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石头侃贵州 | 从石头里的八卦图,看两亿年前的古植物,神奇!

动静原创
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说美玉奇石话物华天宝

侃黔山贵水析鬼斧神工

看看这块石头,上面有一幅八卦图!四周还布满了麻点。这块石头到底是什么?它又是怎么来的?

这是硅化木,也就是树干的化石。这可是两亿多年前的树干,如今变成了石头。

树干怎么会变成石头呢?这也是大自然的造化,是树干被埋入地下后产生的一种变化。

树干被埋入地下以后会缓慢腐烂。如果这时其周围的地下水中溶解有较多的矿物质,矿物质会在树干腐烂部分腾出来的空间中沉淀并逐渐将其填满。树干腐烂一点,矿物质就填满一点,一点点地“蚕食”树干,以致最终将树干原来由有机物构成的组织完全置换成矿物质,从而变成了石头——树干的化石。树干虽然化作了石头,但构成化石的矿物质却“复制”了树干原来的结构,甚至是十分精细的结构,从而让人们可以通过研究化石了解古植物的状况。上面图中石头里的八卦图,原来就是树干组织形成的纹理。置换树干原来组织的矿物质各种各样,但最常见的是二氧化硅,因此将树干化石叫作硅化木

桫椤

树蕨的化石与桫椤树干截面对比图

上图中的硅化木是一种树蕨的化石。两三亿年前的树蕨是高大的乔木,在当时的世界上占有垄断地位。目前,树蕨还有近亲在世,那就是桫椤。有人将桫椤的树干锯断,同树蕨的化石断面对比,还真有些相似。

硅化木是不少石友追捧的对象,奇特的纹理,神秘的图案,让石友们争相收藏。有的硅化木质地纯净细腻,也就是石友们常说的“玉化程度很高”,贵州的石友称其为桫椤玉,并开始用以制作工艺品,还别有风味。

前面我们介绍过两种石英岩玉:贵翠和玛瑙,他们的化学成分都主要是二氧化硅。桫椤玉的主要成分也是二氧化硅,显然也属于石英岩玉。因其具有植物组织纹理,更为稀罕、珍贵。

树干埋入地下后还会发生另一种变化,那就是变成煤炭

蕨类植物曾是高达二三十米的大树,被称作树蕨,在地质历史上曾经盛极一时。石炭纪(前3.55~2.9亿年)与二叠纪(前2.9~2.5亿年)上亿年的漫长地质历史时期被称为蕨类植物时代,当时那些大型的树蕨如鳞木、封印木、芦木等,占领了地球上一切可以占领的地方。特别是在那些地势低洼的沼泽地带,树蕨生长迅速,死亡后倒伏于沼泽之中,一代代的植物尸体堆积可以形成巨厚的堆积体。这种堆积体称为泥炭,含有很高的水分,固体部分主要为有机质。

泥炭是煤炭形成的第一步。如果由于地质变故泥炭被泥沙掩埋较深,在重压和较高温度(地温随深度增加而增高)的作用之下,泥炭启动了其转化为煤炭的变质过程。

首先是转变为褐煤。褐煤看起来很像烂木材,燃烧时起焰冒烟,因此被称为柴煤。褐煤热值低,燃烧时污染大,因此不是很好的燃料煤,其主要用途在化工方面。

褐煤进一步变质,可转化为有烟煤。有烟煤简称烟煤,其中原来的有机质已经大部分转化为碳,少部分转化为胶质和煤焦油之类的可燃物。胶质、煤焦油之类的可燃物在高温下多转化为气体而后燃烧,被称作挥发分。因此,烟煤燃烧时也会起焰冒烟。根据挥发分含量高低、胶质层厚度及工艺性质,烟煤可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等,用作炼焦、炼油及化学工业等的原料,也可直接用作燃料。

烟煤进一步变质,可转化为无烟煤,有人称之为白煤。读者注意了,以后再有人给你提到白煤,可别以为是白色的煤炭,白煤也是黑色的,只是燃烧时不冒黑烟而已。无烟煤是变质程度最高的煤炭,其中原来的有机物已几乎完全转化为碳,因此碳含量高,挥发分极少,密度和硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟,火焰很短。无烟块煤主要用在化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、锻造等行业,无烟粉煤主要应用于发电、冶金行业。无烟煤还可用作生活用水及工业给水净化处理的滤料。

贵州省是煤炭资源大省,截至2019年底,保有煤炭资源量766.14亿吨,在全国各省市区中排名第5。贵州省煤炭品种较为齐全,可以满足工农业及生活燃料等各方面的需要,但开发利用程度不够,附加值不高,发展空间尚十分广阔。

晚二叠世贵州古地理图

晚二叠世(约前2.65~2.5亿年)为贵州最重要的聚煤期。其时,贵州东南半壁被海水淹没,西北半壁为低洼沼泽地带,林木繁茂,历经近两千万年的积淀,形成了多层巨厚的煤炭矿藏。

黑色的硅化木(其中含有黑色的碳)

硅化木和煤炭同出一源,都是由远古植物遗骸转化而来。但由于所处条件不同,经历不同,而最终转化为不同性状的物质。硅化木是植物残骸分散埋藏在泥沙之中,被地下水中溶解的矿物质缓慢置换而形成化石;煤炭则是大量植物残骸集中堆集在一起,在上覆地层重压及较高温度的作用下逐步变质而成。有的硅化木,在被石化的躯体中还含有一些碳,可见植物残骸被矿物质置换和由有机物变质为碳两个过程可以同时进行,在煤炭的形成过程中可以掺杂矿物质的置换作用,在硅化木的形成过程中也可以并行有机质的变质作用。

同为远古年代生长的植物,死后经历了不同的变化历程,形成了性状完全不同的物质,而最终都成了人们的座上嘉宾。大自然的此等安排,煞是令人感叹!

编辑

王青

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孔薇

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