射洪硅化木國家地質(zhì)公園硅化木化石群資源優(yōu)勢(shì)

沈博偉，曹俊，唐廣成，張濤

射洪硅化木國家地質(zhì)公園硅化木化石群資源優(yōu)勢(shì)

沈博偉，曹俊，唐廣成，張濤

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，成都 610213）

四川射洪硅化木國家地質(zhì)公園內(nèi)的硅化木化石具有分布地域廣、數(shù)量多、規(guī)模大的特點(diǎn) ，是我國南方地區(qū)最大、國內(nèi)保存最為完好、以中生代侏羅紀(jì)裸子植物為特色，且在東亞和全球極為罕見的原生硅化木化石群。該硅化木化石群具有重要的科研價(jià)值 ，是研究川中乃至四川地區(qū)中生代時(shí)期地質(zhì)演化、地理環(huán)境變遷、古氣候條件、古動(dòng)植物發(fā)育狀況及形成機(jī)制、產(chǎn)出地層沉積相序變化及演化等課題的重要物證。

硅化木；資源特征；對(duì)比分析；射洪

四川射洪硅化木國家地質(zhì)公園位于四川盆地中部。其范圍東起鏵頭咀，西至明星鎮(zhèn)-龍?zhí)稖?劉家院子一線；北起宋家老院子-爛寨子坡一線，南抵寨子坡-馬桑坡一線，總面積約12 km2。公園距離成都市約136km，距重慶約140km，距綿陽約130km，距遂寧約30km。區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出，成南高速、遂綿高速、達(dá)成鐵路均有出口與公園連接，交通極為便利。

地質(zhì)公園所在區(qū)域?qū)儆谇治g丘陵地貌，總體地勢(shì)南高北低，西高東低，一般高差80～100m。丘陵呈饅頭狀或階梯狀，丘間谷地多呈“U”形。

公園地處亞洲季風(fēng)區(qū)，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，具有四季分明，雨量充沛，氣候溫和的特點(diǎn)。年均降雨量941mm，年平均氣溫18.2℃，變幅1.5℃；冬暖春早，無霜期長。夏季炎熱，秋多綿雨，冬多云霧，日照較少，濕度較大。一年四季均有霧日，以秋、冬季多，春、夏季少。

公園植被覆蓋率為45%。天然原生植被極少，主要是人工栽培森林植被。木本植物379種，屬于72個(gè)科，179個(gè)屬，其中國家一級(jí)保護(hù)植物有水杉，國家二級(jí)保護(hù)植物有杜仲、銀杏、鵝掌秋等。

1 地質(zhì)背景

地質(zhì)公園在大地構(gòu)造上屬于四川前陸盆地龍泉門山前緣隆起帶，地質(zhì)構(gòu)造簡單，以褶皺為主，褶皺平緩、寬闊，斷裂不發(fā)育（圖1）。

圖1 四川省構(gòu)造分區(qū)圖

區(qū)域地層由老至新出露有侏羅系上統(tǒng)遂寧組(J3)、侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組(J3)和第四系(Q)。

侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3）：紅色粘土巖、砂質(zhì)粘土巖夾淺紅、灰白色薄層狀細(xì)粒長石砂巖、長石石英砂巖及粉砂巖。下部夾灰綠色薄層板狀泥灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r。與上覆侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組下段為整合接觸。

侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（J3）：巖性為紫灰、棕紫色砂巖、紫紅色泥巖，呈不等厚互層。砂巖主要屬泥質(zhì)膠結(jié)，次為鈣質(zhì)硅質(zhì)膠結(jié)。硅化木化石群及恐龍化石產(chǎn)于黃灰色砂巖中。常見植物化石有蘇鐵類、銀杏類、松柏類等。

第四系沖積層（Q）：新沖積層沿江岸形成不連續(xù)的沖積壩和沙洲漫灘。沖積壩于河道兩旁組成一級(jí)階地，高出河道5～20m，上部為灰、黃灰色粘土和黃褐色砂壤土以及壤土夾砂礫卵石透鏡體，下部為砂礫卵石。

