王純君,高學(xué)泉,方同明,劉旭東,李 莉,劉林生,何付兵
(北京市地質(zhì)調(diào)查研究院,北京 102206)
石灰?guī)r是建材、冶金、化工等工業(yè)的重要原料,是與國計民生關(guān)系密切的重要礦產(chǎn)[1-2]。
北京飛速發(fā)展,建筑業(yè)對水泥的需求量與日俱增。北京石灰?guī)r礦產(chǎn)地質(zhì)勘查與開發(fā)工作為適應(yīng)首都規(guī)劃建設(shè)需求,長期以來提供了重要原料保障[3-4]。
北京石灰?guī)r礦產(chǎn)資源分布廣泛,資源量豐富,是區(qū)內(nèi)優(yōu)勢礦產(chǎn)資源之一,按照用途分類,可分為水泥用、制灰用、建筑石料用、熔劑用、電石用和制堿用6類。賦存石灰?guī)r的主要地層為下古生界的寒武系與奧陶系,主要分布于西山地區(qū),在北山及順義二十里長山零星分布。該套地層巖性為碳酸鹽巖,總厚度1 300m左右,沉積穩(wěn)定,橫向變化小。其中,寒武系絕大部分呈帶狀分布于西山陸表海碳酸鹽巖建造背、向斜的翼、核部。北山則受巖漿活動和構(gòu)造變動影響,大部分地層被抬升剝蝕,僅在西智、河防口、文殊峪、龍山、九渡河、珍珠泉及轉(zhuǎn)山子等地零星出露。奧陶系大面積分布在西山的背、向斜的翼、核部,其次在京東二十里長山也有少量出露[5]。石灰?guī)r礦床成因類型均為化學(xué)沉積型,成礦時代主要為寒武紀(jì)與奧陶紀(jì),僅有密云、昌平地區(qū)的少量礦床為薊縣紀(jì)、青白口紀(jì)。石灰?guī)r礦產(chǎn)地共有59處,其中超大型礦床1處,大型礦床13處,中型礦床21處,小型礦床21處,礦點(diǎn)3處(表1)。
表1 北京石灰?guī)r礦產(chǎn)地成礦時代、規(guī)模一覽表
北京石灰?guī)r地質(zhì)調(diào)查勘探工作開展歷史悠久,積累了豐富的資料。本文通過對各時期石灰?guī)r特征分析研究,提出石灰?guī)r成礦區(qū)帶劃分方案,為新時期提升首都北京石灰?guī)r礦產(chǎn)地質(zhì)認(rèn)識和礦政管理提供重要依據(jù)。
北京地區(qū)位于華北陸塊北緣中段。受多期構(gòu)造活動的強(qiáng)烈作用,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,赤城—長哨營—古北口、南口—平谷—山海關(guān)深斷裂、沙廠—墻子路大斷裂及其次級斷裂構(gòu)成了本區(qū)主要的構(gòu)造格局。
區(qū)內(nèi)出露地層主要為太古宙變質(zhì)巖系、中新元古界、下古生界海相碳酸鹽巖、上古生界陸相碎屑巖系、中生界陸相火山—沉積巖系。太古宙為中—深變質(zhì)巖、變質(zhì)火山巖建造;中新元古界為濱?!獪\海相碳酸鹽巖、碎屑巖建造以及粘土巖建造;寒武系為碳酸鹽巖、碎屑巖建造;奧陶系為海相碳酸鹽巖、碎屑巖建造;石炭系為海相向海陸交互相過渡碳酸鹽巖建造及碎屑巖建造;二疊系為海陸交互相向陸相漸變的碳酸鹽巖建造、碎屑巖建造;中生界至新生界為陸相碎屑巖建造[6]。
區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈而頻繁,巖漿巖為新太古代至中生代多期次侵入的花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖及閃長巖等[7-9]。
