位于首都的世界地质公园网络成员--房山地质公园<br/>

位于首都的世界地质公园网络成员--房山地质公园

2012-12-08吕金波

城市地质 2012年3期

吕金波

(北京市地质调查研究院,北京 102206)

截止2012年5月,联合国教科文组织支持的世界地质公园网络(GGN)共有88个成员,分布在全球27个国家,遍布欧洲、亚洲、美洲、大洋洲及中东地区.其中,房山地质公园是唯一位于首都的世界地质公园网络成员.

房山地质公园位于北京西南,包括北京市房山区和河北省涞水县、涞源县的部分地区,其地理坐标:东经114° 36ˊ48"～116°08ˊ16",北纬39°09ˊ57"～39°43ˊ08".公园东西长130.80km,南北宽75.09km,总面积953.95km2.公园划分为8个区:周口店、石花洞、圣莲山、十渡、百花山-百草畔、上方山-云居寺、野三坡和白石山园区(图1).

房山地质公园具有"三水合围,日月同辉,洞穴众多,一片白云"之景观."三水合围"指东面的永定河,北面的大石河和南面的拒马河围成的区域."日月同辉"指房山岩体在地质图上像太阳,石花洞、银狐洞和猿人洞所在的北岭向斜在地质图上像月亮."洞穴众多"指房山的岩溶洞穴数量多."一片白云"指上方山-云居寺园区所在的山地为石门花岗岩体烘烤所成的大理岩化白云岩.

房山是唯一位于国家首都的世界地质公园,是中国地质工作摇篮.裴文中1929年12月2日在周口店园区发现了我国第一颗完整的北京猿人头盖骨.石花洞园区有鸡毛洞、银狐洞、清风洞和孔水洞组成的大石河南岸石花洞系,洞层上下8层,洞系出口为孔水洞[1];石花洞系中,裂隙渗透水沉积的石盾最多,滴水沉积的石笋微层理明显,流水沉积的石旗条带清晰,池水沉积的月奶石发育良好;有被钙华掩盖的唐代题字,有毛细渗透水沉积的石毛(银狐)[2].圣莲山园区有8次抬升形成的穿洞(通风洞)、孤峰(莲子峰)、脚洞(圣米石塘)、房山地貌(笔架山)、岩溶夷平面(晾马台)、北西向岩溶墙(翠屏峰)、北东向岩溶墙(神牛岭)、溶洞(隐仙洞)岩溶地貌[3].十渡园区有拒马河房山地貌(新近纪石林与第四纪岩溶陡壁的组合地貌形态).百花山-百草畔园区有唐县期夷平面(亚高山草甸).上方山-云居寺园区的云水洞是华北开发最早的岩溶洞穴.河北省野三坡园区表现为拒马河中游的岩溶峡谷,白石山园区表现为拒马河源头的大理岩峰丛地貌.

1 世界地质公园网络的概念

根据2010年7月11日参与房山世界地质公园评估的联合国教科文组织专家Guy Martini讲述:"全球的世界地质公园活动是1996年从房山周口店开始的[4],没有一家地质公园像房山一样处于首都的地理位置.说明,房山是世界地质公园活动的发源地."

世界地质公园网络是联合国教科文组织支持的一项工作,由联合国教科文组织专家实地考察,经专家评审通过,并经联合国教科文组织批准的地质公园,可以成为世界地质公园网络成员.其宗旨有三:一是地质遗迹和地质生态环境的保育;二是科学普及和大众科学素质的提高;三是通过发展地学旅游和有关产品,支撑地方经济可持续发展和增加当地居民就业.

在2002年2月召开的联合国教科文组织国际地质对比计划执行局年会上,联合国教科文组织地学部提出了建立地质公园网络,同年5月公布了世界地质公园工作指南.根据联合国教科文组织地学部的计划,全球将建立500个世界地质公园网络成员.

2 房山地质公园的主要内容

房山世界地质公园位于北京西南,地跨北京市房山区、河北省涞水县和涞源县.