表1 地質(zhì)公園硅化木化石分布統(tǒng)計(jì)表

2 硅化木化石形成過程

在距今約1.5億年的晚侏羅系時(shí)期，射洪及其周邊廣大地區(qū)為一內(nèi)陸湖泊，氣候以炎熱干燥為主，并有短暫的溫暖潮濕氣候和寒冷干燥氣候，沉積了1 000m多厚紅層沉積物。盆地里到處生長蕨類及蘇鐵、松柏等裸子植物，后由于生存環(huán)境的巨變，如季節(jié)性的洪水泛濫等，大批樹木死亡倒伏，其中一部分樹木被流水搬運(yùn)至河流、湖泊里，并被泥砂掩埋。在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期，水溶液不斷地從樹木中滲過，樹木中的有機(jī)質(zhì)被帶出來，水溶液中的礦物質(zhì)如二氧化硅、碳酸鈣、氧化鐵等填充進(jìn)入細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙。后經(jīng)過石化作用、重結(jié)晶作用，樹木形態(tài)輪廓絲毫未變，形成了當(dāng)今被人們看到的硅化木化石。

3 硅化木化石資源特征

公園內(nèi)的硅化木化石分布區(qū)西起曾家溝，過曾家埡口，至李家溝、王家溝、田家溝，沿龍洞河西南岸，經(jīng)順濟(jì)廟往北，過龍洞河經(jīng)龍洞子電站，向北至龍?zhí)洞宓鸟R家溝以南。

圖2 王家溝硅化木埋藏遺址分布示意簡圖[17]

硅化木賦存于侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組下段灰黃色巖屑長石砂巖中，該砂巖厚度變化較大，一般在10～20m之間（圖3）。硅化木產(chǎn)狀較多變，但以與巖層產(chǎn)狀大致一致的占多數(shù)，有少量與層面斜交或近于直立的。硅化木化石表面顏色多呈褐黑色、灰白色；直徑一般在0.1～1.0m之間，最大1.5m，長0.1～8.0m。未見樹根及樹枝，表面有樹皮的極少。硅化木表面有碰撞及磨蝕痕跡，其特征顯示是被流水搬運(yùn)后再掩埋而形成的。

其中，王家溝硅化木化石是射洪地區(qū)分布最為集中、最為典型的一處木化石產(chǎn)地。該處木化石主要產(chǎn)于晚侏羅世蓬萊鎮(zhèn)組下段中，巖性為厚層淺黃綠色細(xì)粒長石石英砂巖夾灰綠色薄層狀泥巖，發(fā)育大型交錯(cuò)層理，膠結(jié)較為松散。硅化木主要以樹干為主，樹樁僅見3塊左右，出露長度不一?；瘮嗝嬷睆蕉酁?0～70cm ，最大可達(dá)1.5m。樹干產(chǎn)狀不盡相同，但同一化石層內(nèi)傾向基本一致，傾角多小于30°（圖2）。硅化木斷面有呈板狀及半圓狀者，但多為不完整的圓形狀，表面多為錢黃褐色、灰白色，紋理清晰，質(zhì)地堅(jiān)硬。

公園內(nèi)的硅化木化石主要以硅化保存為主，礦化程度相對(duì)較弱，內(nèi)部構(gòu)造特征保存相對(duì)一般。部分保存相對(duì)較好的標(biāo)本，可以觀察到生長年輪、管胞、射線細(xì)胞、交叉場(chǎng)紋孔以及徑壁紋等解剖構(gòu)造節(jié)特征(圖4、圖5、圖6、圖7）。硅化木化石橫切面多具明顯的生長紋，表明其形成及其大規(guī)模集中保存與季節(jié)性的洪水泛濫有密切關(guān)系，是研究四川盆地侏羅紀(jì)古地理格局、古生態(tài)環(huán)境變遷與相關(guān)重大地質(zhì)事件活動(dòng)等重要地學(xué)理論問題的十分難得的化石證據(jù)。通過切片比較研究，射洪硅化木為保存次生木質(zhì)部的侏羅紀(jì)松柏類植物（隸屬于擬羅漢松型、云杉型、原始松型、南洋杉型等分類單元）。

圖3 四川射洪硅化木國家地質(zhì)公園硅化賦存地層示意圖[17]

圖4 射洪王家溝木化石解剖特征（I）

圖版說明：圖A-B 橫切面，未見生長輪；圖C 橫切面，示管胞細(xì)胞特征；圖D-F 弦切面，示木射線；圖E 弦切面，示雙列木射線細(xì)節(jié)

圖5 射洪王家溝木化石解剖特征（II）

圖版說明：圖A-C 徑切面，示單列橢圓形緊擠的管胞徑壁紋孔；圖D 徑切面，示單列圓形分離的管胞徑壁紋孔；圖E-G 徑切面，示交叉場(chǎng)及交叉場(chǎng)紋孔；圖E 弦切面，示交叉場(chǎng)紋孔細(xì)節(jié)