昌平組沉降沉積中心位于密云、懷柔、昌平地區(qū),自中心區(qū)向外,向西南方向厚度逐漸變薄,到河北省淶水、易縣地區(qū),厚度減至僅15m。在青白口—莊戶臺以東地區(qū),以豹斑狀灰?guī)r為主,以西則以白云巖為主,平均厚度為60m,僅個別地點(diǎn)如東莊子最厚達(dá)122m外,一般都在40~60m,最薄為下石堡僅26m。在北山則零星出露于十三陵、河防口、九渡河以及西智等地,主要巖性為細(xì)晶灰?guī)r、豹斑狀灰?guī)r,底部出現(xiàn)角礫狀白云巖,局部大理巖化,平均厚度為92m,其中西智達(dá)136m,最薄在上天橋為55m[8]。
昌平組是北京地區(qū)賦含電石、熔劑、水泥用石灰?guī)r的最主要含礦層位之一。昌平組主要由灰色、深灰色厚層至塊狀豹斑狀灰?guī)r和細(xì)晶灰?guī)r組成,上、下部為白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r。含礦層主要為二段和三段,其中三段含礦性最佳。兩個含礦層中賦存熔劑、水泥用石灰?guī)r礦4~8層,電石、制堿用石灰?guī)r礦2~3層,礦層在垂向上常呈互層狀產(chǎn)出。電石、制堿用灰?guī)r工業(yè)指標(biāo)較高,具有工業(yè)意義的礦層主要賦存于昌平組三段,其中北山地區(qū)的含礦性明顯比西山地區(qū)好。熔劑、水泥用灰?guī)r主要賦存于昌平組二段,在西山出露比較穩(wěn)定。昌平組為高鈣優(yōu)質(zhì)灰?guī)r,賦礦部位主要為中部豹皮(花斑)灰?guī)r與深灰色灰?guī)r互層。昌平組巖石化學(xué)成分含量對比顯示(表2),北山地區(qū)CaO含量高,至西山東部含量中等,到西山西部含量低,MgO含量以西山西部為高,西山中部含量中等,北山含量低,SiO2與R2O3含量變化隨MgO含量變化而變化。
表2 北京地區(qū)昌平組灰?guī)r—白云巖類化學(xué)組分含量對比
張夏組分布于西山和北山。在西山地區(qū)主要分布于門頭溝齊家莊—柏峪—青白口—大村、九山和下葦?shù)榈鹊兀约胺可狡淹荨S土臺—班各莊—龍寶峪、魯家灘一帶。在北山地區(qū),零星分布于昌平文殊峪、十三陵、懷柔區(qū)河防口、二道關(guān)、九渡河和密云西智[8]。
按巖性、厚度與沉積韻律特征可劃出三個區(qū)。其中第一巖性區(qū)位于北山—門頭溝西北部—蒲洼以西地區(qū),下部共出現(xiàn)3~5個韻律,砂頁巖比例小,鮞狀灰?guī)r質(zhì)量好,比例高,厚度一般60~92m;中上部以泥質(zhì)條帶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為主,鮞狀灰?guī)r質(zhì)量好,厚度115~205m。第三巖性區(qū)位于西山東南部,魯家灘—白胡—下石堡一線以南地區(qū),砂頁巖比例增大達(dá)48.7%,鮞狀灰?guī)r比例小,約15%,下部可劃出3~5個韻律,厚一般21~40m;中部有3~4個韻律,砂頁巖比例高達(dá)73%;上部以鮞狀灰?guī)r為主,但泥質(zhì)含量增高,厚49~122m。第二巖性區(qū)位于第一和第三巖性區(qū)之間,屬過渡巖區(qū),下部厚70~72m,中上部厚136~196m。
