伊川縣高溝村硅化木化石特征及成因淺析

（河南省煤田地質局二隊 河南洛陽471023）

（河南省煤田地質局二隊 河南洛陽471023）

經(jīng)野外調查，伊川縣高溝村發(fā)現(xiàn)硅化木化石兩處，經(jīng)過對硅化木化石的賦存特征、植物特征和礦物特征研究，結合硅化木化石沉積圍巖所反映的沉積環(huán)境，還原硅化木化石形成時的地理氣候環(huán)境，初步探討硅化木化石的成因。

伊川縣硅化木化石顯微特征化石成因

硅化木是地質歷史時期，喬木類、灌木類植物在特殊的埋藏條件下經(jīng)硅化作用形成的樹木化石，2014年7月，在伊川縣半坡鄉(xiāng)高溝村西100m山坡上發(fā)現(xiàn)二疊系上統(tǒng)石千峰組地層中有硅化木化石一處，呈黃褐色，長2.5m（未揭露全長），底徑0.5m。后經(jīng)踏勘及調查，共發(fā)現(xiàn)硅化木化石點兩個。

1 賦存特征

（1）一號硅化木化石（照片1）發(fā)現(xiàn)于高溝村西100m路北側，埋藏木化石的地層為石千峰組細粒巖屑長石砂中，地層傾向355°，傾角25°。硅化木呈深灰色，致密堅硬，順層埋藏，樹干粗端指向北東，細端指向南西，傾角22°，橫截面大致呈圓形，直徑0.31m。

照片1

（2）二號硅化木化石（照片2）發(fā)現(xiàn)于高溝村東，埋藏木化石的地層為石千峰組細粒巖屑長石砂巖，地層傾向350°，傾角25°。硅化木呈灰褐色，致密堅硬，順層埋藏，地表出露其一端，可見半圓形的橫截面，里端指向北東。硅化木長0.30m（發(fā)現(xiàn)時僅殘余該小段），一端橢圓長軸長約0.29m，向另一端變?yōu)樾ㄐ?，頭尾不清，較粗端內部肉眼可見木質纖維結構。

照片2

2 化石顯微特征

2.1 植物組織特征及種屬

一號硅化木化石橫切面管胞排列整齊，無生長輪（年輪）。徑切面較模糊，管胞單列，偶雙列，交叉場窗格型。弦切面亦模糊，木射線5-12個細胞高度，木質部射線大多單列，極少雙列。經(jīng)鑒定為Protophyllocladoxylon sp.（羅漢松科原始葉枝型木屬）。其顯微特征為①橫切面觀察無年輪，但因管胞直徑有細微差異，導致外觀上可見微弱的“假年輪”，其管胞呈圓形、橢圓形，或圓角的多邊形，管胞直徑30~76μm，平均53μm，管胞壁厚5~10μm，平均8μm。②弦切面可見木質部射線大多為單列，少量雙列，木射線高度1~40細胞高度，平均12個細胞高度。木射線高度54~1134μm，平均438μm。射線細胞呈近圓形或近矩形，高23~50μm，寬36~46μm，射線細胞密度為214個/mm2。弦向管胞壁偶見具緣紋孔。③徑切面管胞壁可見具緣紋孔呈1~2列，少量3列。單列的具緣紋孔呈圓形，部分橢圓。多列的具緣紋孔呈近圓形。

2.2 礦物特征

顯微鏡下可看出，一號硅化木化石礦物成分主要為大小不同的顆粒狀石英，含量為94%，粒徑在0.01mm~0.2mm之間，礦物顆粒形狀多呈長橢圓形，圓度較好，呈列狀排布，無細胞間的孔隙。硅化木化石中方解石占5%，少量褐鐵礦約占1%。褐鐵礦呈粒狀或粉末狀，斷續(xù)不規(guī)則細脈狀分布。硅化木化石表層被次生鈣質層包裹，鈣質層成分主要為泥晶方解石。

3 化石成因

經(jīng)本次調查，區(qū)內石千峰組地層自上而下泥巖以紫紅色為主，紫紅色巖石一般指示炎熱干旱的氧化環(huán)境，砂巖以黃綠色為主，層面多夾鈣質結核層，同樣為干旱環(huán)境。其次，石千峰組各段地層中所采巖樣經(jīng)鑒定均未發(fā)現(xiàn)孢粉化石，可推斷該區(qū)為持續(xù)性的，不適合植物生長的環(huán)境。另外，硅化木化石其莖干均截面均不具有植物年輪，說明其原木生長的氣候環(huán)境屬單一的炎熱干旱性氣候。埋藏硅化木的巖層為石千峰組砂泥巖段，屬濱湖三角洲水下分流河道沉積和分支河口砂壩沉積。該沉積相位于三角洲平原外側向湖的方向，為河流和湖水交鋒地帶，易形成快速埋藏的條件。

本地區(qū)及周邊未見巖漿巖，故推斷形成硅化木的硅質來源主要為圍巖中石英及長石。通過對硅化木及圍巖礦物成分對比可知，硅化木中的再生石英含量高達94%，而碳酸鈣及鐵質僅占6%，推測其原因為地下水可能呈弱堿性。還原硅化木形成過程為：暴雨形成洪水，洪水攜帶大量泥砂并迅速席卷了沿岸的植被。樹木經(jīng)洪水搬運，形成異地堆積，并被源源不斷的泥沙掩埋，形成與氧氣隔絕的條件。在沉積過程中，地下水的運移，使圍巖中少量的石英及長石等礦物在壓力作用及堿性環(huán)境下溶解于地下水中，并逐漸滲透進入植物細胞內，經(jīng)過一系列化學及物理反應，重新結晶為難溶于水的再生礦物，占據(jù)了植物內部空間，從而形成硅化木化石。由于本區(qū)硅化木化石在形成過程中，地下水運移過程緩慢，導致木化石的硅化過程緩慢，樹木的一些部位還未發(fā)生硅化，植物組織已經(jīng)分解殆盡，出現(xiàn)殘缺。

[1]《華北地臺晚古生代煤地質學研究》，中國煤田地質總局，1997.7，尚冠雄；

[2]《河南省晚古生代聚煤規(guī)律》，河南煤田地質公司，1991；

[3]《河南禹縣晚古生代煤層沉積環(huán)境與聚煤特征》，中國地質大學，楊起；

[4]《中國豫西二疊系華夏植物群-禹州植物群》，中國地質大學，2006，楊關秀；

[5]河南省永城及其相鄰地區(qū)的石千峰組，1981，地質學雜質三期，王仁農；

伊川縣高溝村硅化木化石特征及成因淺析

■趙大鵬

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-95-1