圖6 射洪王家溝木化石解剖特征（III）

圖版說明：圖A 橫切面，示生長輪；圖B 橫切面，示生長輪早-晚材細(xì)胞特征；圖C-D 弦切面，示單列木射線；圖E 弦切面，示雙列木射線細(xì)節(jié)

此外，在公園內(nèi)的王家溝、李家溝、蔡家壩等地，發(fā)現(xiàn)有部分恐龍骨骼化石零星分布，與硅化木分布層位相同或鄰近，這一現(xiàn)象在國內(nèi)外非常罕見，具有重要科研價(jià)值。

據(jù)分析，骨骼化石直徑0.1~0.3m，長0.15~0.5m，為蜥腳類恐龍肢骨化石。

圖7 射洪王家溝木化石解剖特征（IV）

圖版說明：圖A 橫切面，示生長輪；圖B-C 橫切面，示生長輪早-晚材細(xì)胞特征；圖D-F 徑切面，示單列橢圓形緊擠的管胞徑壁紋孔

4 資源優(yōu)勢(shì)對(duì)比分析

世界上比較知名的木化石產(chǎn)地包括北美洲美國中西部地區(qū)的亞利桑納、弗吉尼亞，南美的阿根廷南部地區(qū)，澳大利亞的塔斯馬尼亞，亞洲的中國、泰國、緬甸、印度、蒙古，歐洲的英國、德國、法國、希臘等地，以及非洲馬達(dá)加斯加等地，甚至在南極地區(qū)亦有大量木化石發(fā)現(xiàn)。

我國幅員遼闊，木化石資源極為豐富，其數(shù)量之多、分布之廣、保存之完好，堪稱世界之最。目前，國內(nèi)近20多個(gè)省市和自治區(qū)均有硅化木化石發(fā)現(xiàn)，主要包括：東北地區(qū)的遼寧、黑龍江、吉林，華北地區(qū)的內(nèi)蒙古、北京、河北、山西，西北地區(qū)的新疆、甘肅、陜西，西南地區(qū)的四川、西藏、重慶、云南，華南地區(qū)的湖南、湖北、廣東、廣西，華東地區(qū)的浙江、安徽、山東等地。就硅化木的規(guī)模和保存程度來說，四川射洪、新疆奇臺(tái)、北京延慶、浙江新昌和重慶綦江等產(chǎn)地最具代表性，并已先后建立古生物化石類國家地質(zhì)公園。

圖8 中國新生代硅化木化石分布圖[17]

5.1 北京延慶硅化木國家地質(zhì)公園

延慶硅化木化石群賦存地層為侏羅紀(jì)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)57根，最長者達(dá)15m，僅在400×1 500m范圍內(nèi)木化石的石樁現(xiàn)就發(fā)現(xiàn)38個(gè)，是華北地區(qū)規(guī)模最大的原地埋藏、原地產(chǎn)出、原地展出的硅化木群。硅化木多保存為直立的樹干、樹樁或樹根，出露高度不一，從40cm到1m多不等。斷面直徑一般在1～2m左右，其中已發(fā)掘的最粗的硅化木直徑可達(dá)2.5m左右。斷面上的木化石紋理、年輪清晰可辨，樹干周圍還包裹著一層灰黃色的硅化圈。延慶硅化木化石群的特色是以保存較好的樹樁為主，而且研究程度較好，但是在硅化木的數(shù)量和分布規(guī)模上不占主要優(yōu)勢(shì)。

5.2 新疆奇臺(tái)硅化木—恐龍國家地質(zhì)公園

奇臺(tái)硅化木化石群賦存地層為中-晚侏羅世，圍巖為黃色礫巖、雜色泥巖、褐紅色泥質(zhì)砂巖。硅化木樹干大多已斷裂，樹干、樹皮、樹枝的原生構(gòu)造保留完好，生長年輪和少量果實(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)仍清晰可見[11、12、13]。硅化木或橫臥者或直立保存。橫臥地表的硅化木多數(shù)直徑為0.5～1m，大者可達(dá)2m。直立硅化木可高達(dá)3m，其直徑可達(dá)2m。樹樁根系十分發(fā)達(dá)，有的長度可達(dá)30m。硅化木保存程度較差，遭到人為破壞和盜竊比較嚴(yán)重[9、10、11]。

