全 文 ：1 9 8 7年 9 月
辽 宁
LA ION IG N
地 质
G E O O LY G 第 3期
大 别 山 南 麓 秋 枫 等 被 子 植 物
硅 化 木 的 发 现
齐国凡 徐瑞瑚 邓健 如
(湖北大学 )
本文摘要
本文报导了我国首次发现的被子植物硅化 术。 其
地质 时代属晚第三纪 。 这 些硅化木 的微观构造与现代
繁衍在全球低纬度的秋枫等树种极为相似 。
大别 山南麓秋枫 等被子植物硅化木 的发现 , 为古
气候 、 古环境的恢复提供了 证据 , 反映 了该地 区当 时
大约为热带一亚热带的炎热潮湿 气 候环境 。
关键词
大别山 晚第三纪 被于植物 秋枫 硅 化木 古气候 古环境
1 9 8 3年 以来 , 笔者等在对长江中游武汉地区第四 纪地质进行研究时 , 在大别山南麓湖北
省新洲 县阳逻镇附近首次发现了被子植物硅化木 〔 ` 〕 (图 1 ) 。 几年来共采集 标 本 20 余件 ,
经中国林业科学院杨家驹同志鉴定 有 大 戟 科秋枫
( B i
s c人。厂i a j a ; a 片i c a B L ) , 豆 科 ( L e g u `n i n o s a e ) 和
樟科 (L a u r a e e a e ) 等 。
秋枫等被子植物硅化木的发现 , 为我国秦岭 以
南 , 长江流域中 、 下游地区晚新 生 代 地 质 、 古气
候 、 古地理 、 古生物群演变 、 挽近时期地壳运动 以
及矿产等研究提供了依据 。
月色探城
新洲咬(叫卜 l水
安。尸红V
黄坡
1 地理地质概况 多 2 阳逻
大别 山横贯鄂 、 豫 、 皖三省边界 , 是我国地理
南北分界的秦岭东部余脉 , 山势走向N W W一 S E E 。
山脉主体由元古界变质岩系和燕山期花岗岩组成 ,
在江汉盆地和沿山体边缘有沉积岩停积 。
大别 山南麓水系较为发育 , 较大 的 河 流 有摄
水 、 倒水及举水 , 属长江水系。 被子植物硅化木主
要保存在倒水河流下游地区 , 长江北岸的 皿级 、 W
汽汉 黄州
梁 子 湖 创
图 1 被子植物硅化木产 出位置
F 19
.
1 Y i e l d i n g p o s i t i o n o f A n g i o s
-
P e r m o u s s i l i e i f i e d w o o d
第 3 期 齐国几等 :大别 山南麓秋枫等被子植物硅化木的发现 2 3 9
级基座阶地上部。 阶面海拔高度分别为 5 4一0 5m 、 0 6一 6 5m , 由于新构造运动的上升作用以
及后期流水侵蚀 , 多数阶地已被河流切割 。 阶地基座为白至一下 第三系东湖群红色砾岩 、 砂
岩 , 上覆为上第三系河湖相黄州组和下第四系洪冲积相阳逻组 。 被子植物硅化木零星保存在
阳逻组砾石层及其底部。
以阳逻青松山砂矿剖面为例 , 其岩性特征描述如下 (图 2 ) :
下更新统阳逻组 ( Q , ) :
1 0
.棕黄 、 红色粘土砾石层 ( 1 . Om ) ;
9
. 红色 、 棕红色砾石层 , 砾石成分以脉
石英 、 石英岩 、 硅质岩为主 , 充填物
为 砂及粘土 ( 1 . 6 m ) ;
8
. 灰黄 、 淡绿色砂砾石层 ,砾石较上层稍
细 , 可见少量杂色玛瑙砾石 ( 1 . l m ) ;
了 . 灰白色砾石层 , 砾石较粗 , 砾径通常
为 s一 1 5e m , 个别 达 7 8 e m , 磨 圆 较
好 , 个别呈棱角状 (2 . s m ) ;
6
. 褐黑色铁质层 , 厚度薄 , 分布不连续
( 0
.
0此 m ) , 与下伏黄州组呈假整合接
角虫。
第三系黄州组 ( N Z ) :
5
, 杂色粘土层 , 薄层状 , 红 、 黄 、 绿 、
白色相间 (0 . 7 m ) ;
凌郭尺长冲、 “ \ 1
0 2 4 m
` ~ ~ - J ~ ~ 曰
图 2 阳逻青松山剖面
F i g
.