房山世界地质公园包括8个园区:周口店猿人遗址科普区(25.52km2)、石花洞溶洞群观光区(36.50km2)、十渡岩溶峡谷综合旅游区(313.68km2)、上方山-云居寺宗教文化游览区(31.37km2)、圣莲山岩溶地貌观光体验区(28.10km2)、百花山-白草畔亚高山草甸生态旅游区(54.83km2)以及涞水县野三坡峡谷旅游区和白石山拒马河源头大理岩峰丛旅游区.

房山世界地质公园具有如下6项科普内容:

1 )远古人类的理想家园--周口店猿人遗址是中华民族早期人类发祥地之一.

2 )横空出世的造山运动--燕山运动的命名地之一.

3 )神奇秀美的岩溶地貌--部分地学专家提议,可研讨命名"房山地貌".

4 )晶莹璀璨的地下宫殿--房山溶洞群由上百座溶洞组成,溶洞发育密集.

5 )博大精深的历史积淀--云居寺刊刻石经14278块,取名佛教名山上方山.

6 )群英荟萃的地学摇篮--这里是我国最早开始地质工作(1867年Pumpelly Raphael发表第一篇有关中国地质的论文[5])之地.

3 房山地质公园创建情况

自2002年以来,国土资源部有关专家曾多次建议在房山区创建世界地质公园.在专家、房山区有关部门深入调查研究的基础上,2004年10月聘请联合国教科文组织世界地质公园评委对房山申报世界地质公园进行可行性论证,编制报告.2005年3月中国地质学会112位专家对房山地质公园的建设进行了专题研讨,联名向北京市政府提出与河北省联合创建"中国房山世界地质公园"的建议.北京市政府就建议做出了专门批示,明确提出要建设房山世界地质公园.2005年6月19日,房山区承办了中国旅游地学与地质公园第20届年会,地学专家对创建房山世界地质公园工作进行了研讨和论证.河北省政府、涞水县和涞源县政府专门致函北京市政府与房山区政府要求联合申报.经北京市人民政府、河北省人民政府批准,2005年10月16日正式向联合国提出申报房山世界地质公园.

2006年5月9日-11日,联合国教科文组织专家进行了实地考察,考察团专家认为房山地质公园拥有丰富独特的地质遗迹,集古人类、古生物、北方岩溶地貌、地下岩溶洞穴、燕山型陆内造山遗迹和丰厚的人文积淀于一体,是一处具有重大科学意义的地质遗迹集中分布区.创建房山世界地质公园为北京增加了一处以自然景观为主的科技型公园,要大力支持房山世界地质公园的创建工作.2006年9月17日,在北爱尔兰首府Belfast召开的第2届世界地质公园大会上,房山世界地质公园正式获得联合国教科文组织批准.这不仅为北京增加一处以自然景观为主的科技型世界地质公园,也使北京成为世界上唯一拥有"世界地质公园"的首都城市.随后,按照规划有序进行,于2010年7月11日-13日通过了联合国教科文组织专家进行的世界地质公园网络评估.

4 《水经注》中有关房山地质公园的内容

北魏时期的郦道元是地质公园附近的古代范阳人,在《水经注》卷十二篇(圣水.巨马水)中用中国古代的科学思想记录了房山地质公园的内容.

(1)拒马河流域的涞源与涞水

"巨马河出代郡广昌县涞山.即涞水也,有二源,俱发涞山."[6]"涞山"指涞源县拒马河源头(包括白石山园区)所在的山脉,"涞水"指涞水县(包括野三坡园区).

(2)拒马河流域的房山地貌

"涞水又南,迳藏刀山下,层岩壁立,直上千宵,远望崖侧,有若积刀"[6].最早科学描述了十渡园区孤山寨-千河口两岸的房山地貌,"层岩"指雾迷山组地层产状水平,"壁立"指印支运动形成的东西与南北两组节理面、燕山运动形成的北东与北西两组节理面产状垂直.这是对新近纪石林与第四纪岩溶陡壁的组合地貌形态--房山地貌的最早诠释.

(3)大石河流域的房山、羊头岗

"水出郡之西南圣水谷,东南流,迳大防岭之东首山下.有防水注之,水出县西北大防山南,而东南流经羊头阜下,俗语谓之羊头溪,至县东入圣水"[6]."大防岭"和"大防山"是对"房山"的最早称谓,"羊头阜"和"羊头溪"是指地名一直不变的燕山石化"羊头岗","圣水"指"大石河".

