射洪硅化木国家地质公园硅化木化石群资源优势

沈博伟，曹俊，唐广成，张涛

射洪硅化木国家地质公园硅化木化石群资源优势

沈博伟，曹俊，唐广成，张涛

（四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，成都 610213）

四川射洪硅化木国家地质公园内的硅化木化石具有分布地域广、数量多、规模大的特点 ，是我国南方地区最大、国内保存最为完好、以中生代侏罗纪裸子植物为特色，且在东亚和全球极为罕见的原生硅化木化石群。该硅化木化石群具有重要的科研价值 ，是研究川中乃至四川地区中生代时期地质演化、地理环境变迁、古气候条件、古动植物发育状况及形成机制、产出地层沉积相序变化及演化等课题的重要物证。

硅化木；资源特征；对比分析；射洪

四川射洪硅化木国家地质公园位于四川盆地中部。其范围东起铧头咀，西至明星镇-龙潭沟-刘家院子一线；北起宋家老院子-烂寨子坡一线，南抵寨子坡-马桑坡一线，总面积约12 km2。公园距离成都市约136km，距重庆约140km，距绵阳约130km，距遂宁约30km。区位优势突出，成南高速、遂绵高速、达成铁路均有出口与公园连接，交通极为便利。

地质公园所在区域属于侵蚀丘陵地貌，总体地势南高北低，西高东低，一般高差80～100m。丘陵呈馒头状或阶梯状，丘间谷地多呈“U”形。

公园地处亚洲季风区，属亚热带湿润季风气候，具有四季分明，雨量充沛，气候温和的特点。年均降雨量941mm，年平均气温18.2℃，变幅1.5℃；冬暖春早，无霜期长。夏季炎热，秋多绵雨，冬多云雾，日照较少，湿度较大。一年四季均有雾日，以秋、冬季多，春、夏季少。

公园植被覆盖率为45%。天然原生植被极少，主要是人工栽培森林植被。木本植物379种，属于72个科，179个属，其中国家一级保护植物有水杉，国家二级保护植物有杜仲、银杏、鹅掌秋等。

1 地质背景

地质公园在大地构造上属于四川前陆盆地龙泉门山前缘隆起带，地质构造简单，以褶皱为主，褶皱平缓、宽阔，断裂不发育（图1）。

图1 四川省构造分区图

区域地层由老至新出露有侏罗系上统遂宁组(J3)、侏罗系上统蓬莱镇组(J3)和第四系(Q)。

侏罗系上统遂宁组（J3）：红色粘土岩、砂质粘土岩夹浅红、灰白色薄层状细粒长石砂岩、长石石英砂岩及粉砂岩。下部夹灰绿色薄层板状泥灰岩、砂质灰岩。与上覆侏罗系上统蓬莱镇组下段为整合接触。

侏罗系上统蓬莱镇组（J3）：岩性为紫灰、棕紫色砂岩、紫红色泥岩，呈不等厚互层。砂岩主要属泥质胶结，次为钙质硅质胶结。硅化木化石群及恐龙化石产于黄灰色砂岩中。常见植物化石有苏铁类、银杏类、松柏类等。

第四系冲积层（Q）：新冲积层沿江岸形成不连续的冲积坝和沙洲漫滩。冲积坝于河道两旁组成一级阶地，高出河道5～20m，上部为灰、黄灰色粘土和黄褐色砂壤土以及壤土夹砂砾卵石透镜体，下部为砂砾卵石。

表1 地质公园硅化木化石分布统计表

2 硅化木化石形成过程

在距今约1.5亿年的晚侏罗系时期，射洪及其周边广大地区为一内陆湖泊，气候以炎热干燥为主，并有短暂的温暖潮湿气候和寒冷干燥气候，沉积了1 000m多厚红层沉积物。盆地里到处生长蕨类及苏铁、松柏等裸子植物，后由于生存环境的巨变，如季节性的洪水泛滥等，大批树木死亡倒伏，其中一部分树木被流水搬运至河流、湖泊里，并被泥砂掩埋。在漫长的地质历史时期，水溶液不断地从树木中渗过，树木中的有机质被带出来，水溶液中的矿物质如二氧化硅、碳酸钙、氧化铁等填充进入细胞腔和细胞间隙。后经过石化作用、重结晶作用，树木形态轮廓丝毫未变，形成了当今被人们看到的硅化木化石。

3 硅化木化石资源特征

公园内的硅化木化石分布区西起曾家沟，过曾家垭口，至李家沟、王家沟、田家沟，沿龙洞河西南岸，经顺济庙往北，过龙洞河经龙洞子电站，向北至龙潭村的马家沟以南。

图2 王家沟硅化木埋藏遗址分布示意简图[17]

