伊川县高沟村硅化木化石特征及成因浅析

（河南省煤田地质局二队 河南洛阳471023）

（河南省煤田地质局二队 河南洛阳471023）

经野外调查，伊川县高沟村发现硅化木化石两处，经过对硅化木化石的赋存特征、植物特征和矿物特征研究，结合硅化木化石沉积围岩所反映的沉积环境，还原硅化木化石形成时的地理气候环境，初步探讨硅化木化石的成因。

伊川县硅化木化石显微特征化石成因

硅化木是地质历史时期，乔木类、灌木类植物在特殊的埋藏条件下经硅化作用形成的树木化石，2014年7月，在伊川县半坡乡高沟村西100m山坡上发现二叠系上统石千峰组地层中有硅化木化石一处，呈黄褐色，长2.5m（未揭露全长），底径0.5m。后经踏勘及调查，共发现硅化木化石点两个。

1 赋存特征

（1）一号硅化木化石（照片1）发现于高沟村西100m路北侧，埋藏木化石的地层为石千峰组细粒岩屑长石砂中，地层倾向355°，倾角25°。硅化木呈深灰色，致密坚硬，顺层埋藏，树干粗端指向北东，细端指向南西，倾角22°，横截面大致呈圆形，直径0.31m。

照片1

（2）二号硅化木化石（照片2）发现于高沟村东，埋藏木化石的地层为石千峰组细粒岩屑长石砂岩，地层倾向350°，倾角25°。硅化木呈灰褐色，致密坚硬，顺层埋藏，地表出露其一端，可见半圆形的横截面，里端指向北东。硅化木长0.30m（发现时仅残余该小段），一端椭圆长轴长约0.29m，向另一端变为楔形，头尾不清，较粗端内部肉眼可见木质纤维结构。

照片2

2 化石显微特征

2.1 植物组织特征及种属

一号硅化木化石横切面管胞排列整齐，无生长轮（年轮）。径切面较模糊，管胞单列，偶双列，交叉场窗格型。弦切面亦模糊，木射线5-12个细胞高度，木质部射线大多单列，极少双列。经鉴定为Protophyllocladoxylon sp.（罗汉松科原始叶枝型木属）。其显微特征为①横切面观察无年轮，但因管胞直径有细微差异，导致外观上可见微弱的“假年轮”，其管胞呈圆形、椭圆形，或圆角的多边形，管胞直径30~76μm，平均53μm，管胞壁厚5~10μm，平均8μm。②弦切面可见木质部射线大多为单列，少量双列，木射线高度1~40细胞高度，平均12个细胞高度。木射线高度54~1134μm，平均438μm。射线细胞呈近圆形或近矩形，高23~50μm，宽36~46μm，射线细胞密度为214个/mm2。弦向管胞壁偶见具缘纹孔。③径切面管胞壁可见具缘纹孔呈1~2列，少量3列。单列的具缘纹孔呈圆形，部分椭圆。多列的具缘纹孔呈近圆形。

2.2 矿物特征

显微镜下可看出，一号硅化木化石矿物成分主要为大小不同的颗粒状石英，含量为94%，粒径在0.01mm~0.2mm之间，矿物颗粒形状多呈长椭圆形，圆度较好，呈列状排布，无细胞间的孔隙。硅化木化石中方解石占5%，少量褐铁矿约占1%。褐铁矿呈粒状或粉末状，断续不规则细脉状分布。硅化木化石表层被次生钙质层包裹，钙质层成分主要为泥晶方解石。

3 化石成因

经本次调查，区内石千峰组地层自上而下泥岩以紫红色为主，紫红色岩石一般指示炎热干旱的氧化环境，砂岩以黄绿色为主，层面多夹钙质结核层，同样为干旱环境。其次，石千峰组各段地层中所采岩样经鉴定均未发现孢粉化石，可推断该区为持续性的，不适合植物生长的环境。另外，硅化木化石其茎干均截面均不具有植物年轮，说明其原木生长的气候环境属单一的炎热干旱性气候。埋藏硅化木的岩层为石千峰组砂泥岩段，属滨湖三角洲水下分流河道沉积和分支河口砂坝沉积。该沉积相位于三角洲平原外侧向湖的方向，为河流和湖水交锋地带，易形成快速埋藏的条件。

本地区及周边未见岩浆岩，故推断形成硅化木的硅质来源主要为围岩中石英及长石。通过对硅化木及围岩矿物成分对比可知，硅化木中的再生石英含量高达94%，而碳酸钙及铁质仅占6%，推测其原因为地下水可能呈弱碱性。还原硅化木形成过程为：暴雨形成洪水，洪水携带大量泥砂并迅速席卷了沿岸的植被。树木经洪水搬运，形成异地堆积，并被源源不断的泥沙掩埋，形成与氧气隔绝的条件。在沉积过程中，地下水的运移，使围岩中少量的石英及长石等矿物在压力作用及碱性环境下溶解于地下水中，并逐渐渗透进入植物细胞内，经过一系列化学及物理反应，重新结晶为难溶于水的再生矿物，占据了植物内部空间，从而形成硅化木化石。由于本区硅化木化石在形成过程中，地下水运移过程缓慢，导致木化石的硅化过程缓慢，树木的一些部位还未发生硅化，植物组织已经分解殆尽，出现残缺。

[1]《华北地台晚古生代煤地质学研究》，中国煤田地质总局，1997.7，尚冠雄；

[2]《河南省晚古生代聚煤规律》，河南煤田地质公司，1991；

[3]《河南禹县晚古生代煤层沉积环境与聚煤特征》，中国地质大学，杨起；

[4]《中国豫西二叠系华夏植物群-禹州植物群》，中国地质大学，2006，杨关秀；

[5]河南省永城及其相邻地区的石千峰组，1981，地质学杂质三期，王仁农；

伊川县高沟村硅化木化石特征及成因浅析

■赵大鹏

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-10-95-1