硅化木中矿物形态特征

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1、石英

 

    石英系硅化木主要成分，结晶呈他形显微―微细粒状，交代充填细胞。在应力作用下产生变形，晶体拉长或压扁并产生波状消光，他形粒状转变成变晶状。在空心树干的边部，可见石英结晶成半自形―自形晶柱状并常聚集分布，有的构成细小晶簇。石英晶中残留有浅黄褐色木质细胞痕迹。

 

    石英硅化木形成后，由于构造变动产生裂隙，次生石英脉沿裂隙充填，由于构造变动的多期次，可以形成多期次石英脉沿裂隙充填，石英脉属矿化载体，常伴有铜矿、铅锌矿分布。

 

2、玉髓

 

    玉髓系硅化木主要成分之一，结晶呈隐晶显微粒状集合体，交代充填于细胞中，在应力作用下产生变形，有的产生重结晶逐使晶粒加大。玉髓隐晶集合体在细胞壁处结晶变大，玉髓纤维垂直于细胞壁展布，玉髓中残留有浅黄褐色细胞痕迹。

 

3、蛋白石

 

    蛋白石系硅化木成分之一，常伴有石英、玉髓参入，结晶呈隐晶均质状集合体，交代充填于细胞中，在应力作用下产生变晶，有的产生重结晶逐使晶粒加大脱水转变成晶质状石英，蛋白石中残留有浅黄褐色痕细胞迹。

 

4、褐铁矿

 

    处于风化作用状态下的硅化木，受铁质胶体溶液充填、浸染，铁质成极细小质点褐铁矿不均匀的渗透。

 

5、赤铁矿

 

    处于风化作用状态下的硅化木，受铁质胶体溶液充填、浸染，铁质成极细小质点赤铁矿不均匀的渗透。

 

6、水云母

 

    水云母是树木生长土壤的主要矿物组分，当树木被掩埋后，土壤被挤入树木中，水云母是一种十分稳定的矿物，当硅化木形成后，水云母被包裹在石英中，变质作用下水云母可转变成绢云母、白云母。

 

    硅化木树根中水云母常成团块分布，在树干空心硅化木中，也是水云母常出现地方。

 

7、方解石

 

    表生状态下碳酸钙溶液沿硅化木表面及裂纹中沉淀结晶，方解石脉纵横贯穿，生物的作用在硅化木表面有藻类生长，方解石构成层纹石。

 

8、高岭石

 

    表生状态下Al2O3胶体溶液，沿硅化木表面及裂纹中沉淀结晶，高岭石充填。

 

七、硅化木种类

 

1、硅化木矿物种类

 

    作者对数千件硅化木标本鉴定结果及相关资料分析，硅化木矿物种类以石英为主，其次玉髓，蛋白石十分稀少。

 

    矿物学分类为：石英硅化木、玉髓硅化木、蛋白石硅化木。

 

    从硅化木的残余结构分析，部分蛋白石硅化木己转变为石英硅化木，尚见脱水作用下的弯曲裂隙残留。中生代时期形成的蛋白石硅化木，由于时间长远，应力作用、热力作用及陈化，现已转变成石英硅化木，只有新生代的蛋白石硅化木才得到保存。

 

2、硅化木颜色种类

 

1)、白色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀，组成单一，细胞残留色浅，细胞壁残留物极少，细胞形态主要从石英、玉髓交代、充填、堆积形成的细胞轮廓判断。树种多以水杉，银杏等非产树脂性植物为主，后期浸染作用微弱。白色硅化木较少见。

 

2)、灰色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀，组成单一，细胞残留色深，细胞壁残留物较多，细胞形态主要从石英、玉髓交代、充填、堆积形成的细胞轮廓及明显的细胞壁判断。树种多以水杉，银杏等非产树脂性植物为主，后期浸染作用较强。灰色硅化木常见。

 

3)、黄色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀组成单一，细胞残留色深，细胞壁残留物较多，细胞形态主要从石英、玉髓、蛋白石交代、充填、堆积形成的细胞轮廓及明显的细胞壁判断。树种多以松，柏等产树脂性植物为主，黄色在硅化木中分布均匀，里、外一致，与原始木质相关，黄色硅化木常见。 另一种黄色硅化木。由于Fe2O3的黄色矿物相的浸染作用，使硅化木呈显黄色，这种黄色是不均一的，有浅深之分。

 

4)、褐色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀组成单一，后期氧化铁质浸染并深入细胞，残留色浅―深，细胞壁残留物少―较多，细胞形态主要从石英、玉髓、蛋白石交代、充填、堆积形成的细胞轮廓及明显的细胞壁判断。各树种均有。

 

    受Fe2O3的褐色矿物相浸染，使硅化木呈显褐色。在硅化木中整体呈褐色者少见，大多数呈斑块状、花斑状或一团团的分布。

 

5)、红色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀组成单一，后期氧化铁质浸染并深入细胞，残留色浅―深，细胞壁残留物少―较多，细胞形态主要从石英、玉髓、蛋白石交代、充填、堆积形成的细胞轮廓及明显的细胞壁判断。各树种均有。

