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园林树木教学博客——园林之林

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关于我

毕业于河北农业大学,副教授,主讲园林树木课程15年以上,喜欢文学、历史,酷爱书法。(山水自然美景,一草一木总关情!书里书外故事,朝朝夕夕度平生!)

【转载】树是怎样变成化石的  

2014-02-28 11:15:52|  分类: 树木文化 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自梅庆吉《树是怎样变成化石的》
    地球是浩翰宇宙中一颗尉蓝色星球,沦海桑田,海陆变迁,当我们翻开地球上那似“书本”状厚厚的沉积岩时,生物活动的遗体、遗迹,一页页地记录下我们这个星球的变化。

在元古代震旦纪,白云岩、磷块岩中出现的巨环藻、叠层石化石,以及寒武纪陡山沱时期的生物第一次大爆发,古生代开始在碳酸盐岩中普遍出现的以蓝绿藻构成的层纹石、迭层石、核形石,在二迭纪煤系地层粘土页岩中,则开始出现了保存完好炭化了的各类植物叶片化石。

植物逐渐演化进化从裸子植物到被子植物,从大羽羊齿(厥类)植物到二迭纪开始出现高大的乔石如鳞木、栌木,中生代时期尤其是侏罗纪、白垩纪大量的松、柏、水杉、银杏,桫椤,给当时称霸地球一时的恐龙世界提供了丰富的食源。

地质历史时期的山麓、湖相盆地,大河出海口的三角洲,滨海沉积区,为原始丛林的生长构筑了天然集中连片的条件,在各种地质灾害作用下又深埋了这些丛林,植物树干、树根及树叶在地下随着时间的变化,上覆土层(岩层)温度、压力的改变,部分处于还原条件下,有的炭化后形成煤、炭质页岩,有的在氧化环境下有机质荡然无存。而另外,也有很少部分植物树干、树根在特定的地质条件下,形成了坚硬的化石,学名叫硅化木,俗名叫木化石。

硅化木是古代树木因火山喷发或地壳运动等地质作用而被埋入地下,由于处于缺水的干旱环境或与空气隔绝,木质不易腐烂,在漫长的地质作用过程中被含硅钙物质交换替代,替换的过程保留了木质的纤维结构和树干的外形,使树木变成化石。树木保存为化石的条件极为苛刻,树干要想成为硅化木,先决条件是其遗体必须得到迅速掩埋,环境的特殊,与空气隔绝这种迅速掩埋的情况毕竟是极少见的,因此,树木成为化石的几率非常小。树木被泥沙埋藏后,含丰富硅质成分的地下水溶液就开始对这个不速之客虎视眈眈了,地下水一边溶解树木的木质成分,一边将自己携带的硅质成分沉淀于所溶解的孔洞中,发生物质交换替代现象。如果溶解和交替速度相等,且以分子相交换,则可保存树木的微细结构,如年轮及细胞轮廓等。如交替速度小于溶解速度,则主要保存了树木的形态,年轮一般不清楚。最后,树木的原来成分已荡然无存,全部由含硅钙成分的石质所取代。之后,经过压实、固结、成岩,原来的树木就完全变成了坚硬的石头——木化石。这个过程就是树木的石化过程,其间要经历几百万年甚至上千万年的漫长岁月。

在中国,硅化木的分布时代集中在中生代,即恐龙时代,多数是侏罗纪和白垩纪的植物,也是被子植物出现时期的植被类型。地理分布主要在四川、新疆等地。近年来,在中国的辽宁西部地区大规模出土了硅化木化石,使中国的硅化木分布区域不断扩大,同时在北京周边地区也陆续有些发现。

硅化木具有极高的研究及学术价值。

硅化木一般都是高大乔木的石化部分残留体,从硅化木中我们可以获得大量当地、当时及一段年代的古气象资料,如太阳光照、光照长短,雨水多少,丰沛程度,千百年气候变化,植物群落组合,地域间变化关系,经纬度变化关系,地史变化变迁规律。

对生长在温带硅化木树干上的年轮,可清晰的数出其一圈圈的年轮,每一圈为一年形成层,对生长在热带树干上的年轮,由于气候季节性变化小,形成层参生的细胞没有什么差别,硅化木上一圈圈的年轮也就不太清晰了。