5.3 浙江新昌硅化木國家地質(zhì)公園

新昌硅化木化石群賦存地層為下白堊世永康群館頭組，圍巖為細(xì)砂礫巖、砂巖、粉砂泥巖等。目前，硅化木已發(fā)現(xiàn)有300余根，以灰黑色、黑色為主，少量灰黃色、灰白色。硅化木埋藏具有規(guī)律性，或直立或斜臥，或樹根或樹枝，硅化程度高，石質(zhì)堅(jiān)硬，外形各異，木質(zhì)結(jié)構(gòu)、年輪十分清楚[13、14、15、17]。

5.4 重慶綦江木化石恐龍國家地質(zhì)公園

重慶綦江硅化木化石群賦存地層為中侏羅統(tǒng)下沙溪廟組，數(shù)量眾多，個(gè)體較大，保存完整，產(chǎn)出地集中。主要分布于該縣古南鎮(zhèn)馬桑巖地區(qū)，在約9.1km2保護(hù)范圍內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)有大小木化石29根，其中8根規(guī)模較大（其中最長的一根達(dá)25m），其余規(guī)模小。主要以硅化和鈣化兩種方式保存。

表2 硅化木類地質(zhì)公園對(duì)比表

5 小結(jié)

綜上所述，公園內(nèi)的硅化木化石資源豐富，具有以下優(yōu)勢(shì)特征：

1）分布范圍廣。公園內(nèi)硅化木化石主要分布于射洪縣明星鎮(zhèn)的王家溝、曾家溝、田家溝、龍洞子電站一帶及回馬鎮(zhèn)的李家溝。

2）集中出露數(shù)量多。在不足1km2的范圍內(nèi)硅化木分布數(shù)量多達(dá)512根，其規(guī)模、密度和埋藏狀況等堪稱國內(nèi)唯一、國際罕見。

3）賦存產(chǎn)狀多樣。硅化木化石大部分順層平臥，也有不少與層面斜交或直立。

4）保存完好。硅化木化石保持了原生真實(shí)自然狀態(tài)、裸露地表部分多為樹木莖干及其斷面，未受到人為破壞?；y理清晰，質(zhì)地堅(jiān)硬，木質(zhì)“結(jié)構(gòu)”年輪清晰可見，保存了1.5億年前植物的細(xì)胞和生物結(jié)構(gòu)。木化石的三維切面（橫切面、弦切面、徑切面）均顯示了豐富的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是了解植物系統(tǒng)分類的重要依據(jù)，為晚侏羅紀(jì)植物化石的研究提供了重要的化石證據(jù)。

5）與恐龍化石同層賦存。硅化木化石群與恐龍化石同時(shí)產(chǎn)于侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組一段（J31）黃灰色長石砂巖中，產(chǎn)于同一地質(zhì)層位，在國內(nèi)乃至世界實(shí)屬罕見。在四川盆地侏羅紀(jì)地層中已發(fā)現(xiàn)了大量的、著名的恐龍化石，如馬門溪龍等，但幾乎很少發(fā)現(xiàn)與恐龍化石共存于同一層位的硅化木化石。

因此，四川射洪硅化木具有極高的科學(xué)研究價(jià)值，它不僅保存了1.5億年前植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)，同時(shí)是恢復(fù)地質(zhì)時(shí)期地表植被原貌、重建古氣候環(huán)境的有效鑰匙，是研究四川盆地侏羅紀(jì)古地理格局、古生態(tài)環(huán)境變遷與相關(guān)重大地質(zhì)事件活動(dòng)等重要地學(xué)理論問題的十分難得的化石證據(jù)。其也為研究恐龍的生活環(huán)境和生活習(xí)性提供了重要的證據(jù)，對(duì)于研究四川盆地古地理、古氣候、古環(huán)境、古生物的演變具有極其重要的地學(xué)意義。

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Resources Advantage of Silicified Wood Fossils inthe Shehong Silicified Wood National Geopark

SHEN Bo-wei CAO Jun TANG Guang-cheng ZHANG Tao

(Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213)

Silicified wood fossils are distributed over the Shehong Silicified Wood National Geopark. They’re the best-preserved Mesozoic Jurassic Gymnosperms in the country and extremely rare in East Asia and the world. The silicified wood fossils is of great value in scientific research, being most important material evidence studying geological and paleobotanic evolution, paleoclimate, paleogeography and sedimentary facies change in Sichuan in Mesozoic Era.

silicified wood ; resource advantage; comparison and analysis; Shehong, Sichuan

2018-07-18

沈博偉（1986-），女，河北保定人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)、地質(zhì)遺跡調(diào)查評(píng)價(jià)及保護(hù)、地質(zhì)公園申報(bào)與研究相關(guān)工作

[P52]

A

1006-0995（2019）02-0342-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.034