武汉发现我国罕见的被子植物硅化木群

齐国凡

武汉不仅是华中地区最大的贸易中心，水陆交通枢纽，全国著名特大城市，也是我国迄今发现的独一无二赋存被子植物硅化木群而闻名中外的产地。

武汉硅化木群经过初步调查，其地质时代属新生代新近纪，距今250万年。这里出土并被鉴定发表的硅化木属、种，全为我国甚至世界上首次发现。这方面的研究成果，不仅填补了我国新生代古植物的空白，丰富了世界植物研究资料，而且为研究长江中游和武汉地区新生代地质、古气候、古地理等方面提供了很有意义的科学依据。为此，引起国内外古植物、地质、木材、环境等学科专家、学者们的广泛关注和重视。1985年以来，国内外来武汉参观指导这项研究成果的教授、专家约有200余人。其中著名的有我国生物学部徐仁院士、地学部孙殿卿院士、中国林科院著名木材学家成后卿教授等。德国著名的古植物学家斯威彻（Schweitzer）教授说：“中国的这一发现对研究世界被子植物有很大意义。”1987年以来，我们的初步研究成果在《植物学报》《林业科学》等刊物发表以后，有的被世界木材解剖学家刊物《IAWA》、俄国《古生物学报》等刊物摘要转载，有的被美国权威性的只读光盘（CD－ROM）数据库BA《生物文摘》摘录收藏。中央、省、市电台，《人民日报海外版》《长江日报》等数十家报刊均曾作了专门性报道，英、美、日等国家的一些大学、研究单位还多次来函索要资料。武汉硅化木群的发现和研究，在国内外已引起了较大的反响，收到了很好的社会效应。

武汉硅化木群主要赋存在长江武汉河段北侧支流倒水河下游的新近纪及早更新世的古砾石层中。阳逻的香炉山、半边山、武汉阳逻电站的厂址及其附近山体中都有分布（图1）。迄今已采集武汉硅化木标本近百个，经解剖鉴定的有17个属、种。这个数字为我国学者从解放前至1986年半个多世纪研究发表硅化木树种的总和，就目前初步采集武汉硅化木标本的数量和鉴定发表的树种而言，武汉硅化木群堪称为全国之最。

图1 化石位置图

化石是古生物遗体或遗迹，在长期的地质作用下形成并保存在岩层中各个地质历史时期的生物的遗体或遗迹。地球上的生命自诞生以来，迄今约有40亿个春秋。从没有生命的洪荒世界，到今天人类遨游太空，生命经历了从无到有，从植物到动物，从水生到陆生，从低级到高级的演化。众所周知，地壳是在不断发生变化的。海洋可以上升为陆地，高山、陆地也可以下降为湖盆、海洋。在一定条件下，各种地形是可以相互转化的。人们是怎样认识这些浩繁的生物进化史和地壳发展史的呢？答案只有一个，主要依靠化石。因为化石历尽地球的沧桑，大自然的炎凉，没有任何偏见，真实而全面地记录着大自然的发展进化史。

图2 硅化木一端

硅化木是化石群的一个“成员”。所谓硅化木实际上是木化石的一种。木化石有时也叫化石木，它是地质历史时期的次生木质部，换句话说，它是由“木材”形成的化石。木化石所含的矿物成分有硅质的、钙质的、铁质的，也有矿化程度很低的碳化木。严格地讲，只有木化石中的矿物成分绝大部分由硅质组成的才叫硅化木，在成分未经鉴定之前，通常称作木化石，而不用硅化木这个名称（图2）。武汉硅化木的薄片鉴定表明，其主要组成矿物为石英，含量为93％～95％，少量为玉髓、蛋白石、褐铁矿、方解石、白钛矿和微量有机碳。化学成分为：SO2含量93％～96％，Fe含量3％～5％，Ca、Al、Mg、Cu、Pb、Ag、Ti、Sr微量，由于硅的含量占绝对优势，所以石质坚硬，是名副其实的硅化木。