硅化木茎干上的年轮,在茎干的韧皮部内侧有一圈细胞生长特别活跃,分裂也极快,促使形成新的木材和韧皮组织称为形成层,形成层增多树干变粗壮,季节变化反应在形成层的变化。相应树种区域性形成层变化规律,是研究古气候的必备资料。

通过对硅化木残余结构分析,从年轮特征可判断出春夏季节是树木生长的旺季,形成层的细胞分裂快、生长快,产生的细胞体积大,细胞壁薄,纤维少,输水导管多,颜色浅,质地疏松称为早材。秋冬季节是树木生长的弱季,形成层的细胞分裂慢、生长慢,产生的细胞体积小,细胞壁厚,纤维多,输水导管少,颜色深,质地紧密称为晚材。早材与晚材构成一圈便是年轮,从年轮中的细微变化关系可推测那一时段的冷暖变化规律。

从出露硅化木树种的分布,赋生的的地质构造单元及地层,在某些方面可以推测出当时的古气侯变化,海陆变迁。

自从硅化木化石被一些人们相中以后,于是很快的进入了商品市场领域,产于全国各地山间、旷野,沉睡亿万年的硅化木化石便开始惨遭厄运,被挖、采、盗、贩运,破坏之风席卷各地十分严重、万分猖獗,一颗颗硅化木化石从穷乡辟壤、偏远山寨、深山老林中流向各地。成为人们收藏的新宠。

为保护硅化木这一难得的资源,政府部门建立了许多地质公园进行保护。我国第一个硅化木地质公园就建在被称为北京夏都的延庆。这个公园位于北京西北部的延庆县东北60公里处的千家店乡下德龙湾的白河北岸缓坡上,东西宽500米,南北长1500米,人称三道梁。硅化木主要分布在一二道梁上仓米古道景区白河流域,总面积达226平方公里。区域地质遗迹资源丰富,是侏罗纪硅化木群分布最广、规模最大、保存最完整的地区。公园沿白河两岸分布,自西向东穿越三个中生代火山岩盆地。最西侧火山盆地形成燕山天池,向东越过元古代地层组成的峡谷后,蜿蜒曲折进入千家店火山岩盆地,直达硅化木发育中心,形成一条长达55公里长廊。

园内的硅化木化石群,均形成于距今1.4至1.8亿年间的中生代侏罗纪火山沉积盆地中。硅化木化石群多年沉积形成了多姿多彩的地貌特征,质地坚硬、纹理清晰、年轮宽窄可见,系裸子植物门松柏纲,每隔几米、几十米就有一处,共有38株。木化石露出地面20~200厘米,多呈树桩状,颜色土黄,直径可达1~2.5米。其中现已发掘出最粗的硅化木直径达2.5米,最长的“树干”挺直长达15米。

此外在新疆,还建立了全国最大的硅化木保护区。这个保护区位于吉木萨尔县、奇台县、木垒县三地内,有中侏罗纪至晚侏罗纪的硅化木群分布,距今1.5亿年至1.7亿年,尤其是境内的奇台县硅化木自然保护区内更为集中连遍,石树沟最为突出,在11.65平方公里面积范围内,裸露于地表的硅化木多达近千株。树种有金钱松、落叶松、水杉、云杉、银杏、桦木等,最长的一株有26米,硅化木遺存規模仅次于美国亚里桑纳州,居世界第二。

现在,我国已建成硅化木保护区多达几十处。这些保护区,既可进行科普教育,又有效地保护了这一珍贵的稀有资源。

硅化木的极品是硅化玉,是玉化的硅化木。它属于硅化木,又因其晶莹剔透的外表而区别于普通硅化木。在漫长的地史过程中,大片的原始森林被博大的自然力量埋葬于地下。在高压、低温并且无氧环境下浸泡于二氧化硅的环境中,树木中的碳元素逐渐被二氧化硅替代,并部分保留了树木的某些原始特征,并纳入周围岩层的某些矿物元素,形成缤纷的色彩物质,这就是硅化木,也叫做木化石。而后漫长的地质时期,在温压的不断变化中,硅化木发生了差异的变质作用,重新结晶,主要成分转换为蛋白石玉髓,这就是树化玉,也叫木化玉。

树是怎样变成化石的 - 梅庆吉 - 梅和勒.慶吉

 

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