張夏組底部為灰綠色薄層泥鈣質(zhì)粉砂巖與灰紫色、深灰色中層泥、亮晶鮞?;?guī)r互層,部分灰?guī)r呈竹葉狀。下部為灰色、深灰色中薄層—厚層含竹葉狀泥、亮晶鮞粒灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r夾灰綠色薄層粉砂巖,竹葉狀礫屑有時具氧化圈;中部為灰綠色薄層鈣質(zhì)粉砂巖,深灰、黃灰色條帶狀泥晶泥質(zhì)灰?guī)r與顆?;?guī)r互層;上部為深灰色巨厚層泥晶、亮晶鮞粒灰?guī)r夾泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r和少量粉砂巖。含礦地層主要為下部和上部厚層和巨厚層鮞粒灰?guī)r。礦石類型以鮞狀灰?guī)r、方解石細(xì)脈灰?guī)r為主,花斑灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r次之。
張夏組CaO含量整體較高,MgO含量均一且較低,一般小于4%(表3),垂向上CaO、MgO、SiO2和R2O3含量反映出沉積韻律特征,每個韻律下部SiO2、R2O3均呈現(xiàn)極大值,CaO為極小值,韻律中上部CaO含量增大,SiO2、R2O3含量呈反相關(guān)遞降。
表3 北京地區(qū)張夏組化學(xué)成分平均含量一覽表
冶里組在北京地區(qū)的出露范圍比寒武系范圍小,北部出露邊界明顯向南位移。其主要分布在西山地區(qū),在順義二十里長山少量出露[8]。冶里組沉積厚度多在150~200m之間,巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r和豹皮灰?guī)r。地層下部為深灰—淺灰色厚—巨厚層含云斑和砂屑泥晶—粉晶灰?guī)r,局部為白云巖;中上部為深灰色—灰黑色中—厚層含泥質(zhì)條帶、泥質(zhì)條紋粉晶、泥晶灰?guī)r夾竹葉狀灰?guī)r和黃綠色鈣質(zhì)頁巖。
含礦層位為冶里組下部,巖性主要為淺灰色灰?guī)r,丁家灘—千軍臺一帶以外地區(qū),則以灰色灰?guī)r為主夾淺灰色灰?guī)r,孟港夾有白云質(zhì)灰?guī)r,青白口地區(qū)因氧化鎂含量增高,主要為厚約4m石灰?guī)r,雙石頭及二十里長山相變?yōu)楸せ規(guī)r和白云巖。含礦層厚度以丁家灘—千軍臺一帶最厚達(dá)10~30m,向四周顯著變薄,含礦性變差。冶里組礦石類型以淺灰色灰?guī)r、含泥質(zhì)斑塊灰?guī)r或細(xì)泥質(zhì)條帶灰?guī)r為代表,礦石質(zhì)量在區(qū)域上變化十分穩(wěn)定。冶里組沉積厚度最大在丁家灘—千軍臺—柳林水—青白口地區(qū),西山東部的曉幼營、斑各莊、長流水以及西山西北部的齊家莊等地,屬邊緣地區(qū),厚度顯著變薄,僅65~100m。
巖性變化第一韻律(O1y-①)即含礦韻律,自沉積中心—丁家灘—千軍臺一帶,向東、南、西三個方向,豹皮灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r顯著增多,石灰?guī)r比例遞減,雙石頭受白云巖化而變?yōu)榘自茙r,長流水相變?yōu)榘自瀑|(zhì)灰?guī)r,二十里長山主要為豹皮灰?guī)r,無石灰?guī)r出露;第二韻律(O1y-②)除沉積中心出現(xiàn)竹葉狀灰?guī)r夾層外,長流水、四馬臺、齊家莊等地則出現(xiàn)燧石結(jié)核(條帶)灰?guī)r;第三韻律(O1y-③)中除千軍臺—丁家灘一帶夾有數(shù)層豹皮灰?guī)r外,其他地區(qū)泥質(zhì)含量增高。含礦層化學(xué)成分縱向上有一定規(guī)律,底部MgO、SiO2和R2O3含量偏高,頂部MgO含量偏高,中部CaO含量高,有害組分低,故形成較好的電石灰?guī)r礦層。礦層在橫向上呈單層或數(shù)層出現(xiàn),厚度和化學(xué)成分穩(wěn)定(表4、表5),并且有高鈣礦層出現(xiàn),說明冶里組下部電石用灰?guī)r含礦層,能同時滿足電石用灰?guī)r、制堿用灰?guī)r、重碳酸型灰?guī)r要求。
