“不记投河日,宛逢变石年。磕敲自铿尔,节理尚依然。旁侧枝都谢,直长本自坚。”这首题刻在故宫御花园“松石”上的诗赋,体现了作者乾隆皇帝对硅化木的朴素认识,赞美了天工造物的神奇,歌颂了硅化木的坚韧品格。

硅化木以木为形,以石为质,是地质历史时期植物茎干通过渗矿化作用形成的一类植物化石。

亿万年前的地球上生长着茂盛的森林植被,尽管它们与现代植物的门类或有出入,但同样为地球增添了一抹抹绿色,并为恐龙等远古生物提供食物来源。因地壳变迁、火山爆发等原因,部分原始森林的高大乔木经构造运动被迅速埋入地下,在岩土、压力、温湿度等地质条件的作用下,树干周围经高浓度二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等地下水溶液长期浸泡,树木中的有机质成分逐渐被硅、铁、钙等元素替换,并由此形成了保留原来树木的形态、肌理,但质地已经石化的木化石。由于硅化保存的木化石最为常见,因此木化石又被泛称为硅化木。硅化木在地质时代上分布较广,从古生代到新生代均有发现,其中自我国新疆塔城地区晚泥盆世（距今约3.7亿年）地层中发现的硅化木被认为是迄今为止最早的硅化木石。

硅化木成因中的“替换”是非常精确的,不仅如实体现出树木的外部形状、内部结构,借助于显微镜观察甚至可以确定木质细胞轮廓。我们把这种“替换”称为交代作用,是指在压力和温度的双重作用下,一种矿物取代另一种矿物的作用。精准的交代作用使得亿万年前树木的树皮、树干、节瘤、年轮、虫洞被完整保留,历尽沧海桑田,穿梭至今,在岁月的涤荡中,依然以不竭的文思讲述着自己的故事。

作为较早了解硅化木的国家之一,中国古代将硅化木称为松化石（松石）,古人认为 “松干而实石也”,即松树的枝干化为石头。古时地理书、史书、地方志、笔记、游记等文献中均有关于松石的记载。在中华民族探索自然的历史长河中,松石被蒙上了一层神秘的色彩。这一“松”字从现代科学的角度来看很有意思,因为我们现在看到的硅化木中很大一部分都是“松柏类”植物化石。

宋朝矿物岩石学家杜绾所著《云林石谱》,把松化石的形成过程描述为“一夕大风雨,忽化为石”“松老皆化为石”。他的“一夕大风雨”,显然是指自然界的突然巨变,也就是我们所说的地壳变迁、火山爆发,等等。其所谓“忽化为石”,尽管以现代的观点来看略显不切实际,这一“忽”就可能是上亿年,但体现了古人朴素的唯物主义观点,即硅化木是由植物茎干石化而来。宋朝天文学家、药物学家苏颂认为“松久化为石”,一个“久”字,一个“化”字,可谓言简意赅、一语破的,更加贴切地描述出硅化木的形成过程。

硅化木的主要化学成分为二氧化硅。从矿物学角度来看可分为石英木化石、玉髓木化石和蛋白石木化石,三者在化学成分上一致,只是结晶程度及晶型不同而已。常见的硅化木以石英木化石为主,玉髓木化石次之,蛋白石木化石则十分稀少。因为中生代时期形成的蛋白石木化石,经过长时间的应力作用、热力作用及陈化作用,部分已转变成石英木化石。

一个有意思的现象是,很多硅化木具有各异的颜色。探究硅化木颜色的成因,主要因为木材在硅化过程中,高浓度二氧化硅溶液中有其他致色元素和有色矿物的掺杂：如掺杂碳酸铜（CuCO₃）,易使硅化木呈现绿色;掺杂氧化铁（Fe₂O₃）,易呈现红、褐、棕褐等颜色。因此不同颜色的硅化木主要跟其石化过程中掺杂有不同颜色的矿物有直接关系。