硅化木赋存于侏罗系上统蓬莱镇组下段灰黄色岩屑长石砂岩中，该砂岩厚度变化较大，一般在10～20m之间（图3）。硅化木产状较多变，但以与岩层产状大致一致的占多数，有少量与层面斜交或近于直立的。硅化木化石表面颜色多呈褐黑色、灰白色；直径一般在0.1～1.0m之间，最大1.5m，长0.1～8.0m。未见树根及树枝，表面有树皮的极少。硅化木表面有碰撞及磨蚀痕迹，其特征显示是被流水搬运后再掩埋而形成的。

其中，王家沟硅化木化石是射洪地区分布最为集中、最为典型的一处木化石产地。该处木化石主要产于晚侏罗世蓬莱镇组下段中，岩性为厚层浅黄绿色细粒长石石英砂岩夹灰绿色薄层状泥岩，发育大型交错层理，胶结较为松散。硅化木主要以树干为主，树桩仅见3块左右，出露长度不一。化石断面直径多为20～70cm ，最大可达1.5m。树干产状不尽相同，但同一化石层内倾向基本一致，倾角多小于30°（图2）。硅化木断面有呈板状及半圆状者，但多为不完整的圆形状，表面多为钱黄褐色、灰白色，纹理清晰，质地坚硬。

公园内的硅化木化石主要以硅化保存为主，矿化程度相对较弱，内部构造特征保存相对一般。部分保存相对较好的标本，可以观察到生长年轮、管胞、射线细胞、交叉场纹孔以及径壁纹等解剖构造节特征(图4、图5、图6、图7）。硅化木化石横切面多具明显的生长纹，表明其形成及其大规模集中保存与季节性的洪水泛滥有密切关系，是研究四川盆地侏罗纪古地理格局、古生态环境变迁与相关重大地质事件活动等重要地学理论问题的十分难得的化石证据。通过切片比较研究，射洪硅化木为保存次生木质部的侏罗纪松柏类植物（隶属于拟罗汉松型、云杉型、原始松型、南洋杉型等分类单元）。

图3 四川射洪硅化木国家地质公园硅化赋存地层示意图[17]

图4 射洪王家沟木化石解剖特征（I）

图版说明：图A-B 横切面，未见生长轮；图C 横切面，示管胞细胞特征；图D-F 弦切面，示木射线；图E 弦切面，示双列木射线细节

图5 射洪王家沟木化石解剖特征（II）

图版说明：图A-C 径切面，示单列椭圆形紧挤的管胞径壁纹孔；图D 径切面，示单列圆形分离的管胞径壁纹孔；图E-G 径切面，示交叉场及交叉场纹孔；图E 弦切面，示交叉场纹孔细节

图6 射洪王家沟木化石解剖特征（III）

图版说明：图A 横切面，示生长轮；图B 横切面，示生长轮早-晚材细胞特征；图C-D 弦切面，示单列木射线；图E 弦切面，示双列木射线细节

此外，在公园内的王家沟、李家沟、蔡家坝等地，发现有部分恐龙骨骼化石零星分布，与硅化木分布层位相同或邻近，这一现象在国内外非常罕见，具有重要科研价值。

据分析，骨骼化石直径0.1~0.3m，长0.15~0.5m，为蜥脚类恐龙肢骨化石。

图7 射洪王家沟木化石解剖特征（IV）

图版说明：图A 横切面，示生长轮；图B-C 横切面，示生长轮早-晚材细胞特征；图D-F 径切面，示单列椭圆形紧挤的管胞径壁纹孔

4 资源优势对比分析

世界上比较知名的木化石产地包括北美洲美国中西部地区的亚利桑纳、弗吉尼亚，南美的阿根廷南部地区，澳大利亚的塔斯马尼亚，亚洲的中国、泰国、缅甸、印度、蒙古，欧洲的英国、德国、法国、希腊等地，以及非洲马达加斯加等地，甚至在南极地区亦有大量木化石发现。

我国幅员辽阔，木化石资源极为丰富，其数量之多、分布之广、保存之完好，堪称世界之最。目前，国内近20多个省市和自治区均有硅化木化石发现，主要包括：东北地区的辽宁、黑龙江、吉林，华北地区的内蒙古、北京、河北、山西，西北地区的新疆、甘肃、陕西，西南地区的四川、西藏、重庆、云南，华南地区的湖南、湖北、广东、广西，华东地区的浙江、安徽、山东等地。就硅化木的规模和保存程度来说，四川射洪、新疆奇台、北京延庆、浙江新昌和重庆綦江等产地最具代表性，并已先后建立古生物化石类国家地质公园。

图8 中国新生代硅化木化石分布图[17]

