北京市门头沟区地质遗迹类型、评价及保护利用策略

Types， Evaluation， and Conservation-Utilization Strategies of Geoheritages in Mentougou District， Beijing

摘要

门头沟区位于北京西山，地质遗迹类型丰富、特征典型，但缺乏系统性资源摸底与综合价值评价，制约了其科学保护与合理利用。本文基于野外详细调查，首次查明了全区地质遗迹资源家底并划分类型，运用层次分析法构建包含自然属性、价值属性、保护条件与利用条件4个评价项目、13个评价因子的定量评价体系，评定旅游资源等级，结合对比分析法深化特品级遗迹价值研究，提出保护利用建议。结果表明，查明全区地质遗迹110处，划分为7大类、20类和30亚类；旅游资源等级为特品级3处、优良级27处、普通级80处，特品级遗迹庄户洼雾迷山期溢出丘、下苇甸寒武纪剖面和立石台下马岭组剖面价值优势极为突出，具备国家级或世界级地质遗迹潜质；提出地质遗迹分级保护、信息管理系统建设、地学旅游产品开发和地质公园建设等保护利用策略。本研究不仅为门头沟区地质遗迹的有效保护、合理利用与地学旅游发展提供科学依据，也为类似地区地质遗迹综合研究提供参考。

Abstract

Mentougou District， within Beijing's Western Hills， boasts diverse and characteristic geoheritages. However， the lack of a systematic inventory and comprehensive value assessment has long hindered their scientific conservation and rational utilization. Through detailed field investigations， this study established the first complete inventory and classification system for the district’s geoheritage. A quantitative evaluation system was developed using the Analytic Hierarchy Process （AHP）， incorporating four dimensions （natural attributes， value attributes， conservation conditions， and utilization conditions） and thirteen factors to assess tourism resource grades. A comparative analysis was further conducted to elucidate the value of special-grade sites， informing targeted conservation and utilization strategies. The results show that 110 geoheritages were identified and classified into 7 main categories， 20 categories， and 30 subcategories. They were categorized into 3 special-grade， 27 excellent-grade， and 80 ordinary-grade tourism resources. The three special-grade sites， namely the Zhuanghuwa Wumishan Period overflow mounds， the Xiaweidian Cambrian geological event section， and the Lishitai Xiamaling Formation section， exhibit outstanding value with the potential to meet national or world-class geoheritage standards. Accordingly， strategies are proposed， including hierarchical conservation， building an information management system， developing geotourism products， and promoting geopark establishment. This study provides a scientific basis for the effective conservation， rational utilization， and geotourism development of geoheritage in Mentougou District， while offering a reference for similar research in other regions.

Graphical abstract

关键词

地质遗迹 / 层次分析法 / 地质公园 / 地学旅游 / 门头沟

Key words

geoheritage / analytic hierarchy process / geopark / geotourism / Mentougou

0 引 言

地质遗迹是记录地质变迁的自然现象，是人类认知地球科学的天然载体，也是构成旅游景观的宝贵资源^{［1 - 2］}，兼具科学研究、科普教育、旅游开发等多元价值，对维系区域生态平衡、提升公众科学素养、促进社会经济发展作用重大。门头沟区地处北京西山核心区域，经历了漫长复杂的地质演化史，尤以中生代以来的构造运动和岩浆活动最为频繁，塑造了地层剖面、构造形迹、古生物化石、地貌景观和岩石矿物等类型齐全、特征典型的地质遗迹，其资源丰富性与景观独特性在华北地区具有代表性，具备极高的科学研究与保护利用潜力。

北京市自1988年起陆续开展地质遗迹专项调查与保护利用研究^{［3 - 4］}，已初步查明全市地质遗迹特征与分布，构建基础评价体系，并推动多个世界级、国家级地质公园建设，在房山、延庆等区成效显著^［5］。然而，地质遗迹资源富集、禀赋突出的门头沟区相关工作较为匮乏，以往研究多局限于全市普查层面，仅初步掌握二十余处重要地质遗迹信息，对全区地质遗迹的类型划分、空间分布、核心特征及综合价值缺乏系统性梳理与深度剖析。此外，本区的地质公园创建工作仍为空白，大量珍贵地质遗迹长期零散分布于山野，面临保护措施缺失、综合价值难以发挥等问题。因此，开展系统性的门头沟区地质遗迹调查评价与保护利用研究势在必行。

