北京順義二十里長山形成與構造演化機制

摘 要：北京順義二十里長山位于華北平原的北緣，燕山山脈東段南緣山麓，呈北西向斷續鏈狀斜列分布的基巖殘丘。地層由寒武系和奧陶系等碳酸鹽巖石組成。區域上屬北西向構造帶。在局部地段奧陶系馬家溝組中產有大理巖以及聞名于世的晚霞大理巖。鑒于其地質、構造形成機制研究較薄弱，作者運用活動論對其形成機制等進行了深入探討和總結，對該區今后地質研究具有一定的指導意義。

關鍵詞：機制 構造演化 形成 二十里長山順義 北京

中圖分類號：P54 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-01

北京順義二十里長山位于華北大平原的北緣、燕山山脈東段南緣山麓，四周被新生代第四紀地層所覆蓋，突兀屹立在華北大平原北緣的平原中，屬低山丘陵區，海拔為100～200 m之間，最高為213.2 m。由北西龐山到南東吳雄寺，區域上綿延起伏，呈北西向斷續鏈狀斜列分布的基巖殘丘。主要由寒武系和奧陶系地層組成。其獨特的地貌和構造走向，在華北乃至全國其它地方極為罕見。奧陶系地層為水泥生產提供了重要原料，由于沉積變質作用形成了聞名于世的晚霞大理巖，并用于北京及國家重大工程建設。該山的形成、演化是地質、構造作用的結果。該區屬地震多發地帶，構造活動頻發，有豐富的含水層，前人在此做了大量的地質研究工作，取得了豐碩成果[1-4]。但有關該山形成和構造演化機制研究較薄弱，據此該文運用活動論對其形成機制等進行了深入探討和總結，對該區今后地質研究具有一定的指導意義。

1 地質特征及形成環境

二十里長山主要發育早古生代寒武系、奧陶系地層 [5-7]，巖層裸露，風化較強烈。其下伏地層為中元古代薊縣系霧迷山組碳酸鹽巖沉積，因第四紀地層覆蓋未直接見及，僅依據鉆孔資料確定。上覆地層為新生代第四紀松散沉積物堆積。寒武系地層：饅頭組巖性主要為紫紅色粉砂質泥巖，夾灰巖、白云巖；張夏組巖性主要為粉砂巖、鮞粒灰巖夾泥質條帶灰巖和竹葉狀灰巖；炒米店組巖性主要為竹葉狀灰巖、泥質條帶灰巖夾薄層粉砂巖。奧陶系地層：冶里組巖性主要為豹皮狀灰巖、泥紋（晶）灰巖夾竹葉狀礫屑灰巖和頁巖；亮甲山組巖性主要為燧石團塊白云巖、白云質灰巖、白云巖；馬家溝組巖性主要為灰巖、角礫狀灰巖、角礫狀白云巖組合。由于馬家溝組局部巖石的沉積變質作用形成了灰白色大理巖，有的形成了非常漂亮的晚霞大理巖（可能與其所含鐵、鈦、鉀元素有關），具有觀賞性和藝術性。

區域上寒武系地層與奧陶系地層呈北西向帶狀相伴產出，前者不及后者分布范圍大。二者呈整合接觸，早奧陶世地層（冶里組、亮甲山組）與晚奧陶世地層（馬家溝組）局部呈構造接觸。上述地層形成環境依據巖層基本組成和地層層序，主要為潮坪環境。屬陸內盆地相或陸表海相。

2 構造特征及其演化機制

二十里長山寒武系、奧陶系地層是早古生代加里東期地殼運動形成的產物。寒武系地層疊置在中元古代晉寧期地殼運動形成的地層之上，二者雖然都形成于海相沉積環境，但中元古代薊縣系地層形成于大陸裂谷相，波及范圍廣闊；寒武系地層形成于陸內盆地相或陸表海相，形成范圍逐漸變小。伴隨著時間的變化和海退，奧陶系地層沉積范圍進一步縮小，由中元古代晉寧期到寒武紀、奧陶紀加里東期，由于地殼運動致使陸地不斷抬升，海相沉積范圍不斷縮小，并受基底構造控制明顯，使形成的沉積建造長軸方向與基底構造長軸方向基本一致。二十里長山寒武系、奧陶系地層主要是在這種構造演化機制下形成的。從基巖露頭和相關鉆孔資料所揭露的基巖可知，寒武系地層沉積范圍較奧陶系地層沉積范圍廣泛。從而表明由寒武紀到奧陶紀，由于地殼運動導致了古地貌進一步抬升，因而使海侵范圍和海相沉積作用范圍變小。