 

    受Fe2O3的红色矿物相浸染，使硅化木呈显红色。在硅化木中整体呈红色者少见，大多数呈斑块状、花斑状或一团团的分布，当硅化木中充填、交代物为玉髓质时，常展现一种似玛瑙状的外貌。

 

6)、绿色硅化木

 

    矿物纯净度高，粒度均匀组成单一，后期CuC03质浸染并深入细胞，残留色浅―深，细胞壁残留物少―较多，细胞形态主要从石英、玉髓、蛋白石交代、充填、堆积形成的细胞轮廓及明显的细胞壁判断。各树种均有。

 

    受CuC03浸染，使硅化木呈显绿色。孔雀石呈薄膜状附着于硅化木表面及裂隙中，在硅化木中常成片分布，也呈斑块状、花斑状出现。

 

3、玛瑙状硅化木

 

    曾有报导一种“玛瑙硅化木”，这在自然界是不存在的，在成因上大相径庭。当结晶致密细腻的玉髓硅化木被后期氧化铁质浸染，有时氧化铁质浸染依附于年轮展布，外貌酷似玛瑙，将这种具有玉石质地的硅化木，可称为“玛瑙状硅化木”。

 

    最近笔者检测了一批“玛瑙状石英玉髓硅化木”有红色、褐红色、浅褐黄色、乳白色、墨黑色、灰色，亦有几种颜色混合或有规律分布，由于硅化作用强烈，木质纤维细胞结构残存极少，有的局部可见环状年轮、细胞的形貌，抛光后细腻光润，玉石感极强，多由石英、玉髓矿物组成，但形似玛瑙而非玛瑙。

 

    玛瑙在矿物、岩石学中赋于特定的定义和形成机理，玛瑙是一种分泌体，是在一定的空间中(多呈圆形)，自外向内生长结晶而成，结晶充填整个空腔。分泌体的典型特征为同心层状条带的色环，系分泌作用过程中，SiO2凝胶在空穴中缓缓沉淀结晶而成，有的在中心空腔的壁上生长着石英晶簇。在硅化木中或与围岩接触部位，若存在一定的孔隙、空洞，也可形成局部的玛瑙结晶，但从整个树干而言，它不具备玛瑙形成的地质环境。

 

    玛瑙多产于火山岩的气孔中；沉积岩中硅质岩的空穴处；热液石英脉的石英晶簇的壁端。在云南、贵州、四川三省交界处近五十万平方公里上，分布着二叠纪峨眉山玄武岩，在一种气孔状玄武岩内，气孔中的充填物为各种颜色的玛瑙，雨花石大多数也属玛瑙，巴西盛产的紫晶晶簇洞中，在其壁端分布着条带状玛瑙。

 

4、特殊硅化木

 

1)、扁平、扭曲硅化木

 

    硅化木形成后所处的地质结构不同，展现的形状也各不相同，作者曾见于白垩纪地层中的松柏类石英硅化木，在后期压应力作用下呈扁平状。在另一处四周为扭曲褶皱的侏罗纪地层，出露松柏类石英硅化木，树干成“S”状。

 

2)、炭化石英硅化木

 

    作者见到一炭化石英硅化木，树干高约二米，树干直径一米余，奇特之处在于树干三分之二以上硅化，形成坚硬的石英硅化木，三分之一为炭化后形成可燃性炭。形成机理推测认为系树干在生长时受到雷电的霹雳击中燃烧炭化，后埋藏地下硅化而成。

 

3)、碧玉状硅化木

 

    碧玉状硅化木系结晶细腻致密，经过铁质浸染后颜色成褐色调的石英硅化木、玉髓硅化木、蛋白石硅化木，由于应力作用常压扃平状。

 

4)、藻附着硅化木

 

    硅化木形成后长期浸泡在低温的碳酸钙液体中，滋生的藻类层纹石，附着生长于硅化木上，形成藻层纹的包裹现象。

 

5)、水晶硅化木

 

    硅化木形成后又遭受多次SiO2的作用，在硅化木的有利地段、空间形成第二世代、第三世代的水晶。

 

八、硅化木地质工作程序

 

1、野外工作程序

 

    硅化木产地的区域地质构造特征，地质时代，产地周边地域内动物、植物化石分布状况，硅化木四周围岩种类及名称。在产地对硅化木实地素描，地层剖面，实地摄影、录像。

 

2、植物名称鉴定

 

    依据硅化木树皮花纹，年轮圈数，形成层特征，细胞大小、形态，细胞壁，输送水导管，根、茎、叶特征及残留物确定植物名称。硅化木属高等植物尽可能分出门、纲、目、科、属、种。

 

3、岩矿鉴定

 

    矿物成分及含量可以确定硅化木矿物类型，结构构造类型，细胞大小，细胞壁、导管是否保持原状，残留物特征，年轮清晰度，石英、玉髓、蛋白石结晶大小、自形程度，硅化作用交代方式，强弱程度，交代特点，次生矿物充填方式，浸染特点，矿化情况，外力作用下矿物变晶程度，结构破坏方式。