,包括川、渝、鄂、湘、粵部分地區(qū),其總面積約50萬km2,是世界上最大的裸露碳酸鹽巖分布區(qū),是世界濕潤-半濕潤、熱帶-亞熱帶巖溶地貌發(fā)育最好的地區(qū).其地區(qū)年均降水量1000～2000mm,年均溫度在15o以上.巖溶地貌以峰林、峰叢、石林和峽谷為代表.

西北部干旱半干旱溫帶巖溶地貌.分布于山西、內(nèi)蒙,陜、甘、寧、新疆等地區(qū).因其地區(qū)氣候干旱,有較厚的黃土覆蓋,以常態(tài)地貌和干谷為特征.

西南部高原-高山巖溶地貌.分布于海拔在3000m以上,為高寒巖溶地貌,寒凍風(fēng)化作用顯著.地貌以殘峰、鈣華堆積為特色.

(2)中國巖溶洞穴分布特征

中國巖溶洞穴總數(shù)在50萬個以上.

過去認(rèn)為洞穴不發(fā)育的北方,近年發(fā)現(xiàn)許多大的洞穴;南方濕潤熱帶和亞熱帶為洞穴最發(fā)育區(qū).2008年統(tǒng)計(jì),實(shí)測長度超過5000m的洞穴約100個,長度大于10km的有25個,已開放游覽的洞穴400個.

目前,中國最長的洞穴是貴州綏陽雙河洞,長117.29km,其次為湖北利川騰龍洞,長52.8km,第三為重慶武隆二王-三王洞洞穴系統(tǒng),長42km.亞洲最深洞穴是重慶武隆的汽坑洞,垂深1020m.貴州紫云縣格必河洞的苗廳為中國最大的洞廳,面積116,000m2.

(3)房山地質(zhì)公園巖溶特色

房山地質(zhì)公園巖溶是中國北方濕潤半濕潤亞熱帶-溫帶巖溶地貌的代表,其特色明顯.石花洞系的多層溶洞反映新構(gòu)造運(yùn)動的多次隆升;洞內(nèi)裂隙滲透水沉積的石盾多,反映古氣候的石筍微層理明顯.拒馬河谷發(fā)育新近紀(jì)石林與第四紀(jì)巖溶陡壁構(gòu)成的組合地貌形態(tài).

該地區(qū)兩組不同時代的碳酸鹽巖層都發(fā)育巖溶洞穴,其中猿人洞、銀狐洞和石花洞發(fā)育在奧陶紀(jì)馬家溝組灰?guī)r中,云水洞和仙棲洞發(fā)育在中元古代霧迷山組地層中.石花洞系可分為上下8層,為全國之最,代表了北京西山新近紀(jì)以來新構(gòu)造運(yùn)動隆升的期次[1].洞穴內(nèi)非重力水沉積豐富,裂隙滲透水沉積的石盾多達(dá)200多個(其中仙女繡花臺最大),毛細(xì)滲透水沉積的石毛發(fā)育(如銀狐).流水沉積的石旗發(fā)育良好(如銀旗).石花洞滴水沉積的石筍疊置關(guān)系明顯,粗獷石筍代表中更新世沉積,桿狀石筍代表晚更新世沉積,具有微層理的石筍代表全新世沉積,可建立石筍剖面[2].雞毛洞唐代炭粒上長石筍,可以檢測現(xiàn)代測年方法的準(zhǔn)確性,為千年巖溶地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室[7].石花洞全新世石筍中首次發(fā)現(xiàn)碳酸鈣微層理[8].代表池水沉積的月奶石發(fā)育最好,為全國首次發(fā)現(xiàn)[9].拒馬河房山地貌是我國北方半干旱區(qū)巖溶類型的典型代表,其中六渡的孤山寨最美,由小孤山巖溶石柱、石中石、一線天和生物丘等景觀組成;該流域的三清洞、云水洞、仙棲洞和龍仙宮是唐縣期西山寬谷留下的遺跡.

