化石是如何演变的

　　地球是浩翰宇宙中一颗尉蓝色星球，沦海桑田，海陆变迁，当我们翻开地球上那似“书本”状厚厚的沉积岩时，生物活动的遗体、遗迹，一页页地记录下我们这个星球的变化。

　　在元古代震旦纪，白云岩、磷块岩中出现的巨环藻、叠层石化石，以及寒武纪陡山沱时期的生物第一次大爆发，古生代开始在碳酸盐岩中普遍出现的以蓝绿藻构成的层纹石、迭层石、核形石，在二迭纪煤系地层粘土页岩中，则开始出现了保存完好炭化了的各类植物叶片化石。

　　植物逐渐演化进化从裸子植物到被子植物，从大羽羊齿(厥类)植物到二迭纪开始出现高大的乔石如鳞木、栌木，中生代时期尤其是侏罗纪、白垩纪大量的松、柏、水杉、银杏，桫椤，给当时称霸地球一时的恐龙世界提供了丰富的食源。

　　地质历史时期的山麓、湖相盆地，大河出海口的三角洲，滨海沉积区，为原始丛林的生长构筑了天然集中连片的条件，在各种地质灾害作用下又深埋了这些丛林，植物树干、树根及树叶在地下随着时间的变化，上覆土层(岩层)温度、压力的改变，部分处于还原条件下，有的炭化后形成煤、炭质页岩，有的在氧化环境下有机质荡然无存。而另外，也有很少部分植物树干、树根在特定的地质条件下，形成了坚硬的化石，学名叫硅化木，俗名叫木化石。

　　硅化木是古代树木因火山喷发或地壳运动等地质作用而被埋入地下，由于处于缺水的干旱环境或与空气隔绝，木质不易腐烂，在漫长的地质作用过程中被含硅钙物质交换替代，替换的过程保留了木质的纤维结构和树干的外形，使树木变成化石。树木保存为化石的条件极为苛刻，树干要想成为硅化木，先决条件是其遗体必须得到迅速掩埋，环境的特殊，与空气隔绝这种迅速掩埋的情况毕竟是极少见的，因此，树木成为化石的几率非常小。树木被泥沙埋藏后，含丰富硅质成分的地下水溶液就开始对这个不速之客虎视眈眈了，地下水一边溶解树木的木质成分，一边将自己携带的硅质成分沉淀于所溶解的孔洞中，发生物质交换替代现象。如果溶解和交替速度相等，且以分子相交换，则可保存树木的微细结构，如年轮及细胞轮廓等。如交替速度小于溶解速度，则主要保存了树木的形态，年轮一般不清楚。最后，树木的原来成分已荡然无存，全部由含硅钙成分的石质所取代。之后，经过压实、固结、成岩，原来的树木就完全变成了坚硬的石头——木化石。这个过程就是树木的石化过程，其间要经历几百万年甚至上千万年的漫长岁月。

　　在中国，硅化木的分布时代集中在中生代，即恐龙时代，多数是侏罗纪和白垩纪的植物，也是被子植物出现时期的植被类型。地理分布主要在四川、新疆等地。近年来，在中国的辽宁西部地区大规模出土了硅化木化石，使中国的硅化木分布区域不断扩大，同时在北京周边地区也陆续有些发现。

　　硅化木具有极高的研究及学术价值。

　　硅化木一般都是高大乔木的石化部分残留体，从硅化木中我们可以获得大量当地、当时及一段年代的古气象资料，如太阳光照、光照长短，雨水多少，丰沛程度，千百年气候变化，植物群落组合，地域间变化关系，经纬度变化关系，地史变化变迁规律。

　　对生长在温带硅化木树干上的年轮，可清晰的数出其一圈圈的年轮，每一圈为一年形成层，对生长在热带树干上的年轮，由于气候季节性变化小，形成层参生的细胞没有什么差别，硅化木上一圈圈的年轮也就不太清晰了。

　　硅化木茎干上的年轮，在茎干的韧皮部内侧有一圈细胞生长特别活跃，分裂也极快，促使形成新的木材和韧皮组织称为形成层，形成层增多树干变粗壮，季节变化反应在形成层的变化。相应树种区域性形成层变化规律，是研究古气候的必备资料。

　　通过对硅化木残余结构分析，从年轮特征可判断出春夏季节是树木生长的旺季，形成层的细胞分裂快、生长快，产生的细胞体积大，细胞壁薄，纤维少，输水导管多，颜色浅，质地疏松称为早材。秋冬季节是树木生长的弱季，形成层的细胞分裂慢、生长慢，产生的细胞体积小，细胞壁厚，纤维多，输水导管少，颜色深，质地紧密称为晚材。早材与晚材构成一圈便是年轮，从年轮中的细微变化关系可推测那一时段的冷暖变化规律。