5.1 北京延庆硅化木国家地质公园

延庆硅化木化石群赋存地层为侏罗纪。现已发现57根，最长者达15m，仅在400×1 500m范围内木化石的石桩现就发现38个，是华北地区规模最大的原地埋藏、原地产出、原地展出的硅化木群。硅化木多保存为直立的树干、树桩或树根，出露高度不一，从40cm到1m多不等。断面直径一般在1～2m左右，其中已发掘的最粗的硅化木直径可达2.5m左右。断面上的木化石纹理、年轮清晰可辨，树干周围还包裹着一层灰黄色的硅化圈。延庆硅化木化石群的特色是以保存较好的树桩为主，而且研究程度较好，但是在硅化木的数量和分布规模上不占主要优势。

5.2 新疆奇台硅化木—恐龙国家地质公园

奇台硅化木化石群赋存地层为中-晚侏罗世，围岩为黄色砾岩、杂色泥岩、褐红色泥质砂岩。硅化木树干大多已断裂，树干、树皮、树枝的原生构造保留完好，生长年轮和少量果实的形态结构仍清晰可见[11、12、13]。硅化木或横卧者或直立保存。横卧地表的硅化木多数直径为0.5～1m，大者可达2m。直立硅化木可高达3m，其直径可达2m。树桩根系十分发达，有的长度可达30m。硅化木保存程度较差，遭到人为破坏和盗窃比较严重[9、10、11]。

5.3 浙江新昌硅化木国家地质公园

新昌硅化木化石群赋存地层为下白垩世永康群馆头组，围岩为细砂砾岩、砂岩、粉砂泥岩等。目前，硅化木已发现有300余根，以灰黑色、黑色为主，少量灰黄色、灰白色。硅化木埋藏具有规律性，或直立或斜卧，或树根或树枝，硅化程度高，石质坚硬，外形各异，木质结构、年轮十分清楚[13、14、15、17]。

5.4 重庆綦江木化石恐龙国家地质公园

重庆綦江硅化木化石群赋存地层为中侏罗统下沙溪庙组，数量众多，个体较大，保存完整，产出地集中。主要分布于该县古南镇马桑岩地区，在约9.1km2保护范围内，已发现有大小木化石29根，其中8根规模较大（其中最长的一根达25m），其余规模小。主要以硅化和钙化两种方式保存。

表2 硅化木类地质公园对比表

5 小结

综上所述，公园内的硅化木化石资源丰富，具有以下优势特征：

1）分布范围广。公园内硅化木化石主要分布于射洪县明星镇的王家沟、曾家沟、田家沟、龙洞子电站一带及回马镇的李家沟。

2）集中出露数量多。在不足1km2的范围内硅化木分布数量多达512根，其规模、密度和埋藏状况等堪称国内唯一、国际罕见。

3）赋存产状多样。硅化木化石大部分顺层平卧，也有不少与层面斜交或直立。

4）保存完好。硅化木化石保持了原生真实自然状态、裸露地表部分多为树木茎干及其断面，未受到人为破坏。化石纹理清晰，质地坚硬，木质“结构”年轮清晰可见，保存了1.5亿年前植物的细胞和生物结构。木化石的三维切面（横切面、弦切面、径切面）均显示了丰富的植物细胞结构，是了解植物系统分类的重要依据，为晚侏罗纪植物化石的研究提供了重要的化石证据。

5）与恐龙化石同层赋存。硅化木化石群与恐龙化石同时产于侏罗系上统蓬莱镇组一段（J31）黄灰色长石砂岩中，产于同一地质层位，在国内乃至世界实属罕见。在四川盆地侏罗纪地层中已发现了大量的、著名的恐龙化石，如马门溪龙等，但几乎很少发现与恐龙化石共存于同一层位的硅化木化石。

因此，四川射洪硅化木具有极高的科学研究价值，它不仅保存了1.5亿年前植物的细胞结构和生物结构，同时是恢复地质时期地表植被原貌、重建古气候环境的有效钥匙，是研究四川盆地侏罗纪古地理格局、古生态环境变迁与相关重大地质事件活动等重要地学理论问题的十分难得的化石证据。其也为研究恐龙的生活环境和生活习性提供了重要的证据，对于研究四川盆地古地理、古气候、古环境、古生物的演变具有极其重要的地学意义。

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Resources Advantage of Silicified Wood Fossils inthe Shehong Silicified Wood National Geopark

SHEN Bo-wei CAO Jun TANG Guang-cheng ZHANG Tao

(Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213)

Silicified wood fossils are distributed over the Shehong Silicified Wood National Geopark. They’re the best-preserved Mesozoic Jurassic Gymnosperms in the country and extremely rare in East Asia and the world. The silicified wood fossils is of great value in scientific research, being most important material evidence studying geological and paleobotanic evolution, paleoclimate, paleogeography and sedimentary facies change in Sichuan in Mesozoic Era.

silicified wood ; resource advantage; comparison and analysis; Shehong, Sichuan

2018-07-18

沈博伟（1986-），女，河北保定人，工程师，主要从事水工环地质、地质遗迹调查评价及保护、地质公园申报与研究相关工作

[P52]

A

1006-0995（2019）02-0342-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.034