(一)地质条件

北京从大地构造单元来说,无论是山地或平原皆属华北台块的一部分。西北部山区在地质构造单元上属燕山沉降带,它是由褶皱和断裂构成的又是不断抬升的地区,在抬升的过程中不断遭受外力的剥蚀和雕刻。而东南部平原在地质构造上属华北凹陷的一部分,它是长期以来不断下陷的部分,在下陷过程中,不断接受山地剥蚀下来的碎屑物质的堆积。山地与平原这两个部分在地质构造基础和接受外营力的作用影响方面都不同,因而在地貌形态上的表现也各异。

就山地而言,北山和西山都为燕山运动的产物,但两山地质发育历史不同。北山断裂作用突出,褶皱作用不明显,而西山历史时期中以柔性褶皱作用明显,线性褶皱占优势,断裂作用不如北山显著。在燕山运动时期发生的花岗岩侵入西山远不如北山强裂、广泛,表现在山脉系统和地貌发育上西山和北山各有特色。西山山脉都作北东—南西走向,山体绵亘成脉,谷脊相间分布。一般说河流与构造线垂直或斜交(如永定河、拒马河),河谷较狭窄, 常成峡谷,河流与构造一致(如清水河),谷地开阔。北山山地,走向以近东西向山体为主,也有北北东和北西向,河谷多沿北东向和北西向两组断裂发育(如潮白河、怀河等)。由于差异性块状升降,形成一些山间盆地。

中生界侏罗纪到白垩纪强烈的火山喷发,使火山喷发物覆盖在当时的山地和谷地中,经过后期的长期的剥蚀和地壳的隆起,破坏了侏罗纪和白垩纪时期所形成的原始的褶皱断块山地,逐步发育成良好的向斜成山、背斜成谷的地形倒置现象,如西山的百花山—庙安岭—妙峰山,九龙山—猫耳山,北山的四海东山和平谷的茅山等。

西山和北山所受到的构造运动的影响,也表现在山地与平原的过渡关系上。在断裂作用明显的地区,如南口山前、延庆北山、顺义东山、密云牛口峪至河防口一线等,山地突变为平原,没有过渡的余地。而在没有断裂作用或不明显的地段,如怀柔山前和房山山前地带,平谷南山等地区,则表现为低山—丘陵—平原的渐变过渡。

西北部山地,自燕山运动以来,一直处在上升过程中,隆起阶段与宁静阶段交互出现的地壳活动与外力作用相配合,形成了北京现代山区多层性地貌。在山间河谷两岸一般都发育有数级阶地。由于山地河谷不同高度均分布着第四纪砾石层,山区嵌入河曲和频繁的地震记录等现象,都充分的说明了

北京山地晚近地质时期还在不断上升中。

岩性作为北京山区地貌的物质基础,其性质对形成北京山区地貌特点和区域差异有着重要的意义。北京山区岩石组成极为复杂,然而就其总的性质来说不外乎两类,一类是坚硬的岩石,一类是松软的岩石。因为各种岩石的硬度不同,其抗风化、剥蚀的能力也不同,因而在外营力的雕刻作用下,形成了迥然不同的地貌形态。这点在北京地貌的基本特征中已有叙述,这里不再重复。

北京平原,从中生代以来,就一直处在下沉过程中,其平原区的下沉幅度,一般是从西北向东南逐步增大。永定河、潮白河、温榆河、大石河等大小河流将山区剥蚀的物质携带到这个下沉的基底上,堆积、塑造成今日的北京平原。北京平原基底自燕山运动以后,被分割成大小不等的断块,在总的沉降背景下各块的沉降量是不均匀的,反映在沉积层的厚度也是不等的。

北京平原从第三纪以来“两隆一凹”的构造格局,到第四纪以来变为“两凹一隆”的构造格局,它对北京平原区地貌发育和水系变迁起着控制和制约作用(图 3-6)。北京的水系在平面上有下列变化;具有方向性,明显的流向凹陷的中心;水系汇流点和改流点与断层有关,特别是与两个断层交汇点有关;区域性的隆起区又往往构成为主要分水岭地区,而凹陷区为河流汇流区等水系特征,以此可以推测平原区新构造运动的格局。

平原深厚的堆积层是长期山区剥蚀搬运来的,它一方面遵循着流水堆积的一般规律,近山口处物质粗,越向平原物质越细,形成了有规律的地貌组合系列。另一方面,与平原堆积物质的性质和物质的来源有关,来自火山岩、厚层沉积岩的物质多砾质堆积。而来自花岗质结晶地区的物质,则砂质堆积占优势。

图 3-6 北京水系全新世古河道分布示意图