伴隨著加里東期地殼運動的進行，進入志留紀時期，華北處于地殼隆升階段，海退范圍廣闊，直至晚古生代石炭紀晚石炭世華力西期構造運動中期才接受海陸交互相沉積，在華北等地形成了海陸交互相沉積地層。同時在其范圍的二十里長山南西山腳下，形成了石炭紀晚石炭世太原組、二疊紀晚二疊世石河子組，并形成了數層具有經濟價值的含煤巖系地層。在印支期地殼運動晚三疊世，區域構造線由近東西向向北東向和北北東向轉變，在燕山期地殼運動侏羅紀早期，伴隨太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用，導致了區域上規模較大的火山噴發和巖漿侵入活動，并在白堊紀早期達到了頂峰。同時在中國東部導致了許多北東向、北北東向和北西向斷裂帶以及軸向為北東向和北西向背、向斜構造的形成。二十里長山北西向斷裂帶和其附近大孫各莊北西向隱伏向斜就是在這樣的構造背景下（即北東—南西向擠壓應力作用）形成的。前者穿切奧陶紀地層，走向315～320 °，傾向北東或南西，傾角50～70 °。斷面一般較平直，略顯舒緩波狀，延伸較大，長約20 km。斷裂帶性質以壓剪性為主。后者由石炭紀、二疊紀地層被擠壓變形而成，屬開闊向斜。在侏羅紀早期，該隱伏向斜受燕山早期地殼運動的影響，局部發生了火山噴發和沉積作用，并受該構造控制明顯，形成了基性玄武巖（南大齡組）漿噴溢和湖泊相、湖沼相碎屑巖沉積（后被新生代第四紀喜山期沉積所覆蓋），并形成了窯坡組含煤巖系地層。如龍庭侯、嶺上無煙煤煤田就產于該組中。燕山晚期地殼運動在二十里長山未留下明顯的地質蹤跡。進入新生代第四紀喜山期地殼運動以來，二十里長山斷裂帶繼續活動，主要表現為第四紀沉積厚度的變化上，在該山脈南西一側，由北東向南西沉積厚度逐漸增厚（由100 m→300 m），從而說明該斷裂帶活動使北東盤上升，而南西盤下降且幅度較大。此外，該斷裂帶兩側分布的豐富含水層以及該區地震（2～4級）頻發，都表明該斷裂帶屬長期活動性斷裂帶。

總之，二十里長山的形成與演化明顯受基底構造控制，其顯著的構造演化由中生代晚三疊世印支期到侏羅紀燕山期，直至新生代第四紀喜山期，一直在活動、延續，進而鑄就了當今的地貌地勢。

參考文獻

[1] 汪慶文.試論順義“20里長山”構造擠壓帶的含水特征[J].北京水利，1999（2）.

[2] 趙忠海.北京順義區地質環境的主要特征及治理措施[J].北京地質，2003（1）.

[3] 趙忠海，朱紅軍.北京市順義平原區地質環境的主要特征及地質災害現狀[J].中國地質災害與防治學報，2003（2）.

[4] 肖騎彬，梁光河，徐興旺，等.北京二十里長山—平谷盆地MT測量與地層含水性研究[J].地質科技情報，2006（1）.

[5] 北京市地質礦產局.北京市區域地質志[M].北京：地質出版社，1991.

[6] 北京市地質礦產局.北京市巖石地層[M].中國地質大學出版社，1996.

[7] 北京市地質調查研究院.1∶250000延慶縣幅區域地質調查報告[R].2002.