　　从出露硅化木树种的分布，赋生的的地质构造单元及地层，在某些方面可以推测出当时的古气侯变化，海陆变迁。

　　自从硅化木化石被一些人们相中以后，于是很快的进入了商品市场领域，产于全国各地山间、旷野，沉睡亿万年的硅化木化石便开始惨遭厄运，被挖、采、盗、贩运，破坏之风席卷各地十分严重、万分猖獗，一颗颗硅化木化石从穷乡辟壤、偏远山寨、深山老林中流向各地。成为人们收藏的新宠。

　　为保护硅化木这一难得的资源，政府部门建立了许多地质公园进行保护。我国第一个硅化木地质公园就建在被称为北京夏都的延庆。这个公园位于北京西北部的延庆县东北60公里处的千家店乡下德龙湾的白河北岸缓坡上，东西宽500米，南北长1500米，人称三道梁。硅化木主要分布在一二道梁上仓米古道景区白河流域，总面积达226平方公里。区域地质遗迹资源丰富，是侏罗纪硅化木群分布最广、规模最大、保存最完整的地区。公园沿白河两岸分布，自西向东穿越三个中生代火山岩盆地。最西侧火山盆地形成燕山天池，向东越过元古代地层组成的峡谷后，蜿蜒曲折进入千家店火山岩盆地，直达硅化木发育中心，形成一条长达55公里长廊。

　　园内的硅化木化石群，均形成于距今1.4至1.8亿年间的中生代侏罗纪火山沉积盆地中。硅化木化石群多年沉积形成了多姿多彩的地貌特征，质地坚硬、纹理清晰、年轮宽窄可见，系裸子植物门松柏纲，每隔几米、几十米就有一处，共有38株。木化石露出地面20～200厘米，多呈树桩状，颜色土黄,直径可达1～2.5米。其中现已发掘出最粗的硅化木直径达2.5米，最长的“树干”挺直长达15米。

　　此外在新疆，还建立了全国最大的硅化木保护区。这个保护区位于吉木萨尔县、奇台县、木垒县三地内，有中侏罗纪至晚侏罗纪的硅化木群分布，距今1.5亿年至1.7亿年，尤其是境内的奇台县硅化木自然保护区内更为集中连遍，石树沟最为突出，在11.65平方公里面积范围内，裸露于地表的硅化木多达近千株。树种有金钱松、落叶松、水杉、云杉、银杏、桦木等，最长的一株有26米，硅化木遗存规模仅次于美国亚里桑纳州，居世界第二。

　　现在，我国已建成硅化木保护区多达几十处。这些保护区，既可进行科普教育，又有效地保护了这一珍贵的稀有资源。

　　硅化木的极品是硅化玉，是玉化的硅化木。它属于硅化木，又因其晶莹剔透的外表而区别于普通硅化木。在漫长的地史过程中，大片的原始森林被博大的自然力量埋葬于地下。在高压、低温并且无氧环境下浸泡于二氧化硅的环境中，树木中的碳元素逐渐被二氧化硅替代，并部分保留了树木的某些原始特征，并纳入周围岩层的某些矿物元素，形成缤纷的色彩物质，这就是硅化木，也叫做木化石。而后漫长的地质时期，在温压的不断变化中，硅化木发生了差异的变质作用，重新结晶，主要成分转换为蛋白石玉髓，这就是树化玉，也叫木化玉。

人们已知道，由附近火山落下的火山灰曾覆盖过整片森林，在森林化石中有时还可见到依然站立的树，以很好的姿态被保存下来。流沙和焦油沥青通常也能迅速把动物掩埋起来。焦油沥青的行为好像一个捕获野兽的陷阱，又象防腐剂能阻止动物坚硬部分的分解。洛杉矶的兰乔?拉?布雷（Rancho laBrea）沥青湖由于在其中发现许多骨化石而闻名了，在其中发现的骨化石包括长着锐利牙齿的野猪、巨大的陆地树懒以及其它已经绝灭的动物。在冰期生存的某些动物的遗体被冻结在冰或冻土之中。显然，被冰冻的动物有的可以保存下来。
虽然地球上曾有众多的人们并不知道的生物生存过，而只有少数生物留下了化石。然而，使生物变成化石的条件即使都满足了，仍然还有其它原因使得某些化石从未被人们发现过。例如，很多化石由于地面剥蚀而被破坏掉，或它的坚硬部分被地下水分解了。还有一些化石可能被保存在岩石中，但由于岩石经历了强烈的物理变化，如褶皱、断裂或熔化，这种变化可以使含化石的海相石灰岩变为大理岩，而原先存在于石灰岩中的生物的任何痕迹会完全或几乎完全消失。还有很多化石则存在于无法获得来进行研究的沉积岩层中，也还有很好出露于地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方，却没有进行地质学研究。另外一个很普遍的问题是，可能由于生物的残体变成碎片或保存得很差，而不能充分显示出该生物的情况。
再者，当我们向过去回溯的时间越古老，化石记录缺失的时间间隔越长。岩石越老，受到破坏性力量的机会就越多，化石也就越加不可辨认。而且由于较古老的生物和今天的生物不同，因而对它们进行分类就很困难，这一情况使问题进一步复杂化了。然而，尽管如此，大量保存下来的生物化石仍为我们认识过去提供很好的记录。