2019年，北京市地质研究所完成了门头沟区地质遗迹详细调查项目，首次对全区开展1∶5万地质遗迹摸底调查与梳理，查明地质遗迹自然特征、价值属性和保护利用现状。本文以该项目为基础，将查明的110处地质遗迹进行详细分类，采用层次分析法定量评价与重要地质遗迹对比分析，对地质遗迹的自然、价值、保护与利用属性进行深入挖掘和综合评价，评定地质遗迹旅游资源等级，结合区域发展实际提出针对性的保护利用策略^{［6 - 7］}。本研究弥补了门头沟区地质遗迹调查评价工作的不足，完善地质遗迹研究体系，为推动地质公园规划建设、促进地学旅游发展提供科学依据，对促进区域自然资源保护、科普教育与社会经济协同发展具有重要的理论与实践意义^{［8 - 9］}。

1 研究区概况

门头沟区位于北京西郊，地处军都山脉与太行山脉交汇部位，总面积1448.9 km²，山地面积占98.5%，地势自西北向东南渐缓，地形起伏、沟壑纵横，最高、最低海拔分别为灵山2303 m、兔儿庄73 m，主要山峰有妙峰山、髫髻山、百花山等^［10］。区属大陆性季风气候，春干秋湿、夏热冬寒，年平均气温11.6 ℃，年均降水量约600 mm，无霜期约200天。主要过境河流有海河水系的永定河和清水河，地下水情况复杂，西部山区主要为岩溶裂隙水、火山岩和碎屑岩裂隙水，东部平原区以第四系孔隙水为主^［11］。

门头沟区地层出露较全，除古生界志留系和泥盆系缺失外，自中元古界蓟县系起的各时代地层均有出露，以中生界侏罗系最为发育，沉积岩主要有蓟县—青白口系白云岩、页岩，寒武—奥陶系灰岩以及侏罗—白垩系砾岩、砂岩、火山碎屑岩。构造单元属燕山台褶带，中生代以来以燕山运动为主的构造运动频繁，又产生过剧烈的岩浆活动造山运动，形成一系列大规模褶皱和断裂构造^［12］。褶皱以北东向规模最大，东西向和北西向次之，主要有门头沟复式背斜、青白口半穹隆、下苇甸穹隆。断裂构造主要有北东向的沿河城大断裂、张家庄断裂，北北东向的珠窝断裂束、妙峰山断裂以及北西向的横岭断裂。岩浆岩以安山岩、流纹岩、玄武岩等喷出岩分布较广，辉长岩、花岗岩、闪长岩等侵入岩以岩株、岩枝、岩床等形式零星分布，如上苇甸花岗闪长岩体、白羊石虎花岗岩体和棋磐岩辉长岩体^［13］。复杂的地质条件和构造运动造就了本区丰富多彩的地质遗迹资源（图1），既有科学价值颇高的地层剖面和构造形迹，也有美学价值突出的山体地貌和水体景观，为地学研究、科普教育和地学旅游发展奠定坚实基础。

2 地质遗迹类型与特征

2.1 地质遗迹类型划分

通过收集前人研究成果、野外调查、遥感解译等手段，查明门头沟区地质遗迹共110处。目前主流的地质遗迹分类方案为原国土资源部于2016年编制的《国家地质公园规划编制技术要求》和2017年发布的《地质遗迹调查规范》（DZ/T 0303—2017），考虑本次划分主要以推动地学旅游发展为导向，因此主要参考前者^［14］。根据地质遗迹的形成原因、产出形态和价值属性等因素，将110处地质遗迹详细划分为7大类，20类和30亚类，其中地质剖面大类38处、地貌景观大类33处、地质构造大类12处、环境地质遗迹景观大类12处、古生物化石大类6处、水体景观大类6处、矿物岩石与矿床大类3处（表1）。

2.2 典型地质遗迹特征

频繁的构造运动、岩浆活动和各种外力地质作用造就了门头沟区种类丰富、成因复杂、各具特色的地质遗迹资源。本区地层出露齐全、特征典型，一系列标准地层创名于此，例如著名的青白口系、下马岭组、窑坡组、马兰组等^{［15 - 16］}，留下了斋堂北上更新统世马兰组、九龙山南坡侏罗系九龙山组、碣石村西山纪下马岭组等层型剖面以及下苇甸寒武纪海侵地质事件剖面。侏罗纪的多次火山喷发形成了南大岭玄武岩山体、百花山和髫髻山火山熔岩地貌，新构造运动导致地壳反复抬升，在河流下切作用下形成了夷平面、峡谷、溶洞、河流阶地、山岳等地貌景观。芹峪运动、燕山运动等大型构造运动留下了下苇甸古生界与新元古界不整合面、野溪褶皱、沿河城断裂等典型构造形迹。本区还是丰富的古生物化石产地、矿产资源产地，同时发育罕见的古地震遗迹和第四纪冰川遗迹。其中一些地质遗迹在相同类型、同一地质单元或一定区域范围内具有代表性或独特性，能够清晰反映地质作用或地质演化过程的主要特征，具有显著的科学价值、美学价值和教育意义（表2；图2）。