2 S e e t i o n o f Q i n g s o n g s h a n
i n Y a n g l u o
4
. 黄色砾石层 , 砾石成分以石英岩 、 隧石 、 硅质岩为主 , 含少量变质岩砾石 , 砂泥质
胶结 , 呈半成岩状 (0 . g m ) ;
3
. 红色砂层 , 以石英颗粒为主 , 含一定量长石颗粒 , 大部分 长石颗粒 已高岭土 化 , 斜
层理发育 , 半成岩状 (0 . s m ) ;
2
. 灰白色砾石层 , 砾石成分以石英岩为主 , 含少量千枚岩 、 云母片岩 、 花岗岩 、 玄武
岩砾石 , 已半成岩 ,
1
. 褐色铁质胶结砾岩层 , 砾石成分以石英岩为主 ( o . Z m ) 。
下伏地层为白至一下 第三系东湖群 ( K 一 R ) 紫红 、 红色砂岩 、 砾岩 (长江 l 级 、 叮级
阶地基座 ) , 与 上覆第三系黄州组呈角度不整合接触 。
2 化 石 描 述
大 别山南麓被子植物硅化木多数为缺乏皮层的树木茎干次生木质部 , 少量为侧枝 。 其中
以阳逻镇半边 山保存的一段樟科硅化木较为完整。 新鲜面灰白色 , 风化后呈鲜艳的褐黄色 。
20 4 辽 宁 少也 质 」 9 8 7年
茎干长 2.3 2m , 直径 0 . 4一 o . 51 m , 断面心圆形 。 多侧 枝 , 最大枝径 o . 16 m , 根 基 扁 圆状 ,
原树形态逼真 。 木质纹理清晰 , 已全部硅化 。 为举世罕见的珍稀大型樟科被子 植 物 硅 化木
(图版 I 一 1 ) 。
薄片鉴定表明 , 硅化木的主要组成矿物为石英 , 合量 93 一95 % ; 少量为玉髓 、 蛋 白石 、
褐铁矿 、 黄铁矿 、 方解石 、 白钦石和微量有机炭 。 导管中的石英颗粒较 粗 , 通 常 为 。 . 04 一
0
.
l m m
, 个别达 0 . 1 6 x 0 . 12 m m 。 木纤维 、 射线细胞内 的 石 英 颗 粒 较 细 , 通 常 为 。 . 01 一
0
.
03 m m
, 说明在硅化过程 中 , 矿物生长受到原树不 同部位细胞大小的制约 。 许多 硅 化木的
切片 , 石英矿物显清晰的六边形环带生长纹 (图版 工一 2 ) 。 经油浸测定 ,石英 N 己 ’ “ 1 . 5 5 0,
N 。 二 1 . 5 4 2。黄铁矿多数呈立方体或草毒状嵌布于细胞中 (图版 工一 3 ) 。 粒径大多为 0 . 0 1一
0
.
0 4 m m
, 个别为 0 . 02 一 0 . 0 1m m , 大部分已褐铁矿化 。
化学成分 : 5 10 : 含量 9 3一 9 6% , F e 3 一 5 % , C a 、 N a 、 A I、 M g 、 C u 、 p b、 A g 、 T j 、
U
、
S r微量 。
大别山南麓发现的被子植物硅化木 , 与现代木材标本和已有文献资 料 〔 “ 一 了 〕对 比 , 目前
可鉴定出三种木材 。
秋枫 ( B i s C乃。厂i a z a ; a , 2 1` a B L ) :
生长轮不明显 , 散孔材 , 导管为卵圆 、 椭圆形 , 少量为不 规则 一长方形 , 径列复管孔 ( {困
版 工一 4 、 , 一单列射线稀少 , 大部分为多列射线 , 多数宽为 3 一 4 细胞 , 高 30 一 4 。细胞 (图
版 五一 1 ) 。 射线异形 , 分室细胞内具显著菱形 晶体 (图版 亚一 2 ) 。
豆科 ( L e g u m i n o s a “ ) :
生 一长轮明显 , 散孔材 , 轴向薄壁组织环管束状 、 翼状 、 轮介状 (图版 五一 3 ) 。 管间纹
孔互列 , 系附物纹孔 (图版 工一 5 ) 。
樟科 ( L a u r a C e a e ) :
生 一长轮不明显 , 散孔材 , 多数导管似圆形 , 少量呈多角形 , 单管孔 及径 列 复 管 孔 (图
版 亚一 4 ) 。 大部分为多列肘线 , 宽 2 一 4 细胞 ; 少量为单列射线 。 木纤维壁薄 , 具分隔木
纤维 (图版 卫一 5 ) 。 油细胞或拈液细胞在径切面的轴向薄壁组织和弦切 面 的射线 中 明显
(图版 五一 6 ) 。
3 关于几个问题的讨论
戎国是硅化木发现和研究最早的国家 。 本世纪以来先后在新疆 、 黑龙江 、 辽宁 、 福建 、
浙江 、 河南 、 四 川 、 北京等地区发现了硅化木 , 但这些硅化木均属 裸子植物 。 大另}J山南麓湖
北新洲阳逻境内发现的被子植物硅 化木 , 在我国尚属首次发现 。 笔者对该地区艺0 余 片硅化
木切片显微镜观测发现 , 在铁离子含量较高的切片中 , 原树内的导管 、 分隔木纤维 、 多列 、
单列射线 、 薄壁组织 、 含油或粘液细胞等构造保存较好 。 不含或微含铁离子的切片 , 内部构
造保存的很差 , 甚至被破坏掉。 由此可以推论 , 原树含碳物质在与高浓度 51 0 2地下水进行离
第 3期 齐国几等 :大别 山 南麓秋枫等被子植物硅化木的 发现2 违L
子交换过程中 , 地下水 中铁离子的存在及其含量大小对保存原树内部构造完整程度有重要影
响 。 因此 , 在选取标本进行鉴定时 , 注意选取含铁较多的标本 , 必要时适当增加切片数量是
