照猫画虎？是化树成玉

开门见山地说，以大家的聪明才智，想必对图片中的实物一定并不陌生，这些类树类玉的物质有个好听的名字 -- 树化玉，或者更为专业的名词"硅化木"，今天就让我们来聊一聊"树"和"硅"这两个看似完全无关的物质是如何你侬我侬，并融为一体的 : )。

硅化木形成时间的说法有很多，有说"硅化木"形成于距今 3 亿年前的石炭纪的，有说"硅化木"形成于三叠纪早期的，也有也有说"硅化木"形成于侏罗纪 / 侏罗 - 白垩纪、中新世的。鉴于植物在地球上的历史过于久远，它们的"恋爱史"是实在无法追根溯源，但是总之不论如何这都是一场"至少"跨越千万年的"爱情故事"，真・情比金坚。

虽然硅化木形成时间多样，但是其成因研究大多趋向于用地质学的方法进行探讨和研究，总结而言，其成因多为：①"硅化木"形成前，该区域曾经是植物生长繁茂的热带雨林或亚热带雨林。②"硅化木"的形成多与板块地壳活动引发的一系列地质事件有关，火山活动、盆地差异升降、地震、洪水、火山喷发、泥石流造推倒了这些植物，并将其掩埋。③"硅化木"形成时受大量含硅热液（富硅地下水）的影响（含硅热液多于火山活动等地质活动有关）经过漫长的地质历史时期的石化作用转变为硅化木。^[1]

1、树木丛生，百草丰茂

毋庸置疑，如果没有丰富的树木资源，硅化木也就失去了"肉体"，而形成硅化木的树木生长又于当时的气候环境息息相关。一般该区域在硅化木形成前，多为热带或亚热带气候，气温适宜，雨水充沛，阳光充足，土地肥沃，因此高大的绿树木在这里繁衍生息，发展壮大，并产生了较为完整的生态系统。以当下出产硅化木的缅甸为例，在中新世的缅甸区域，得益于板块碰撞，印缅山地沿那加山一带褶皱成山，缅甸中央低地则海水大规模从中部南撤而逐渐变为陆地，并伴随形成了季风气候环境，为孕育形成热带雨林生态环境创造了条件，而这又为植物的蓬勃生长奠定了基础。^[2]

除了缅甸外，科学家们在对希腊的莱斯沃斯硅化森林的研究中，推断该地区中新世植物特征与东南亚和美洲的亚热带地区类似，这表明爱琴海地区在中新世早期属亚热带气候，莱斯沃斯硅化森林在硅化前是一个混合亚热带森林。其内植物种类超过 46 种，主要为针叶植物和被子植物，包括松树、红豆杉、柏树、月桂树、榉树，以各种棕榈树，偶见蕨类植物。

2、地质活动频繁

由各类地质活动引发的造山运动、火山活动、不仅可以为植物生长提供适宜的条件，而且也是硅化木形成必不可少的一步，以缅甸硅化木为例，其原始表皮表面多附有一层由火山灰凝结形成的灰白、黄褐色等灰土状表皮，这是热带雨森遭遇了强烈的火山岩浆的喷发活动的例证，而缅甸西部则刚好处在板块汇聚边缘的新特提斯造山带上。新生代时期的新特提斯消亡，继承它衣钵的则是 -- 阿尔卑斯-喜马拉雅造山带，当今世界上地质运动最为剧烈并拥有全球规模的造山带。

除缅甸外，希腊的莱斯沃斯硅化森林的硅化木表皮也呈现这一特性，大约在 4500～3500 万年前的始新世至渐新世时期，北部欧亚大陆和南部非洲大陆两大岩石圈板块在基克拉泽斯 地区聚合，非洲板块向北俯冲至欧亚板块之下，并在爱琴海东北部引发强烈火山活动，值得一提的是，火山喷发并不一定会燃尽附近的一切，以维苏威火山和庞贝古城为例，在发掘过后，人们发现，庞贝古城和里面的人与物仿佛被火山碎屑流永远凝固在那一刻，对于树木而言也一样，突发的地质事件使植物被快速掩埋，并长期处于缺氧环境，它将在这里静静等待它的天命之子 -- 硅热液。

3、硅热液

硅来！如果硅化木中的树木结构就是"肉体"，那么其中的硅就是"灵魂"，树木中未被腐蚀的有机质不断被高浓度二氧化硅热液替换，在冷却后二氧化硅以蛋白石或凝胶状二氧化硅形式沉积下来，使其石化，并保留树木原来的内部结构，经过漫长的地质历史时期，树木最终硅化形成硅化木 ^[4]。这就是一些硅化木的年轮甚至纤维组织清晰可见的原因。^[5]

那么问题来了，在常温下水中硅的溶解度极低，高浓度的二氧化硅热液从而何而来呢？这又与我们先前提过的频繁地质活动有关，首先岩石圈板块聚合过程中，在向地壳方向上升时，会携带有大量的硅，二是火山岩浆作用过程中会提供的硅质溶液，因此造成该区域本身硅含量较其他地方偏高。

亚热带季风气候和热带季风气候温暖湿润，常年多雨，地下水非常丰富，湖水和河水沿地质作用产生的裂隙等往下渗透，而频繁的火山等地质活动为热液提供热源，在一定深度经地热或火山作用加热后发生循环并上涌，热水从流经岩石和地层中淋滤并萃取出大量二氧化硅及其它矿物质，最终形成高浓度的含可溶性二氧化硅热液。^[6]

硅化木的形成是气候环境、地质环境、地质活动共同作用产生的结果，正是这些因素巧妙的同频共振，旧时的植物在霎那的天崩地裂后，缓慢转变为了矿物，获得了新生，时间荏苒，光阴不在，在历史的面纱被揭开后，它拥有了一个好听的名字 -- 硅化木。

参考文献

• [1] 董传万.竺国强.俞仲辉等.浙江新昌硅化木赋存地层岩石学与古生态环境研究 [J] 浙江大学学报.2002,29 ( 2) :202-208.

• [2] 王义昭.缅甸硅化木 ("树化玉") 的成因 [J].地质通报. 2011,30 (10):628-1637.

• [3] 曾昱昕.希腊莱斯沃斯硅化森林特点与成因探析 [J].长江大学学报（自科版）,2018,15 (14)：48-52．

• [4] 竺国强，董传万，银薇.浙江新昌硅化木的硅质来源 [J] 成都理工大学报.2003,30 (1):35-39.

• [5] 段淑英，董传万，潘江，等.中国新昌化石木研究 [J].植物学通报，2002,19 (1):78-86.

• [6] 郑媛，周家云，朱创业，李同柱.四川射洪硅化木国家地质公园景观特征及成因 [J].资源开发与市场. 2006,(03):286-288.

本文来自微信公众号：石头科普工作室 （ID：Dr__Stone），作者：扁舟，美编：怪伽 cc