表4 北京地區(qū)冶里組含礦層厚度、平均化學(xué)成分統(tǒng)計
馬家溝組分布規(guī)律與冶里組一致,沉積厚度一般為250~450m,該組頂部遭受不同程度剝蝕,厚度存在一定差異。主要分布于門頭溝丁家灘、石河一帶,房山南辛房—青林臺—魚斗泉、龍寶峪—長流水一帶,北京東部順義的二十里長山一帶[8]。
表5 北京西山冶里組下部礦層特征一覽表
馬家溝組巖性變化較大,在百花山向斜以北,巖性為灰色厚層、巨厚層灰?guī)r、泥晶灰?guī)r,而在龍寶峪—長流水一帶,受房山巖體影響,巖石經(jīng)歷變質(zhì)作用而產(chǎn)生大理巖化。該組底部和中部一般發(fā)育角礫狀灰?guī)r。各組均可劃出3個連續(xù)型沉積韻律,即由潮間角礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r到潮下的豹皮灰?guī)r(高能)、深灰色灰?guī)r(低能),到潮間的灰?guī)r與白云質(zhì)灰?guī)r互層結(jié)束。水泥用灰?guī)r處于韻律的中上部位。馬家溝組在門頭溝南辛店—黃山店一線西北地區(qū)沉積厚度大(400~450m),以水波澗—柳林水—千軍臺一帶最大,向西、向北變薄。角礫狀灰?guī)r僅出現(xiàn)兩次,灰?guī)r及豹皮灰?guī)r比率高,含礦性好。門頭溝南辛店—黃山店一線西東南地區(qū)沉積厚度小,僅250m左右,角礫狀灰?guī)r出現(xiàn)多達(dá)4~5層,石灰?guī)r比例小,含礦性較差。
馬家溝組下部產(chǎn)出4~5層礦,礦層累計厚度38~60m,礦層頂、底板巖性一般為白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖或泥灰?guī)r。馬家溝組上部發(fā)育3~4層礦,礦層累計厚53~61m,礦層頂、底板巖性一般為白云質(zhì)灰?guī)r或鎂泥質(zhì)斑塊豹皮灰?guī)r。馬家溝組礦石類型在西山地區(qū)比較單一,一般為深灰色灰?guī)r或暗灰色生物碎屑灰?guī)r,在二十里長山地區(qū)除深灰色灰?guī)r外,還有似豹皮灰?guī)r、含燧石團(tuán)塊灰?guī)r,礦石質(zhì)量均可達(dá)水泥灰?guī)r要求(表6)。
表6 馬家溝組下部含礦層中水泥灰?guī)r礦層化學(xué)成分
根據(jù)《中國成礦體系與區(qū)域成礦評價》、《中國成礦區(qū)帶劃分方案》提出的我國成礦域、省、區(qū)帶劃分方案,結(jié)合北京市實際情況以及地質(zhì)專家建議,總結(jié)北京市石灰?guī)r單礦種成礦區(qū)帶劃分依據(jù)[10-13]:①充分考慮成礦地質(zhì)構(gòu)造背景、成礦規(guī)律性以及后期改造結(jié)果,即成礦區(qū)帶的劃分應(yīng)當(dāng)與相當(dāng)級別的大地構(gòu)造分區(qū)有著大致的協(xié)調(diào);②成礦區(qū)帶以構(gòu)造單元為基礎(chǔ),根據(jù)北京石灰?guī)r礦產(chǎn)為本市優(yōu)勢特色資源,充分考慮成礦地質(zhì)條件的差異和不同礦化特征來厘定成礦區(qū)帶;③以斷裂為界的兩個構(gòu)造單元,一級、二級斷裂構(gòu)造是構(gòu)造單元控制邊界,同時也是成礦物質(zhì)重要運(yùn)輸和存儲部位,其兩側(cè)一定范圍內(nèi)會形成相似礦床,因此在石灰?guī)rⅤ級成礦區(qū)帶劃分中斷裂作為參考要素;④已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地集中分布地區(qū)。
