硅化木的特征及供觀賞意義

明星，牛煥友

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430205）

硅化木的特征及供觀賞意義

明星，牛煥友

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430205）

硅化木是億萬年前的原始樹木被深埋于地下并經(jīng)二氧化硅交代而形成的一種木化石。它記錄并見證了億萬年前的地質(zhì)變遷和物種變化，兼有化石之科學內(nèi)涵，美玉之華貴和奇石之美妙。本文闡述了硅化木的主要特征、成因、形成時代以及觀賞和收藏意義。

硅化木；玉化樹；主要特征；形成時代；觀賞和收藏意義

硅化木（silicified wood），亦名石化木（petrified wood），民間又有木石玉、玉化樹、樹化石等稱譽，是億萬年前的原始樹木被深埋并經(jīng)SiO2交代而形成的一種木化石（fossil wood）。它記錄并見證了億萬年前的地球變遷和物種變化，對了解遠古時期的古地理概況、氣候環(huán)境、植物種群及地質(zhì)作用等具有重要意義。它似木非木，其木乃石；古樸厚實，風韻非凡；不僅色彩斑斕又富有清晰的紋路；兼有化石之科學內(nèi)涵，美玉之細膩溫潤和奇石之美妙獨特而倍受青睞。在我國新疆、遼寧、內(nèi)蒙、河北、山西、陜西、甘肅、黑龍江、山東、河南以及四川、云南、貴州、福建、浙江等地都有產(chǎn)出。

1 硅化木基本特征

硅化木最顯著特征是保留了樹木原來的基本組成部分（如除主體樹干外，有時還有樹皮、節(jié)瘤、樹丫、樹根，甚至蟲洞和原樹干凹凸不平的外形）以及年輪、木紋結(jié)構(gòu)構(gòu)造。硅化木的主要化學成分是二氧化硅（含水）。并含有少量鐵、鈣、鎂、鋁、碳、磷和有機質(zhì)（碳氫化合物、谷氨酸、頡氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸和絲氨酸等）[1]。其主要組成礦物是石英、蛋白石和玉髓，經(jīng)常還含有一定數(shù)量的碳酸礦物以及氧化鐵和黃鐵礦等。硅化木的顏色色彩各式各樣，如灰黑色、灰褐色、灰色、灰白色、白色、淺黃色、褐色、紅棕色等。一般較少呈某種單一色彩出現(xiàn)，而是多種顏色呈斑雜狀分布或逐漸過渡。這些顏色主要與所含雜質(zhì)有關，或與硅化物的結(jié)晶程度、形成時的氧化還原狀況以及后期變化有關，甚至還與某些特定的植物種類有關。如有些白色硅化木與不含樹脂的水杉或銀杏類植物有關，而硅化木中的褐色部分往往與后期氧化鐵的滲入有關，綠色部分則與碳酸銅或鎳等雜質(zhì)有一定關系。

硅化木的結(jié)晶習性和一系列物理性質(zhì)因其組成礦物不同而有所變化。如主要由石英組成的硅化木，其結(jié)晶習性呈粒狀、纖維狀集合體，硬度為7，相對密度為2.6～2.7。在顯微鏡下具有玻璃光澤，透明-半透明，折光率為1.54～1.55，雙折射率為0.009；呈粒狀結(jié)構(gòu)或粒狀生物結(jié)構(gòu)，木質(zhì)纖維狀構(gòu)造、木紋狀構(gòu)造和年輪狀構(gòu)造。年輪由許多管胞組成，管胞垂直延伸，橫斷面呈不規(guī)則粒狀，直徑僅數(shù)微米或幾十微米。管胞徑的寬度由寬漸窄，顏色由淺變深，反映樹木一年四季從春到冬的生長變化（照片1）。縱切面可見管壁紋孔以及橫向射線等。管胞常被石英交代，當交代強烈時，石英顆粒增大，胞壁被破壞，木質(zhì)纖維細胞結(jié)構(gòu)殘存極少，殘余的有機質(zhì)僅在石英顆粒間隙中見到，局部地方可見到環(huán)狀年輪和細胞的形態(tài)。當硅化木主要由玉髓組成時，由于玉髓含有不定量的水而使其硬度降低（為6～6.5）。相對密度也較低（2.6）。在鏡下呈纖維狀、放射狀集合體。由玉髓所形成的小球粒在正交偏光下呈現(xiàn)一黑十字。當轉(zhuǎn)動物臺時這一黑十字永不消失。而當硅化木主要由蛋白石組成時，由于它是一種含有2%～20%水的非晶質(zhì)二氧化硅，故使其硬度和密度都顯著降低（前者為6～6.5，后者為1.9～2.5）且無固定外形（為隱晶質(zhì)或膠質(zhì)），在正交偏光下為全黑（無雙折射率）（照片2）。

照片1石英硅化木橫切面中的年輪狀構(gòu)造①石油勘探開發(fā)院，化石巖石學圖版，1981.（山東即墨）Fig.1Cross-section of Growth ring structure in quartz petrified wood

照片2由非晶質(zhì)蛋白石所充填的硅化木及其被保存的植物組織殘余（顯微照片，單偏光×10）Fig.2Plant residues in amorphous opal petrified wood

2 硅化木種類、成因和形成時代

按照硅化木產(chǎn)出地的屬性可將其分為原地硅化木和異地硅化木兩種。前者是產(chǎn)于原生地的硅化木；后者則是人為搬運到異地的硅化木。按照加工狀態(tài)的不同又可分為硅化木原石（未經(jīng)加工打磨）和經(jīng)過剝皮打磨拋光的硅化木兩種。按照二氧化硅的結(jié)晶程度和主要組成礦物的種類可分為蛋白石硅化木、玉髓硅化木和普通（石英）硅化木三種，而每一種硅化木又可據(jù)其顏色特征而名之。