3 地质遗迹综合评价

3.1 定量评价

（1）评价体系及指标

本次地质遗迹定量评价主要以服务资源分级保护、地学旅游开发及科普利用为核心目标，涉及多层次、多方面评价指标，因此采用系统性较强的层次分析法构建针对性评价体系^{［17 - 19］}。结合评价目标和本区地质遗迹实际情况，对比其他地区研究成果对评价指标进行筛选、补充，建立由评价目标层A、评价项目层B和评价因子层C构成的评价体系。A层为门头沟区地质遗迹单体旅游资源等级评价，B层包括自然属性、价值属性、保护条件与利用条件4个评价项目，C层将B层拆分为13个评价因子（表3）。

（2）评价指标权重

邀请5名国家地质公园专家库的旅游地学领域专家采用Saaty 1 ~ 9 阶标度法（表4）对某一层下的各评价指标进行两两比较，做出重要性判断并建立判断矩阵（表5），咨询问卷全部收回且数据有效。

为确保重要性判断矩阵的逻辑合理性，运用Yaahp软件计算各个矩阵的最大特征值和特征向量并进行一致性检验，检验公式为：

\mathrm{C}\mathrm{I}=\frac{{\lambda }_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-n}{n-\mathrm{1}}（1）

\mathrm{C}\mathrm{R}=\frac{\mathrm{C}\mathrm{I}}{\mathrm{R}\mathrm{I}}（2）

式中，CI为一致性指标，λ_max为最大特征值，n为矩阵阶数，RI为平均随机一致性指标，CR为随机一致性比例。

若CR < 0.10，表明判断矩阵逻辑合理，通过一致性检验；若CR > 0.10，则表明判断矩阵一致性有误，需要重新调整直至通过检验。计算结果表明，所有判断矩阵均通过一致性检验（表6），随后将特征向量进行归一化处理，得到各评价项目权重W_i 和评价因子权重R_i （表7）。

（3）评价结果

评价因子权重确定后，将各地质遗迹单体详细资料发送给上述5名专家，采用百分制对各评价因子进行评分。评分标准划分为5档：极好［90，100］、很好［75，90）、较好［60，75）、一般［45，60］、不好［30，45），各因子得分取5份数据的算术平均值，采用菲什拜因-罗森伯格模型将因子得分与其权重相乘，求和得到地质遗迹单体最终得分^{［20 - 21］}，数学公式如下：

Y={\sum }_{n=\mathrm{1}}^n{R}_i{K}_i（3）

式中，Y为地质遗迹单体评价得分，R_i 为第i个评价因子权重，K_i 为第i个评价因子评价分数，n为评价因子的数目。

根据评分结果将各地质遗迹单体划分为5个等级，不同分值区间及对应的旅游资源等级为：［90，100］（五级）、［75，90）（四级）、［60，75）（三级）、［45，60］（二级）、［30，45）（一级）。其中五级为特品级旅游资源，四级、三级为优良级旅游资源，二级、一级为普通级旅游资源。110处地质遗迹的最终评价结果为：特品级3处、优良级27处、普通级80处（表8）。

3.2 对比分析

经层次分析法评定，庄户洼雾迷山期溢出丘、下苇甸寒武纪地质事件剖面和立石台西山纪下马岭组地层剖面为特品级地质遗迹旅游资源（图3）。为进一步研究其稀有性、典型性、科学性等突出价值，通过开展剖面研究、参阅相关文献^{［22 - 26］}，选取与之类型、级别相近的地质遗迹进行对比分析，总结价值优势并进行综合评价（表9）。

对比结果表明，3处特品级地质遗迹核心优势显著，具备极高的科研、科普和教学价值，初步认为达到国家级乃至世界级地质遗迹标准，建议依据规范推进专家鉴评工作，及时确定地质遗迹级别，为后续保护与利用工作奠定基础。同时，应结合研究现状，聚焦以下重点开展深化研究。一是对庄户洼溢出丘加强古地震参数定量研究，优化古地震周期估算模型，探究华北地块古地球动力学过程^{［27 - 29］}。二是对下苇甸剖面加强高分辨率沉积相与旋回地层学研究，进一步精确寒武纪地层年龄和古海洋环境演化细节^{［30 - 32］}。三是对立石台剖面开展更系统的年代地层学与沉积学特征研究，完善西山系岩石地层划分标准与年代界限^{［33 - 35］}。

4 地质遗迹保护利用策略

我国主要通过建立地质公园、矿山公园、地质文化村等方式对地质遗迹进行系统保护与利用^{［36 - 38］}。门头沟区尚未建立任何地质遗迹自然保护地，仅依托东胡林人遗址打造了东胡林地质文化村^［39］，大部分地质遗迹未得到系统保护与利用。结合本次地质遗迹旅游资源等级评定结果，提出针对性保护利用策略，实现资源保护与价值转化的协同发展^{［40 - 42］}。