(4)大石河流域的孔水洞

"迳大防岭之东首山下,有石穴,东北洞开,高广四五丈,入穴转更崇深,穴中有水.耆旧传言,昔有沙门释惠弥者,好精物隐,尝篝火寻之,傍水入穴三里,有穴分为二:一穴殊小,西北出,不知趣诣;一穴西南出,入穴五六日方还,又不测穷深"[6].是对大石河南岸石花洞系出口--孔水洞的科学描述.

5 外国专家在评估和考察房山地质公园中的评价

世界地质公园活动是1996年在房山周口店开始的,房山的"房"与英语发音的'Fun'接近,是"欢乐"之山.

2010年7月11日上午,联合国教科文组织地质公园专家Guy Martini评估意见:"全球的世界地质公园活动均来自1996年8月10日第30届国际地质大会对房山周口店的考察,当时,Shackleton Nicholas等几位专家考察周口店后,共同商讨与联合国教科文组织一起开展世界地质公园网络活动[4].2002年创建世界地质公园网络,开始全球的地质公园网络活动,房山是世界地质公园活动的发源地".

2010年7月11日下午,Guy Martini考察完石花洞后,在题字簿上题字:'The Fangshan Geopark, The House Mountain, The Fun Mountain,…A Great Geopark'.其大意是:"房山地质公园,房子之山,欢乐之山,……一个伟大的地质公园."

2010年7月13日,Guy Martini在评估反馈交流会上评价:"房山是世界上独一无二的世界地质公园,不光是周口店遗址,还包括一些独特的地质景观.没有一家地质公园像房山一样处于首都的地理位置,房山可以成为其它世界地质公园的典范,成为地质公园的形象大使,所以对房山世质公园要求要更高一点,提出6点建议:①统一规划8个园区,让公众知道每个园区的界限;②同一个地质公园,同一个管理体系;③建筑物要采用统一的建设标准,有地方特色;④信息宣传要采用现代先进技术,各种标识要吸引眼球;⑤将人类历史和地质演变的历史联系起来,如京西煤田的开发历史;⑥加强世界地质公园网络成员之间的交流与互动".

6 地质公园以岩溶为特色

科学评价房山地质公园的岩溶特色,必须了解中国岩溶(包括岩溶洞穴)的分布特征,进行地质公园岩溶科学特色定位.

(1)中国岩溶分布特征

中国岩溶分布面积约340万km2,其中碳酸盐岩面积约91万km2.岩溶地貌区分布于北方湿润半湿润亚热带-温带区、南方湿润热带亚热带区、西北部干旱半干旱温带区和西南部高原-高山区.

北方湿润半湿润亚热带-温带岩溶地貌.分布于黑、吉、辽、冀、鲁及安徽、江苏北部.其地区年平均降雨量500～1000mm,以丘岭谷地和岩溶山地地貌为主,地表岩溶发育,以干谷、大泉、地下河、洞穴、似峰丛岩溶为特色.

南方湿润热带亚热带岩溶地貌.分布于滇、黔、桂为主,包括川、渝、鄂、湘、粤部分地区,其总面积约50万km2,是世界上最大的裸露碳酸盐岩分布区,是世界湿润-半湿润、热带-亚热带岩溶地貌发育最好的地区.其地区年均降水量1000～2000mm,年均温度在15º以上.岩溶地貌以峰林、峰丛、石林和峡谷为代表.

西北部干旱半干旱温带岩溶地貌.分布于山西、内蒙,陕、甘、宁、新疆等地区.因其地区气候干旱,有较厚的黄土覆盖,以常态地貌和干谷为特征.

西南部高原-高山岩溶地貌.分布于海拔在3000m以上,为高寒岩溶地貌,寒冻风化作用显著.地貌以残峰、钙华堆积为特色.

(2)中国岩溶洞穴分布特征

中国岩溶洞穴总数在50万个以上.