硅化木整体呈彩色者少见,颜色多呈斑块状、花瓣状分布。世上最美的硅化木,价值远超同体积的钻石。缅甸发现的“树化玉”、辽宁朝阳北票的“鸡血木化石”均非常稀少,弥足珍贵。

更为传奇的是雷击硅化木。树木在生长过程中遭遇雷击,未来得及完全炭化的树木被迅速埋藏至地下,历尽变迁成为今天我们所看到的雷击硅化木。其成因不仅需要雷击的作用、树木的埋藏、适宜的保存条件,还需要地热增温的热液来源及高浓度二氧化硅溶液与碳分子的交代作用。正是由于条件苛刻,使得现在能找到的雷击硅化木化石极其稀少,几乎是木化石的千分之一,价值可想而知。

因其独特的成因,硅化木是不可复制的,每一块硅化木都有独一无二的面孔。它见证了亿万年的地质变迁,承载着独特而厚重的意蕴,自古就被文人墨客誉为“立体的画作、不朽的诗歌”。

唐贞观十九年（公元645年）,玄奘西行带回三宝：贝叶梵文真经、佛祖如来肉身舍利子和西域回纥神木。这三宝之一的神木,就是当今新疆一带的硅化木。

硅化木古朴、自然的风韵,带给我们化瞬间为永恒的生命启迪。

去除人为异地搬运因素,我国目前已有80余个木化石产地。其中尤其以辽宁北票、新疆奇台、浙江新昌、四川射洪、重庆綦江等地发现的硅化木化石数量最为丰富。就硅化木的种类而言,主要以松柏类为主,苏铁、银杏类等偶有发现;在分布年代上,从石炭纪至新生代均有发现,多以白垩纪—侏罗纪为主;在分布位置上,基本集中在北方,尤其是东北辽西地区数量最为丰富、类型最为多样,南方地区尽管也有大量硅化木发现,但多样性相对较低。值得一提的是产自辽宁北票的一株硅化木化石,株长27.3米,底径1.8米,距今约1.3亿年,全玛瑙矿化,通体呈罕见的红、黄、绿、褐、紫、黑等色彩。

此外,木化石也为古生物学家研究地壳变迁、植物演化,古地理环境和古气候演化等提供了重要的科学依据,被誉为 “了解远古植物、地理、气候的珍贵书籍”。

通过对冀北—辽西、内蒙古东部地区的基础地质调查工作,辽西的木化石群与河北北部、内蒙古东部以及新疆地区若断若连的木化石群逐渐向世人透露出了更多来自远古的信息,展现了此处距今约1.6亿年的中晚侏罗世景观：处处植被繁茂,遍地沼泽湖泊,俨然一片温暖潮湿的亚热带风光;低矮的蕨类、高大的乔木,以及种类多样的恐龙和原始哺乳类动物,共同构成了一个生物的乐园。

辽西地区硅化木的主要产地是辽宁北票巴图营子乡锅底山村、东官营子乡馒头山村等地,层位上属于中—上侏罗统髫髻山组。辽西地区髫髻山组地层分布广泛,被认为是中国北方最重要的侏罗纪化石宝库之一。其中很多化石原木未经构造运动所倾倒就被迅速原位掩埋,使得硅化木整体保存完好,依然呈垂直地层生长的姿势。侏罗纪—白垩纪时期,冀北—辽西一带有许多火山和湖泊。火山经常性地喷发,致使在小的生态环境内气温更高、湿度更大。适宜的环境、温度,使得树木种类非常丰富,生长异常茂盛。古树高可达几十米,直径足有一二米,树龄可达上千年。

硅化木是反映陆地生态系统古环境变化的重要证据和理想的气候指标之一。比如通过观察硅化木是否存在年轮可以推断地质历史时期是否存在季节变化。国际上,在利用硅化木分析陆相古环境特征、古气候演化方面已取得了不少成果,相信经过我国古生物学家的发掘、整理,这些神奇的石头会为我们解答更多的未解之谜。