新知|硅化木传奇:似木非木 似石非石,你中有我 我中有你

齐鲁晚报·齐鲁壹点客户端 于梅君   2026-11-14 12:51:29原创

主笔:于梅君

2026年,古生物领域接连爆出硅化木新发现。山西阳泉荫营镇挖出距今2.95亿年的科达木化石群,定为国家二级重点保护古生物化石;江西玉山发现国内迄今时代最早的贝壳杉型木化石,补上了华南早侏罗世古植物研究的一大空白。神秘的硅化木,到底藏着哪些故事?

我国新发现两处木化石 拼出远古森林的模样

什么是硅化木?通俗说,就是远古树木埋藏地下后石化形成的木化石。一块切开的硅化木,外头是硬邦邦的石头,截面却像按下了时光暂停键——年轮、树皮、导管纹路清清楚楚,树木原本的模样完整留存。

2026年6月,山西阳泉郊区荫营镇一处崖壁,发现了这片2.95亿年前的科达木化石群落。其中一段树干化石出露约50厘米、直径82厘米,出露部分保存情况较好,为国家二级重点保护古生物化石。科达木是石炭纪—二叠纪繁盛、现已灭绝的高大裸子乔木,也是远古重要成煤植物,被视作松柏类的远古近亲。

崖壁南侧50米范围内,还分布着4根直径30至40厘米的同类树干,崖边碎石里可见科达树叶片、鳞木残片,相当于一整片远古森林,原地留下了遗迹。

科学家据此还原古场景:近3亿年前这里河道纵横、水流湍急,一场突发洪水快速掩埋林木,隔绝空气,才让它们躲过腐烂,得以化为化石。

2026年7月,江西玉山再添新收获:科研团队找到国内迄今时代最早的贝壳杉型木化石。以往国内同类化石多形成于中侏罗世、早白垩世,华南早侏罗世一直缺少南洋杉科树木的化石记录。

科研人员把化石切成薄片放在显微镜下观察,找到了关键线索:它的年轮边界柔和,早材到晚材缓慢过渡,没有清晰分界线。这种“长势平缓”的年轮,正是现代热带南洋杉的典型特征——常年温热,树木不必随季节急促生长,年轮自然模糊。

这直接证实,两亿年前这片土地常年温热湿润,季节差异微弱,属于热带环境。同岩层伴生的蕨类、苏铁等植物化石,一同勾勒出远古森林图景。这块化石,不仅把南洋杉这类古老裸子植物在我国的生存记录向前推进,也为还原古气候演变拿到了实证。

一块木化石,藏着大地数亿年的秘密

过去学界普遍认为,树木石化是一次性完成的,矿物置换结束,地质信息就此封存。但2026年7月德国明斯特大学团队刊发于《Scientific Reports》的研究刷新认知:一块硅化木,可能记录着区域数亿年的地下变迁。

团队选取德国基夫霍伊泽山脉的硅化木样本,借助阴极发光成像、原位铀铅测年等技术,在石英晶体里识别出五期依次形成的硅质矿物。

它的一部分,曾被埋到地下3到5.5公里深处,承受160℃至240℃的高温高压。亿万年中,地下水流不断渗流,矿物质一轮轮置换木质,每一期石英晶体,都会记下当时地下的温度、水压与水文条件。晶体内部微米级的流体包裹体如同微型记录仪,牢牢锁住板块沉降、地层抬升的线索。

五期矿化跨度约2亿年,叠加后期抬升、出露地表的过程,整套地质档案的时间最长可达3亿年,也是目前硅化木研究里,时间跨度最长、阶段最完整的矿物记录。

从枯树到顽石:一场条件苛刻的石化奇遇

树木想要变成硅化木,门槛极高。火山喷发或是山洪来袭,泥沙、火山灰迅速掩埋树干、隔绝氧气,避免植株被微生物分解。

深埋之后,富含二氧化硅的地下水持续渗透,开启矿物置换:硅质矿物一点点替换木材里的有机质。奇妙的是,置换不是简单填充空隙,而是精细复刻树干全部细微结构,轮廓、树皮、导管、年轮原样保留。

等到有机质完全被二氧化硅替代,枯木就化为硬度堪比石英的硅化木。绝大多数倒下的树木最终都会归于尘土,只有快速埋藏、温压适宜、长期稳定的硅质地下水等条件全部凑齐,才能完成这场蜕变。硅化木能不能成为可靠的地球档案,全靠埋藏那一刻的机缘。

全球多地保存规模宏大的硅化木化石群

国内知名的硅化木群落,首推新疆奇台将军庙戈壁。荒漠散落着近千株硅化木,树干直径大多在半米到一米之间,最粗可达2.8米,横卧岩层间,年轮结构清晰。

这里曾是侏罗纪原始森林,也是马门溪龙等巨型恐龙的家园,大树与巨兽共生,又一同在地质灾变中封存进岩层。

北京延庆硅化木国家地质公园同样珍贵,57株原生硅化木裸露地表,形成于1.4亿至1.8亿年前。

国外希腊莱斯沃斯岛石化森林,留存着约2000万年前的硅化木,部分树干长度超20米,一眼便能想见远古森林的壮阔。

硅化木里的斑斓惊喜:玉石质感的树化玉

部分硅化木会迎来更进一步的玉化。地下水裹挟不同微量元素,为化石染上丰富色彩:含铁呈红棕、黄褐,含锰偏粉橙,含铜透出蓝绿。其中玉化充分、通透艳丽的,就是收藏圈熟知的树化玉。

辽宁朝阳鸟化石国家地质公园的七彩树化玉堪称代表,这块1.3亿年前白垩纪标本,全长27米、重达80吨,玛瑙矿化充分,色彩丰富,是国内体量最大、保存和玉化程度顶尖的木化石标本之一。缅甸树化玉在收藏界也颇有名气,瑞丽博物馆藏的“青帝”绿色树化玉,通透翠润,十分难得。

但无论绚丽的树化玉,还是朴素普通的硅化木,最珍贵的价值始终藏在年轮之中。一圈圈年轮是天然的气候手记:宽年轮代表温暖湿润、长势旺盛,窄年轮对应干旱寒冷、生长受限。配合氧、硅同位素检测,科学家可以反推亿万年前的气温、降水环境。江西玉山的贝壳杉型木化石,正是依靠年轮特征,印证了早侏罗世华南稳定温热的热带气候,补齐古气候研究的关键拼图。

知多一点

《梦溪笔谈》里的猜想:古人早发现了“木变石”

早在现代地质学诞生前,古人就留意到这种奇特的石化古木。北宋沈括在《梦溪笔谈》记载:延州(今陕西延安)河岸崩塌,深土层里挖出数百根相连的“石竹笋”,沈括据此推测,远古这里低洼潮湿,适合竹子生长。

现代考证确认,它们并不是竹子,而是早已灭绝的新芦木,一种分节酷似竹竿的远古蕨类,距今约2.1亿年。虽然物种判断出现偏差,但沈括利用化石反推古环境的思路,比欧洲近代古生物学研究早数百年。

唐宋文人喜爱硅化木独特的质感,有人制成枕具、琴垫,也有人将它置于园林造景。古人惊叹大自然鬼斧神工,却不曾知晓,这一块石头,藏着亿万年山河变迁的漫长故事。

(齐鲁晚报·齐鲁壹点原创新闻)

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