硅化木主要形成于中生代的侏羅紀和白堊紀（大約距今200～65 Ma之間）。當時地球上，植物生長茂盛，森林密布。由于地殼運動作用，改變了地殼表面自然地理面貌造成一些森林被深埋于地下，在缺氧干燥和富二氧化硅的環(huán)境里，原來生物硬體的組成物質(zhì)被分解，而由外來二氧化硅補充代替就形成了硅化木。如果當時充足穩(wěn)定的碳酸鈣或硫化鐵的供應交換，則可形成鈣化木或鐵化木。其實硅化木中一般都含有少量碳酸鹽、硫化鐵以及碳質(zhì)和有機質(zhì)等。

3 硅化木在玉石家族中的地位

盡管硅化木有“玉化樹”、“木石玉”等美稱，但它在玉石類中的地位并不很凸顯，甚至有時可以說它不是真玉，更不是美玉。這需從兩個層面上進行解說。首先，在中國傳統(tǒng)文化中，古代先民們對玉的認識有“狹義”與“廣義”之分。所謂狹義上的玉，僅指硬玉（亦稱翡翠）和軟玉（如以和田玉為代表的角閃石質(zhì)玉）這兩種。從這個層面上講，可以說“硅化木根本不是玉，更不是美玉”是可以理解的。但從廣義上講，按漢代許慎《說文解字》中的界定：“玉，石之美兼五德者”。這里的“五德”系指古代所總結(jié)的玉的五個重要特征，即：堅韌的質(zhì)地、晶瑩的色澤、絢麗的色彩、致密的結(jié)構(gòu)和舒揚的聲音。故凡具以上五種特征的美石都可以說是玉。因此，廣義的玉乃泛指各種色澤美麗、適于雕琢的隱晶質(zhì)-微晶質(zhì)礦物集合體或非晶質(zhì)有機物等，并具有美觀、耐久和稀少的特征。它包括翡翠、軟玉、獨山玉（黝簾石化斜長巖）、印章石、石英質(zhì)玉、蛇紋石質(zhì)玉、彩石以及有機質(zhì)寶玉石等[2]。從這個層面上講，確有一部分顏色艷麗、光澤強、木質(zhì)結(jié)構(gòu)清晰、質(zhì)地致密堅韌的硅化木是玉石。但并非所有硅化木都是玉。

4 硅化木觀賞與收藏意義

無論硅化木是不是“玉石”，亦不論其質(zhì)量如何，單憑它在億萬年前當時還沒有我們?nèi)祟愛櫽暗臅r候，它的前身早已生長存在于地球上。這種“老資格”就足以令人對它敬仰三分和刮目相看。況且它后來又被無情打入“地宮”，歷盡滄桑而變得更加堅硬剛直，最終得以重見天日的這種傳奇旅歷更是讓我們敬佩與驚嘆！所以硅化木都有一定的收藏價值、觀賞意義與科普意義。目前已在一些硅化木的原產(chǎn)地建立了木化石公園，有些大城市用異地硅化木建造成硅化木古植物園，甚至一些單位的大門前或廣場中矗立者粗大的硅化木標本（照片3）。這些無不使人大開眼界，無形中領悟地球上億萬年來的生命旅程和大千世界之神奇奧妙。增進人們對地球演變的了解和激發(fā)他們對探索自然奧妙的熱情。那些玉化程度高的硅化木經(jīng)過精心設計，加工打磨雕琢，可制作成各種擺件和藝術品，陳設在店堂、雅室或廳房中。是不可多得的收藏，觀賞品。有的木石玉經(jīng)過打磨，可加工成珍貴的玉器、首飾和把玩件。

照片3中國地質(zhì)大學（武漢）的異地硅化木古植物園Plate 3China University of Geosciences(Wuhan)silicified wood in different places of ancient botanical garden

關于硅化木的價值可根據(jù)觀賞石和玉石的相關標準估定，即分別據(jù)其品質(zhì)、顏色、形態(tài)、花紋、整體造型、塊度大小以及產(chǎn)出數(shù)量等確定。一般認為最有價值的是帶有蟲化石的硅化木；另外有些蛋白石硅化木亦是很珍貴的（多出現(xiàn)在木質(zhì)年輪中心，呈乳白色半透明，經(jīng)拋光處理后呈現(xiàn)特殊細膩及色澤各異的木紋）；還有一些硅化木能反映其特殊的形成環(huán)境——硅化木的一端被硅化，另一端則被碳化，這是十分罕見的?？傊切┯窕潭雀?，玉石感強，細膩溫潤，質(zhì)地致密堅韌，顏色鮮美，紋路清晰而光澤好，保存有樹皮、樹枝、彎叉、節(jié)瘤、年輪和蟲洞，以及能反映材質(zhì)種類的硅化木都是人們首選的好硅化木。

[1]張蓓莉.系統(tǒng)寶石學[M].北京：地質(zhì)出版社，2006，564-566.

[2]王實.中國寶玉石資源大全[M].北京：科學技術文獻出版社，1999，1-393.

Character of Siliciffied Wood and Collection Significance

MING Xing,NIU Huan-you
（Wuhan InstituteofGeologyand Mineral Resources，Wuhan 430205）

Petrified wood is formed in the process that the metasomatic alteration of deep buried wood by SiO2thousands of million years,which can record geological history and species changes.This paper summarized the main features,genesis,formation age,viewing and collection significance of petrified wood.

petrified wood;jade tree;formation age;collection significance

P589.2

A

1007-3701(2011)03-0259-04

2011-05-09

明星（1958—），男，工程師，現(xiàn)主要從事巖礦綜合利用與開發(fā)工作.