鉴定该地区硅化木一项不容忽视的工作 。
现有资料 〔 2 〕〔 5 一 7 〕表明 , 大别山南麓被子植物秋枫等硅化木与现代产于纬 度 较 低 的印
度 、 菲律宾 、 马来西亚以及我国广东海南岛 、 福建南部 、 台湾 、 云南西南部等地区的秋枫等
热 ·若植物内部构造特 征极为相似 。 这一事实说明 , 长江中游大别山南麓秋枫等硅化木原木 ,
当时的生长环境应属热带或近于热带 。 现在的长江流域属亚热带气候区 , 与晚第三纪时期比
较 , 年平均气温约降低 5 一 10 ℃ , 年降雨量至少下降 1 O 0 m m 以上 , 年深冬季节绝对气温下
降约 20 ℃ , 甚至更大 。 气候的急剧变化可能是长江流域原有的秋枫和一些樟科 、 豆科树木逐
渐向挽近时期以来较低纬度地区迁移的重要原 因。
地球 上的植物千姿百态 , 但是不同的地质时期和不同环境中常常有特定 的 植 物 群落出
现 。 大别 山南麓被子植物硅化木的发现 , 表明该区在晚第三纪时期属热带一亚热带的炎热潮
湿气候 。
目前 , 采集的标本比较单调 , 尚未发现 与其相关的叶 、 果实或种子等生殖器官 化石。 尚
缺乏抱子花粉分析 、 同位素年龄测定等资料 。 倘能在上述方面取得成果 , 对恢 复我川东部新
生代古气候 、 古环境将提供重要依据 。
主 要 参 考 文 献
〔 1 〕 中国科学院北京植物研究所 、 南京地质古生物研究所 : 《 中国新生代 植物 》 . 北京 , 科 学出版 社 , 砖盯 年。
〔 2 〕 成俊卿 等 : 《 中国热带及亚热带木材 》 , 北 京 , 地质 出版社 , 1 9 8 0年 。
〔 3 〕 齐国几等 : 鄂 中一些被子植物硅 化木研究 , 《植物学 报》 , 第 2了卷 ( 19 8 7 ) , 第 3 期 。
〔 4 〕 唐 耀 : 《中国热带及亚热带木材 》 , 北京 , 科学出版社 , 1 9 7 3年。
〔 5 〕 中国植被编辑 委员会 : 《中国植被 》 , 北京 , 科学 出版社 , 19 83年 。
〔 6 〕 R . N . L a k h a n P a l , U . P r a k a s h a n d N 。 A w a s t il i : S o m e m o r e d ie o t y l e d o n o u s w o o d s f : u m t l l c T e r t i a r y
o
f D
e o m a i
,
A
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h
a l 工n d i a , P a l“ e o b o t a n i s t , 1 9 8 1 , 2 7 ( 3 ) , P . 2 3 8一 2 3 9 。
〔 7 〕 I d e m : F o s s i l W o o d s o f L e g u m i n o s a e a n d A n a e a r d i a e e a e f r o m t h e T e r t i a r y o f A : s a m , P a la e o n o t a -
n i s t
,
19 6 9
, 1 7 ( 1 )
,
P
。
2 2一 3 2 .
图 版 说 明
图版 工
1
. 樟科硅化 木 , 火 1 / 1 9 5
2
. 示导管 中石英 矿物六 边形环带生长线 , 立方体黄铁 矿 , x 3 20
3
. 示 射孔 材 、 榭 线 、 木纤维 , 似圆形导管 中小黑点为黄铁 矿 、 褐铁矿 , x 25 o
4
. 秋枫硅化木横切 面 , 示散孔材 、 径列复管孔 , x 60
5
. 豆 科硅化木弦切面 , 示 管间纹 孔互列及附物纹孔 , x 2 50
图版 卫
1
. 秋 枫公化 木弦切面 , 示导管 、 榭线 、 分隔木纤维 , x 10 o
2 42 辽 宁 步也 质 1 98 7年
2
.秋枫硅 化木径 切面 , 示射线组织异型 , 分室细胞具菱形晶体 , 义 1 5 0
3
. 豆科硅 化木横切面 , 示散孔材 , 生长轮 、 单管孔及径列复管孔 , 轴向薄壁 组织环管束状 、 轮介状 , 二 3 。
4
. 樟科硅 化木横切面 , 示散孔材 , 轴向薄壁组织稀疏环管状及星散状 , x 5 0
5
. 樟科硅化木弦切面 , 示榭线 、 分隔木纤 维 , x l 3 0
6
. 樟科硅化木径 切面 , 示轴向薄壁组织具膨大油细胞或 粘液 细胞 , x 12 。
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l o w e r P a r t a n d m a n y a l a t e r a l b r a n e h i n
t h e u p P e r p a r t a s w e l l
.
T h e i n t e r n a l s一r t l e t u r e 。 里 t上e : e s z l l e -
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