依巖溶地質(zhì)學(xué)分類:大石河南岸的銀狐洞-石花洞-孔水洞地下河式巖溶洞穴群和拒馬河流域的房山地貌是我國兩個特殊成因巖溶類型.大石河的石花洞系發(fā)育在奧陶紀(jì)馬家溝組灰?guī)r的頂部,順層理發(fā)育,上下8層溶洞代表北京西山的新構(gòu)造的隆升期次;溶洞中非重力水沉積的石盾、石花、石毛、石枝等十分美麗.拒馬河流域主要為新近紀(jì)石林與第四紀(jì)巖溶陡壁組合成的房山地貌,另發(fā)育房山特有的巖溶石柱和巖溶墻;霧迷山組白云巖洞穴代表了上新世華北最早形成的洞穴.

從生物學(xué)分析,本區(qū)動物界獨(dú)有硬肢馬陸[10]和大足鼠耳蝙蝠,植物界有5種以百花山命名的植物,應(yīng)該提出保護(hù)方案[11].

7 拒馬河流域的房山地貌

根據(jù)《中國地層表(全國地層委員會2011年征求意見稿)》,房山地貌的造景巖石為距今約15億年前海洋沉積形成的中元古代霧迷山組硅質(zhì)條帶白云巖.恐龍滅絕后的古近紀(jì)(65.00-23.04Ma.B.P.),長時間的準(zhǔn)平原化,形成了拒馬河的深切河曲.人類出現(xiàn)前的新近紀(jì)(23.04-2.588Ma.B.P.)形成石林,人類出現(xiàn)以來的第四紀(jì)形成巖溶陡壁,石林與巖溶陡壁的組合形態(tài)構(gòu)成了房山地貌[1].

通過溶蝕試驗(yàn),探討房山地貌的成因.霧迷山組巖石以白云巖為主,比溶蝕度、比溶解度均在0.6以下,機(jī)械破壞性較大.因其巖石相對于石灰?guī)r受化學(xué)溶解弱,不易整體破壞,能保持高峻地貌形態(tài);另外,巖石有利于流水侵蝕切割和機(jī)械崩解而發(fā)生局部塊體運(yùn)動[12].

8 房山地質(zhì)公園在促進(jìn)首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用

在房山周口店園區(qū)早在77萬年前就有人類活動;董家林村為北京最早的燕國都城,最早的文化遺跡和城市遺址都在房山世界地質(zhì)公園內(nèi),房山對北京歷史發(fā)展起著源頭的作用.

房山世界地質(zhì)公園建成8個園區(qū),其中2個園區(qū)位于河北省境內(nèi),實(shí)現(xiàn)了北京市與河北省的合作共建.

北京市是世界性大城市之一,房山是世界上唯一位于首都的地質(zhì)公園,保護(hù)地質(zhì)公園將為首都經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步做出應(yīng)有的貢獻(xiàn).

[1]呂金波等.北京西山巖溶洞系的形成及其與新構(gòu)造運(yùn)動的關(guān)系[J],地質(zhì)通報2010,(4):502～509.

[2]呂金波等.北京石花洞第四紀(jì)鐘乳石剖面的年代學(xué)研究[J],中國地質(zhì)2007,34(6):993～1002.

[3]呂金波等.北京西山圣蓮山地質(zhì)公園的巖溶地貌演化[J].城市地質(zhì).2011,6(3):22～39.

[4]陳安澤等.第三十屆國際地質(zhì)大會地質(zhì)旅行委員會旅游路線總結(jié)及文獻(xiàn)選編[R].1997,:85～87.

[5]Pumplly Raphael.Geological Survey of China, Mongolia and Japan.1867.

[6]酈道元.水經(jīng)注(卷十二)[M].杭州:浙江古籍出版社.2001:197～202.

[7]呂金波等.京西雞毛洞的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].中國區(qū)域地質(zhì).1999,18(2):181～184.

[8]劉東生等.洞穴碳酸鈣微層理在中國的首次發(fā)現(xiàn)及其對全球變化研究的意義[J].第四紀(jì)研究,1997(1):41～51.

[9]盧耀如,中國巖溶[M].北京:地質(zhì)出版社,1986, 94～95.

[10]張崇洲.北京房山石佛洞硬肢馬陸屬--新種[A].見:中國地理學(xué)會地貌專業(yè)委員會編,喀斯特地貌與洞穴[M].北京:科學(xué)技術(shù)出版社.1985,154～156.

[11]賀士元等.北京植物志[M].北京:北京出版社,1984.

[12]蔣忠誠等.北京西山巖溶[M].廣西:廣西師范大學(xué)出版社,1996.