（1）明确保护级别和保护措施。

对不同旅游资源等级的地质遗迹单体采取分级保护管理和差异化保护措施。3处特品级遗迹实施最高级别保护，积极推进地质遗迹等级权威认定，设立保护围栏、摄像头等专业防护设施和智能监测系统，严禁非科研、科普性质的人为扰动。优良级遗迹列入区级保护名录，设立统一警示标识，对灰峪化石产地等易损资源实施必要防护措施和常态化监测，避免游客人为破坏。普通级遗迹登记建档，保护方式侧重科普教育，倡导林场、景区、乡村等主体参与常规管护，对景区内和道路周边的遗迹设置科普解说牌。

（2）建设地质遗迹保护名录和信息管理系统。

对特品级和优良级遗迹建立权威的地质遗迹保护名录，纳入国土空间规划并划分保护范围和红线，自然资源、文旅、住建等多部门形成协同保护管理机制，避免城镇发展造成的无意破坏。开发地质遗迹信息管理系统，构建地质遗迹数据库，录入各遗迹点的基本信息和保护状况，将高等级地质遗迹监测网络并入系统，实行“一迹一档”数字化管理和动态监测。

（3）加强地学旅游产品开发与科普宣传。

依托下苇甸、庄户洼和沿河城等遗迹集中区的特品级和优良级旅游资源，与学校、科研院所和教育机构深度合作，建设科普研学基地并打造精品地学旅游路线，开展下苇甸剖面岩性识别、古生物化石发掘、溶洞探秘等主题活动。拓宽科普宣传途径，出版门头沟地质遗迹科普读物、科普图册和宣传片，通过政府网站、公众号和短视频平台宣传展示，提高门头沟地质遗迹品牌知名度和社会影响力。

（4）推进地质公园与地质文化村建设。

门头沟区地质遗迹资源禀赋优越，京蔚高速的建成进一步优化了区域交通与基础设施条件，为申报地质公园奠定重要基础。以3处特品级地质遗迹为中心的下苇甸、庄户洼地区，资源分布集中且整体质量较高，地处镇中心附近，交通和旅游服务条件优异；沿河城地区坐落于本区最大断裂带，遗迹类型丰富、景色壮观，具备开发国家级地质公园的潜力；清水涧地区采煤历史悠久，建议整合大台、千军台、木城涧煤矿遗迹资源，打造矿业遗迹主题国家地质公园。爨底下、碣石村、燕家台等传统村落具备较高的历史文化知名度，旅游产业和服务设施已初具规模，可借鉴东胡林地质文化村建设经验，将地质遗迹资源与文化内涵深度融合，有序推进地质文化村建设，实现地学科普和文旅产业融合发展（图4）。

5 结论

（1）首次系统查明了门头沟区地质遗迹资源家底和类型特征，补充了北京西山地区地质遗迹研究成果。确定区内地质遗迹共110处，划分为7大类、20类、30亚类，建立地质遗迹资源清单，同时对典型地质遗迹特征和价值进行分析，为区域地质遗迹的科学保护与合理利用奠定重要基础。

（2）采用层次分析法构建门头沟区地质遗迹旅游资源等级评价体系，定量评定出特品级3处、优良级27处、普通级80处。对庄户洼溢出丘、下苇甸剖面和立石台剖面3处特品级地质遗迹开展国内外遗迹对比研究，进一步分析价值优势，初步认为达到国家级或世界级地质遗迹标准，为制定针对性的保护管理和开发利用策略提供科学依据。

（3）基于地质遗迹旅游资源评价结果，明确“特品级绝对保护、优良级重点保护与适度利用、普通级常规保护与灵活利用”的分级保护思路；强调建设地质遗迹保护名录和信息管理系统的管理体系；提出打造精品地学旅游路线等地学旅游产品和加强科普宣传的地质遗迹价值转化措施；分析地质公园与地质文化村建设的可行性及建设思路。本文提出的保护利用策略符合区域发展实际且具有针对性和可操作性，对推动门头沟区地质遗迹有效保护、价值利用与地学旅游发展具有重要指导意义。同时，门头沟地质遗迹品牌的打造也是西山永定河文化带、生态涵养区以及首都花园城市建设的有力抓手，与多彩的人文资源形成联动机制，成为外界了解门头沟的重要窗口，有效带动地方旅游、文化、经济的全面发展。

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基金资助

中国地质调查局地质调查项目(DD20190074)

北京市规划和自然资源委员会门头沟分局地质遗迹调查项目(17CNIC035941 - 99)