石化

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在地质学中,石化或石化(源自古希腊语πέτρα(pétra)'岩石,石头')是有机物质通过替换原始物质并用矿物质填充原始孔隙空间而成为化石的过程。 木化石是这一过程的典型代表,但所有生物,从细菌到脊椎动物,都可以石化(尽管更硬、更耐用的物质,如骨头、喙和贝壳,比肌肉组织、羽毛或皮肤等更柔软的物质更能在这个过程中存活下来)。 石化是通过两个相似过程的组合发生的:矿化和置换。这些过程创建了原始样本的复...

石化

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在地质学中,石化或石化(源自古希腊语 πέτρα (pétra) '岩石,石头')是有机物质通过替换原始物质并用矿物质填充原始孔隙空间而成为化石的过程。

木化石是这一过程的典型代表,但所有生物,从细菌到脊椎动物,都可以石化(尽管更硬、更耐用的物质,如骨头、喙和贝壳,比肌肉组织、羽毛或皮肤等更柔软的物质更能在这个过程中存活下来)。

石化是通过两个相似过程的组合发生的:矿化和置换。 这些过程创建了原始样本的复制品,这些复制品在微观层面上是相似的。

石化的进程

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全矿化

石化所涉及的过程之一是再矿化。 通过这个过程产生的化石往往含有大量标本的原始材料。 当含有溶解矿物质(最常见的石英方解石磷灰石磷酸钙)、菱铁矿(碳酸铁)和黄铁矿)的地下水充满孔隙空间和标本空腔时,就会发生这个过程,特别是骨头、贝壳或木材。 当这些矿物质从水中沉淀出来时,生物体组织的孔隙就会被填满。

两种常见类型的再矿化是硅化和黄铁矿化:

硅化

硅化是有机物被二氧化硅饱和的过程。二氧化硅的常见来源是火山物质。研究表明,在这个过程中,大部分原有的有机物被破坏了。

硅化最常发生在两种环境中——要么标本被埋在三角洲和洪泛区的沉积物中,要么生物体被埋在火山灰中。

水必须存在才能发生硅化,因为它减少了存在的氧气量,因此减少了真菌对有机体的破坏,保持了有机体的形状,并允许二氧化硅的运输和沉积。

当样本被二氧化硅水溶液渗透时,该过程就开始了。样品的细胞壁逐渐溶解,二氧化硅沉积到空隙中。

在木材样品中,随着过程的进行,木材的两种成分纤维素木质素被降解并被二氧化硅取代。随着水的流失,标本变成了石头(一个称为岩化的过程)。

要发生硅化,地热条件必须包括中性至微酸性 pH 值以及类似于浅层沉积环境的温度和压力。在理想的自然条件下,硅化可以以接近人工石化的速度发生。

黄铁矿化

黄铁矿化是一个类似于硅化的过程,但涉及铁和在生物体的孔隙和空腔中的沉积。黄铁矿化可以产生固体化石和保存下来的软组织

在海洋环境中,当生物体被埋在含有高浓度硫化铁的沉积物中时,就会发生黄铁矿化。生物体在腐烂时会释放出硫化物,硫化物会与周围水中溶解的铁发生反应。铁和硫化物之间的这种反应形成黄铁矿 (FeS2)。

由于周围水中较高浓度的黄铁矿和较低浓度的碳酸盐,生物体的碳酸盐壳材料随后被黄铁矿取代。黄铁矿化在粘土环境中的植物中发生的程度较小。

替换

置换是石化过程中涉及的第二个过程,当含有溶解矿物质的水溶解有机体的原始固体物质,然后被矿物质置换时,就会发生置换。这可以非常缓慢地进行,复制生物体的微观结构。该过程的速度越慢,微观结构就越明确。

通常参与置换的矿物有方解石、二氧化硅、黄铁矿和赤铁矿

石化

很少发现单独通过置换(而不是与矿化相结合)保存的生物遗骸,但这些化石对古生物学具有重要意义,因为它们往往更详细。

石化的应用

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通过石化过程产生的化石不仅用于古生物学研究,而且还被用作装饰品和信息品。硅化木有多种用途。石化木板可以制作成桌面,或者石板本身有时会以装饰性的方式展示。

此外,更大的木头被雕刻成水槽和盆。其他大件也可以制作成椅子和凳子。

硅化木和其他石化生物也被用于珠宝、雕塑、钟表制造、烟灰缸和果盘,以及景观花园装饰。

建筑应用

硅化木也被用于建筑

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词条目录
  1. 石化
  2. 石化的进程
  3. 全矿化
  4. 硅化
  5. 黄铁矿化
  6. 替换
  7. 石化的应用
  8. 建筑应用

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