北京境内的西部山区统称北京西山，属太行山的余脉。
北京西山的北界为居庸关的关沟，这是一条略向西偏、近南北向的通道，南端始于昌平区南口，向北经过居庸关到八达岭关，是北京通往河北和内蒙草原的重要通道。在古代，横穿太行山的重要通道有八条，称为太行八陉，关沟是太行山最北端的通道，被称为军都陉。军都陉同时也是燕山与太行山脉的分界线，东侧为燕山山脉，西侧为太行山脉。北京西山的南界是房山区与河北省涞水县的边界。因此，北京西山包括了门头沟全境和房山、石景山、海淀、昌平等区的部分山地。
北京西山拥有异常丰富的地质现象，是中国地质学的发源地。
从19世纪中期开始，外国地质学家就开始了对北京西山的地质考察。1863年美国地质学家庞派来（R. Pumpelly）对北京西山的煤矿进行了调查，德国科学家李希霍芬（F.V.Richthofen）于1869年考查了京西玉泉山和昌平的南口，1871年又考查了从北京至门头沟斋堂、怀来矾山堡的沿途地质。1910至1912年，在北大任教的德国教授索尔格博士（F. Solger）在教学之余对北京西山进行了考查，并草绘了1：20万西山地质图一份。
1916年8月，在章鸿钊、丁文江、翁文灏以及瑞典人安特生的指导下，13名中国培养的第一批地质专业学生对北京西山进行了较系统的地质调查，绘制了第一批1：5万北京西山地质图（出版时缩小为1：10万），编写了第一本主要由中国地质工作者完成的中英文版《北京西山地质志》，并于1920年正式出版。直到20世纪50年代，“这部书和附图一直是多所大学地学专业教学的范本”（中国地质调查百年画卷，2016）。这项主要由中国人完成的地质调查成果标志着中国地质调查工作的正式开始。此后，北京西山成为中国地质学家最多关注和考察的地方，也是中国最早培养地质人才和开展地质研究的基地，中国许多地质学家都曾经在北京西山留下足迹，被称为中国地质学的摇篮。
北京西山还拥有丰富优质的煤炭资源和建筑材料，是元代以来京城最重要的能源和建材基地。
图1 《北京西山地质志》主要作者在兵马司胡同15号院合影
前排3位为指导老师（左起）：翁文灏、章鸿钊、丁文江
图2 北京西山地质志扉页
北京西山的地质遗迹众多，遍布西山全境，许多经典的地质遗迹已被写入教科书或著名的地学文献中，对于地学研究、地质科普和地质旅游具有重要意义。
以房山区为例，熟悉房山的读者马上会想到在周口店发现的“北京人”和“山顶洞人”遗址，想起房山的石花洞、银狐洞，想起被蜿蜒的拒马河侵蚀成的十渡景区，想起上方山的岩溶漏斗和九洞十二峰，想起圣莲山的奇峰峻石。这些地质遗迹与河北的白石山、野三坡等组合在一起，在2006年共同构成了房山世界地质公园，读者可以搜索房山世界地质公园的有关材料。以下几段重点向大家介绍门头沟的地理和地质概况。
门头沟区位于北京市的正西方向，东西长62km，南北最宽处仅34km。全区总面积1455km2，山区面积接近99%，门头沟西端有海拔2303m的灵山，是北京市最高峰，也是北京西部与河北的分界点。门头沟的南侧有著名的国家级自然保护区——百花山，百花山的南侧属房山区管辖。
北京市内最大的水系永定河是门头沟区内最主要的过境河流，在区内的主河道长约100km，落差300m，永定河在门头沟境内共有大小支流300余条，清水河是其最大的支流。109国道自东向西，主要沿永定河以及清水河穿越整个门头沟。
门头沟拥有众多规模不等的佛教寺庙，其中最著名的有戒台寺和潭柘寺，妙峰山则是北京西山最重要的宗教和民俗活动场所。
门头沟境内的地质遗迹众多，华北地区代表性的地层绝大部分在门头沟境内都有出露。现今流行的许多地质名词是在门头沟境内首先研究并根据门头沟的地名命名的，例如，青白口（地层）、下马岭（页岩）、马兰（黄土）、窑坡组（含煤地层）、龙门组砾岩、髫髻山（火山岩）、芹峪（运动）等等。此外，位于丁家滩-下苇甸之间寒武系剖面中的风暴砾屑灰岩、生物丘等已经成为闻名中外的经典。门头沟还是近年来燕山运动、中新元古代年代地层的热点研究区域。
近百年来，几代中国地质学家在门头沟境内做出了非常出色的贡献，以后若有时间，会把著名地质学家在门头沟做的开拓性工作进行系统总结。
现在更想说的是，无论是与周边的邻居房山区比，还是与全国任何一个县级行政区比较，门头沟地质资源之丰富程度和经典性都是无与伦比的。然而令人尴尬的是，门头沟区至今连一个国家级地质公园的名分都没有，而房山区早在10多年前就成为世界地质公园，需要主管部门和地方政府领导三思。
图3 芹峪动动的提出者乔秀夫先生（红色上衣）
图4 丁家滩-下苇甸寒武系剖面中的生物丘
图5 丁家滩-下苇甸寒武系剖面中的风暴砾屑灰岩
2011年，笔者在门头沟的庄户洼村附近发现了保存完好的15亿年前古地震遗迹，2016年斋堂镇东胡林村第一书记杨艳发现了保存完好的第七具新石器时期东胡林人遗骸。
图6 距今15亿年的古地震遗迹——液化溢出丘（ 门头沟庄户洼村附近）
图7 距今15亿年的古地震遗迹——液化脉（ 门头沟庄户洼村附近）
图8 埋在马兰黄土中的东胡林人遗骸（距今1万年）
图9 位于野溪附近的褶皱
下面的顺口溜是结合前人的重要发现和本人对门头沟区多年来实地考察之后总结归纳的（本人不会写诗，权称其为顺口溜），但是每段话都有故事，知道了这些典故，则门头沟的地质历史可以明白七八分。这个顺口溜还在不断更新中，待以后有时间会逐条展开和进一步完善，细心的读者可以此作为门头沟地质研究或考察的切入点，同时欢迎大家补充更正。
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门头沟地质地貌
一河一路一分田，两寺三山景无限
百里聚落贯东西，古道人文史千年
东胡林人新石器，距今已有壹万年
马兰黄土在斋堂，底界年龄近十万
龙门窑坡南大岭，九龙山下藏煤田
灰峪海陆化石群，奥陶灰岩接石炭
寒武鲕滩生物丘，风暴砾屑下苇甸
下马岭底风化壳，芹峪上升铁岭间
十五亿年古地震，雾迷山组始发现
沿河城边大断裂，野溪褶皱最经典
永定峡谷风光美，百万苍桑山水间
亿万年来地球史，造就地质之摇篮
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门头沟区国土资源局白鹤桥科长补充了如下句子，欢迎熟悉门头沟地质地貌和地理情况的同仁继续补充：
双龙峡谷龙门涧，聚灵神泉水切山。
龙门柏峪一线天，冰川漂砺斜河涧。
灵山花开百草畔，黄草梁上七星连。
爨底灵水三家店，古村琉璃亮宫苑。
茶马古道交通站，第一支部产党员。
抗倭撒血烽火痷，挺进马兰树红幡。
革命历史多悠久，红色旅游串自然。
矿物当家曾资产，东胡林人开头篇。
谁不道我家乡美，枕流漱石绘山川。
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