过去认为洞穴不发育的北方,近年发现许多大的洞穴;南方湿润热带和亚热带为洞穴最发育区.2008年统计,实测长度超过5000m的洞穴约100个,长度大于10km的有25个,已开放游览的洞穴400个.

目前,中国最长的洞穴是贵州绥阳双河洞,长117.29km,其次为湖北利川腾龙洞,长52.8km,第三为重庆武隆二王-三王洞洞穴系统,长42km.亚洲最深洞穴是重庆武隆的汽坑洞,垂深1020m.贵州紫云县格必河洞的苗厅为中国最大的洞厅,面积116,000m2.

(3)房山地质公园岩溶特色

房山地质公园岩溶是中国北方湿润半湿润亚热带-温带岩溶地貌的代表,其特色明显.石花洞系的多层溶洞反映新构造运动的多次隆升;洞内裂隙渗透水沉积的石盾多,反映古气候的石笋微层理明显.拒马河谷发育新近纪石林与第四纪岩溶陡壁构成的组合地貌形态.

该地区两组不同时代的碳酸盐岩层都发育岩溶洞穴,其中猿人洞、银狐洞和石花洞发育在奥陶纪马家沟组灰岩中,云水洞和仙栖洞发育在中元古代雾迷山组地层中.石花洞系可分为上下8层,为全国之最,代表了北京西山新近纪以来新构造运动隆升的期次[1].洞穴内非重力水沉积丰富,裂隙渗透水沉积的石盾多达200多个(其中仙女绣花台最大),毛细渗透水沉积的石毛发育(如银狐).流水沉积的石旗发育良好(如银旗).石花洞滴水沉积的石笋叠置关系明显,粗犷石笋代表中更新世沉积,杆状石笋代表晚更新世沉积,具有微层理的石笋代表全新世沉积,可建立石笋剖面[2].鸡毛洞唐代炭粒上长石笋,可以检测现代测年方法的准确性,为千年岩溶地质实验室[7].石花洞全新世石笋中首次发现碳酸钙微层理[8].代表池水沉积的月奶石发育最好,为全国首次发现[9].拒马河房山地貌是我国北方半干旱区岩溶类型的典型代表,其中六渡的孤山寨最美,由小孤山岩溶石柱、石中石、一线天和生物丘等景观组成;该流域的三清洞、云水洞、仙栖洞和龙仙宫是唐县期西山宽谷留下的遗迹.

依岩溶地质学分类:大石河南岸的银狐洞-石花洞-孔水洞地下河式岩溶洞穴群和拒马河流域的房山地貌是我国两个特殊成因岩溶类型.大石河的石花洞系发育在奥陶纪马家沟组灰岩的顶部,顺层理发育,上下8层溶洞代表北京西山的新构造的隆升期次;溶洞中非重力水沉积的石盾、石花、石毛、石枝等十分美丽.拒马河流域主要为新近纪石林与第四纪岩溶陡壁组合成的房山地貌,另发育房山特有的岩溶石柱和岩溶墙;雾迷山组白云岩洞穴代表了上新世华北最早形成的洞穴.

从生物学分析,本区动物界独有硬肢马陆[10]和大足鼠耳蝙蝠,植物界有5种以百花山命名的植物,应该提出保护方案[11].

7 拒马河流域的房山地貌

根据《中国地层表(全国地层委员会2011年征求意见稿)》,房山地貌的造景岩石为距今约15亿年前海洋沉积形成的中元古代雾迷山组硅质条带白云岩.恐龙灭绝后的古近纪(65.00-23.04Ma.B.P.),长时间的准平原化,形成了拒马河的深切河曲.人类出现前的新近纪(23.04-2.588Ma.B.P.)形成石林,人类出现以来的第四纪形成岩溶陡壁,石林与岩溶陡壁的组合形态构成了房山地貌[1].

通过溶蚀试验,探讨房山地貌的成因.雾迷山组岩石以白云岩为主,比溶蚀度、比溶解度均在0.6以下,机械破坏性较大.因其岩石相对于石灰岩受化学溶解弱,不易整体破坏,能保持高峻地貌形态;另外,岩石有利于流水侵蚀切割和机械崩解而发生局部块体运动[12].