根據(jù)上述劃分依據(jù),北京市位于太平洋板塊與歐亞板塊接觸部位,Ⅰ級成礦域位于濱太平洋成礦域;Ⅱ級單元位于華北陸塊北緣中段,成礦省為華北(陸塊)板塊成礦省;Ⅲ級成礦帶為華北陸塊北緣東段Fe-Cu-Pb-Zn-Au-U-硼-菱鎂礦-滑石-石墨-金剛石成礦帶和華北盆地(斷坳)石油天然氣成礦帶(Kz),前者范圍主要包含了北京北山和西山,后者范圍主要為北京平原;Ⅳ級成礦亞帶在三級成礦帶基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分,劃分為懷柔北金螢石成礦亞帶、八達(dá)嶺金銅鉬鉛鋅成礦亞帶、京西煤石灰?guī)r成礦亞帶、密云—懷柔鐵金成礦亞帶、密云—平谷金石灰?guī)r成礦亞帶和北京平原煤石油天然氣地下水成礦亞帶[13]。
在Ⅳ級成礦區(qū)帶的劃分基礎(chǔ)上,針對石灰?guī)r開展成礦規(guī)律研究。根據(jù)石灰?guī)r礦產(chǎn)分布特征,結(jié)合區(qū)內(nèi)主要賦礦地層寒武系、奧陶系的分布規(guī)律,以及局部的褶皺或斷裂的控制作用,在Ⅳ級成礦亞帶進(jìn)行Ⅴ級成礦區(qū)劃分[14-19]。
根據(jù)已探明礦產(chǎn)地的分布規(guī)律,結(jié)合區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造特征,在京西煤石灰?guī)r成礦亞帶、八達(dá)嶺金銅鉬鉛鋅成礦亞帶和密云—平谷金石灰?guī)r成礦亞帶內(nèi)共劃分12個石灰?guī)rⅤ級成礦區(qū)[13-14](表7、圖1)。
京西煤石灰?guī)r成礦亞帶主要位于北京西山地區(qū)的房山、門頭溝區(qū)域內(nèi),包括北山的一部分地區(qū)。區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育,印支期褶皺呈近東西—北西西向,為寬緩的向斜構(gòu)造,主要有百花山—廟安嶺向斜、九龍山向斜、北嶺向斜等。區(qū)帶內(nèi)石灰?guī)r分布范圍與中生代斷拗一致,包括了北京西山的大部分及一部分北山地區(qū)??傮w上呈北東—南西方向分布,南西端至門頭溝的齊家莊,清水及房山堂上、柳林水一帶賦礦層位為寒武系和奧陶系,主要分布于向斜兩翼。區(qū)內(nèi)寒武、奧陶系廣泛分布,地層保存完整,巖層厚度大。丁家灘一帶寒武、奧陶系總厚度近千米。區(qū)內(nèi)劃分了河防口成礦區(qū)(Ⅴ-1)、鄭重莊成礦區(qū)(Ⅴ-2)、文殊峪成礦區(qū)(Ⅴ-3)、清水—齋堂成礦區(qū)(Ⅴ-4)、青白口—太子墓成礦區(qū)(Ⅴ-5)、下葦?shù)椤矣傻V區(qū)(Ⅴ-6)、浦洼—柳林水成礦區(qū)(Ⅴ-7)、白湖—魯家灘成礦區(qū)(Ⅴ-8)和周口店—下石堡—英水成礦區(qū)(Ⅴ-9)[13-14]。
表7 北京石灰?guī)r成礦區(qū)劃分
圖1 北京石灰?guī)r成礦區(qū)劃分圖
(1)河防口成礦區(qū)(Ⅴ-1)。
成礦區(qū)位于懷柔河防口—密云西智一帶,呈弓形,近東西方向分布,長約18km,寬約1~3km。成礦區(qū)受北東向區(qū)域斷裂控制,由于后期火山活動、構(gòu)造運(yùn)動的強(qiáng)烈破壞,只見寒武系地層零星分布于懷柔下辛莊、河防口及密云西智一帶。寒武系地層一般呈單斜產(chǎn)出,在河防口一帶見有平緩褶皺。主要礦產(chǎn)地有懷柔下辛莊水泥用灰?guī)r礦、懷柔河防口制堿用灰?guī)r礦和密云西智熔劑用灰?guī)r礦。
