注意这不是化石
1990年6月，我国的一份地学报纸登出一帧照片，名曰：“河南信阳发现大量柏树枝化石”（照片见图1）。随后不久，这帧照片又出现在《科技日报》上，说明改为“天然柏枝画”。稍有地质知识的人会看出，照片拍摄的是一种从地下水中沉淀在岩石表面的铁锰质的凝聚物。这些凝聚物通常呈黑色，形态呈树枝状，颇能迷惑人，使人误认为是化石。正因为如此，地质学将这称为“模树石”或“假化石”。
在野外，要将模树石与沉积岩中的植物化石区分并不困难。首先，在成分上，由于模树石主要成分是MnO2，因此加双氧水（H2O2）起泡，而植物化石就没有这种现象。其次，模树石常出现化学成分偏碱性的岩石中，如石灰岩（化学成分是CaCO3，是强碱弱酸的盐）、正长岩（含大量的钾长石，钾长石也是强碱弱酸的盐）等。而石灰岩一般是在海洋中形成的，通常是不含植物化石的。正长岩是岩浆岩，更不能从中发现植物化石。植物化石一般出现在陆相沉积的砂岩和页岩
中。另外，模树石只是从整体形态上与树枝相似，但不可能出现象植物叶片中叶脉那样的细微构造。最后，植物化石一般出现在岩层的层面上或平行层面分布，而模树石既可能出现在岩层层面上，也可能出现在与层面斜交的裂隙面上。
模树石为什么常出现在一些碱性的岩石中呢？这要从铁、锰在地表迁移规律谈起。铁、锰都是地壳中含量较多的元素，而且又都是变价元素。在地表它们有两种价态，即Fe、Fe、Mn+、Mn。由于含Fe和Mn+的化合物在地下水中的溶解度远高于Fe和Mn化合物的溶解度。所以在地球表层，铁和锰常以二价离子在水中迁移。当含有Fe、Mn离子的地下水流到环境较为碱性的部位时，地下水的pH值升高，反应的氧化还原电位降低。这时还原态的易氧化成氧化态的。又由于含Fe、Mn的化合物在水中溶解度很低。所以地下水中的铁和锰便以MnO和Fe2O3的形式很快在偏碱性岩石层面或裂隙面上沉淀下来。这就是模树石常出现在偏碱性岩石中的原因。
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图1 某报刊登出的河南信阳发现柏枝化石照片
至于模树石为什么长成树枝状的形态？我们完全可以寒冬窗户玻璃上的冰花为例来说明。当冬天室内气温降到零度以下时，空气中的水汽会凝结成冰。水汽在玻璃上凝结最早从某些点开始。这些点就构成了冰花生长的晶芽。水分子附着在晶芽突出的部位。这样，较突出的部位冰花长的就较快。而生长快的部位更突出，也就更容易接收水分子。这就使冰花在各方向生长速度不均匀，从而使冰花长成树枝状。模树石的生长过程也与之类似。显然，这种树枝状形态是竞争生长机制造成的。而植物的枝叶为了采光和通风，其生长过程也受竞争生长机制的制约。这就是模树石、冰花、与树枝形态相似的原因。
在实验室中，可以通过电池使ZnSO4
中Zn还原，这些凝聚物的形态，也和模树石一样呈树枝状。另外，科学家们通
过研究以上凝聚物的这种竞争性生长机制，编写了简单的程序，用电子计算机绘制出与凝聚物树枝状形态极为相似的图形（图2）。
我们知道，生物是有机质高度自组织的形式。模树石虽然是由无机质的矿物组成，但它也是一种自组织态。这突出地表现在它和生物体一样，具自相似性。所谓自相似性，就是局部与整体，在结构、形态、功能等表现出的相似性。生物广泛具自相似性。我国学者张颖清也正是在生物自相似性的基础上建立了全息生物学理论。模树石的每一个分支，在形态上与整体相似，因此它具有自相似性。在这一点上它具有与生物相类似的特征。也正是这一点，使它受到了地质工作者的关注。
本文发表于《化石》杂志1993年第3期
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图2 在阴极还原的锌构成金属锌的凝聚物（左）； 电子计算机模拟出凝聚物树枝状形态（右）
注意这不是化石