自然界中的植物依照种子的裸露或包被，分为裸子植物和被子植物两大类。我国的辽宁、新疆、四川、江西、河南等地都有硅化木出现，但这些地方的硅化木年代较老，而且全为裸子植物。武汉硅化木中既有裸子植物，也有被子植物，而且年代较新。武汉为我国至今首次发现被子植物硅化木的地方，由于硅化木群的这个重要特色，从而使武汉硅化木群受到国内外学者、专家们的广泛关注和重视。

对硅化木的属、种名称鉴定，国际上通常是把坚硬的硅化木切制成小于0.02mm三个切面的薄片，即横切面、径切面和弦切面。然后将这些薄片放在高级生物显微镜或电子显微镜下，观察其内部结构及其各种组织成分，最后确定其属、种名称。这种鉴定方法实际上是与现代木材的鉴定方法是类同的。需要说明，不是所有硅化木都能够鉴定其名称的，有些硅化木的矿物质充填植物组织空隙过程与木材机体被破坏过程是同步发生的。这样的硅化木内部结构保存很差，植物组织，尤其是坚硬的细胞壁被破坏严重，甚至荡然无存，就无法进行鉴定。有的硅化木虽然内部保存较好，但在长期地质作用下，有些植物组织多少已有一定程度的损坏，这就需要磨制大量的薄片才能定名，从而给鉴定带来不少难度。武汉硅化木的结构保存较好，大部分鉴定条件充足。不过鉴定硅化木名称还是比较困难，例如，鉴定“武汉樟木”这个世界上首次发现的新属、种，从野外发现开始，经过切片研究，再切片再研究，共计制作100余个薄片，用去五年多时间，然后才把名称确定下来，并得到了国内外学者们的赞同。从鉴定硅化木的难易程度来说，鉴定现代木材名称要比硅化木容易得多。

武汉硅化木远看为木，近观为石，它具有观赏、收藏、陈列价值，能使人产生联想、激情、美感、快慰……可以说是武汉的一项重要旅游资源，它蕴含着很大的精神财富。中南海瀛台上竖有高2m多的一段硅化木，杭州西湖岳王庙“精忠柏”的材料也是硅化木，此外广州、南京、长春等城市都有少量的硅化木陈列，供人们观赏。在人类发展的初期，人们与自然保持着紧密联系，或穴居在山洞之内，或巢居在林木之上，人们常常用石头作为狩猎野兽的工具，那时人与自然是浑然一体的。随着现代文明的发展，人们集居于城市，楼房越建越高，人们的身心与自然的距离却愈来愈远。高度的现代生活，使人们寻求自然兴趣的欲望愈加强烈。硅化木的收藏陈列，将使人们感受自然之灵气，享受精神之乐趣，在好奇之中对其进行科学解释，探讨其形成规律……乐趣油然而生。武汉硅化木由于含有铁质成分，风化后颜色鲜艳，常呈红色或褐黄色，新鲜面为灰白、灰黑色。最长一段为5.8m，最大直径0.25m。有的树节、侧枝都很清楚。硅化木的横断面上，有的可见一圈圈规则美丽、疏密相间的年轮，纵断面上可见微细纵向纹理。由薄片观察，那些原始的木质细胞，历历在目。由于它们具有自然之灵气，给予人们精神上的享受，所以在武汉第一届科技博览会和两届东湖金秋园林节展出之后，观众达20余万人之多，深受人们的喜爱。因为它们是地壳发生沧海桑田的直接证据，人们在好奇心的驱使之下，探根寻底，遐想自然的逼真实体，观看和摄影者络绎不绝。文化是人类在社会历史发展过程中创造的物质财富与精神财富的总和，虽然它侧重在文学和艺术方面，但也包括科学在内。如将我们已采集并具全国罕见的稀有被子植物特色的武汉硅化木，在市博物馆选择适当的地点有计划地陈列开发，无疑将是武汉对外联系的一项自然科学、文化和旅游窗口，同时将是青少年热爱科学、热爱祖国、丰富科学知识的很好的教育课堂。