(2)鄭重莊成礦區(qū)(Ⅴ-2)。
成礦區(qū)位于懷柔鄭重莊一帶,呈北北西方向條狀分布,長約2km,寬0.5km左右。區(qū)內(nèi)出露奧陶系地層,石灰?guī)r礦產(chǎn)資源基本查清。
(3)文殊峪成礦區(qū)(Ⅴ-3)。
成礦區(qū)位于昌平龍山—文殊峪一帶,呈北東東方向分布,長約13km,寬1~5km。成礦區(qū)受黃崖山背斜控制。由于后期構(gòu)造、火山、巖漿活動破壞,只見寒武系地層零星分布于昌平龍山、文殊峪至下莊一帶。寒武系地層主要呈單斜產(chǎn)出。主要礦產(chǎn)地有昌平文殊峪水泥用灰?guī)r礦和昌平下莊西山水泥用灰?guī)r礦。
(4)清水—齋堂成礦區(qū)(Ⅴ-4)。
成礦區(qū)位于門頭溝清水—齋堂一帶,呈北東方向帶狀分布,長22km,寬3~8km。構(gòu)造上位于百花山向斜北西翼,沿河城斷裂南東側(cè),受燕家臺—清水次級褶皺控制。區(qū)內(nèi)中下寒武、奧陶統(tǒng)地層出露齊全,地層總體呈北東方向分布。區(qū)內(nèi)褶皺較發(fā)育,褶皺軸向為北東向。此外,區(qū)內(nèi)尚有中、新元古界、侏羅系火山巖及淺成侵入巖分布。區(qū)內(nèi)有門頭溝雙石頭水泥用灰?guī)r礦。
(5)青白口—太子墓成礦區(qū)(Ⅴ-5)。
成礦區(qū)位于門頭溝青白口—太子墓一帶,呈弓形,北東方向分布,長18km,寬2~5km。構(gòu)造上位于青白口穹隆外緣,受青白口穹隆控制。區(qū)內(nèi)寒武系、奧陶系地層均有出露,南西端巖層傾向南,傾角陡,局部有倒轉(zhuǎn),北東端巖層總體向東傾斜,傾角略緩。
(6)下葦?shù)椤矣傻V區(qū)(Ⅴ-6)。
成礦區(qū)位于門頭溝下葦?shù)椤矣粠?,呈勺形,長約18km,寬2~7km。構(gòu)造上處于上葦?shù)轳仿⊥饩?、髫髻山向斜與九龍山向斜之間,受上葦?shù)轳仿】刂?。區(qū)內(nèi)中下寒武、奧陶統(tǒng)地層出露齊全,圍穹隆分布。在穹隆核部附近的巖層,總體向外傾斜。遠(yuǎn)離穹隆的巖層一般呈單斜產(chǎn)出。穹隆核部為燕山期中酸性侵入體及新元古界地層。主要礦產(chǎn)地有門頭溝下葦?shù)槿蹌┯没規(guī)r礦、門頭溝丁家灘電石用灰?guī)r礦、門頭溝野溪東山熔劑用灰?guī)r礦等。
(7)浦洼—柳林水成礦區(qū)(Ⅴ-7)。
成礦區(qū)位于房山浦洼—柳林水一帶,呈北東向帶狀分布,長約38km,寬4~7km。成礦區(qū)位于百花山向斜南翼、紅煤廠—大安山斷層西側(cè)。中下寒武、奧陶統(tǒng)地層出露齊全。巖層傾向北西,傾角緩—中等。區(qū)內(nèi)有房山佛子莊鄉(xiāng)紅煤廠村制灰用灰?guī)r礦。
(8)白湖—魯家灘成礦區(qū)(Ⅴ-8)。
成礦區(qū)位于房山白胡—門頭溝魯家灘一帶,近似菱形,長29km,寬10~15km。成礦區(qū)受陳家溝傾伏背斜及谷積山背斜的控制。陳家溝背斜軸向北東,谷積山背斜軸向近東西。寒武系、奧陶系地層位于背斜的兩翼,巖層傾角緩—中等,局部較陡。背斜核部為元古界地層。主要礦產(chǎn)地有門頭溝魯家灘熔劑用灰?guī)r礦、房山白胡電石用灰?guī)r礦、豐臺大灰廠制灰用石灰?guī)r礦等。
(9)周口店—下石堡—英水成礦區(qū)(Ⅴ-9)。
成礦區(qū)位于房山周口店—下石堡—英水一帶,形狀不規(guī)則,最大長度約18km。構(gòu)造上位于北嶺向斜的外緣,受北嶺向斜控制。向斜核部為侏羅系地層,上古生界地層、寒武系、奧陶系地層呈環(huán)狀分布。地層總體為內(nèi)傾,傾角緩—中等。區(qū)內(nèi)南部及西部構(gòu)造復(fù)雜,斷裂發(fā)育,局部有次級褶皺。主要礦產(chǎn)地有房山周口店制灰用石灰?guī)r礦、周口店太平山制灰用石灰?guī)r礦和周口店水泥用灰?guī)r礦。
區(qū)內(nèi)劃分了京東成礦區(qū)(Ⅴ-10)。成礦區(qū)位于京東二十里長山一帶,受北西向斷裂控制,呈北西方向帶狀分布,長約11km,寬1~2km。由于受后期構(gòu)造運(yùn)動的強(qiáng)烈破壞作用,寒武系、奧陶系地層呈孤立島狀斷續(xù)分布于山前平原上。地層走向北西,總體傾向南西,局部有倒轉(zhuǎn),巖層傾角陡。主要礦產(chǎn)地有順義華山水泥用灰?guī)r礦和順義楊鎮(zhèn)制灰用石灰?guī)r礦。
該成礦區(qū)呈北東向展布,西南端門頭溝大榆木溝向北東經(jīng)昌平黃場、澆花峪、延慶大莊科至懷柔崎峰茶一線。其范圍與燕山期八達(dá)嶺侵入雜巖帶的主體部位基本一致,是北京地區(qū)內(nèi)生金屬礦產(chǎn)主要產(chǎn)地,區(qū)內(nèi)有寒武系零星出露[20-21]。京北成礦區(qū)(Ⅴ-11)位于延慶四海東北的稱溝灣一帶,區(qū)內(nèi)有少量寒武系出露。九渡河—二道關(guān)成礦區(qū)(Ⅴ-12)位于懷柔九渡河—二道關(guān)一帶,呈北東—南西方向展布,長約14km,寬0.5~4km。區(qū)內(nèi)零星出露寒武系,在二道關(guān)一帶,寒武系呈傾向北西,傾角陡的單斜層產(chǎn)出。在九渡河一帶,寒武系形成褶皺。
(1)北京市石灰?guī)r礦產(chǎn)資源分布廣泛,資源量豐富,工業(yè)用途齊全。半數(shù)以上礦產(chǎn)地分布在西山的房山、門頭溝地區(qū)。水泥用、建筑石料用灰?guī)r主要分布在房山區(qū)和昌平區(qū),熔劑用、電石用灰?guī)r主要分布在門頭溝區(qū)和房山區(qū),制堿用灰?guī)r集中在懷柔區(qū),制灰用主要分布在豐臺區(qū)和房山區(qū)。
(2)石灰?guī)r礦床成因類型均為海相碳酸鹽化學(xué)沉積型。主要成礦時代為寒武紀(jì)昌平期、張夏期、奧陶紀(jì)冶里期、馬家溝期。寒武系昌平組的礦石類型主要為灰色、深灰色厚層至塊狀豹斑狀灰?guī)r和細(xì)晶灰?guī)r。張夏組的礦石類型以鮞狀灰?guī)r、方解石細(xì)脈灰?guī)r為主,花斑灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r次之。奧陶紀(jì)冶里組的礦石類型以淺灰色灰?guī)r、含泥質(zhì)斑狀灰?guī)r或細(xì)泥質(zhì)條帶灰?guī)r為代表。馬家溝組的礦石類型以深灰色灰?guī)r或暗灰色生物碎屑灰?guī)r為主,在二十里長山地區(qū)有豹皮灰?guī)r、含燧石團(tuán)塊灰?guī)r。
(3)在Ⅳ級成礦區(qū)帶的劃分基礎(chǔ)上,共劃分了12個石灰?guī)rⅤ級成礦區(qū),并對各成礦區(qū)成礦規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。其中京西煤石灰?guī)r成礦亞帶中劃分了河防口成礦區(qū)(Ⅴ-1)、鄭重莊成礦區(qū)(Ⅴ-2)、文殊峪成礦區(qū)(Ⅴ-3)等9個石灰?guī)r成礦區(qū),區(qū)內(nèi)含礦地層厚度穩(wěn)定,具有較好找礦潛力。