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  一棵樹塌倒死後,如果因某種原因被泥土覆蓋,埋入地下,組成樹幹的木質有機物體便會在周圍土層的溫度和壓力的作用下逐漸地分解。假如覆蓋木乾的土層和周圍環境(包括礦物豐富的地下水)的溼度、溫度和壓力符合一定條件,木幹分解出的雜質就會與周圍泥土中的礦物元素結合成晶體。在地下水的作用下,土層中的二氧化矽、硫化鐵、碳酸鈣等礦物緩慢地滲入木幹內心,同時木幹外層的有機木質被分解,這些從土層中新滲入木乾的無機礦物質由而替換了原樹幹中的有機木質。以一種物質(有機木纖維)的分解作用與另一種物質(無機二氧化矽)的沉積作用同時地發生,從而一種礦物被另一種礦物取代,這種作用被稱為「交代作用」,其中以二氧化矽成分為多,所以也被稱作“矽化過程”。這種分解替換過程以分子單位進行,整個過程既精細又漫長,承襲了樹木的原貌,甚至連木幹細胞的形狀都如實體現。經過千百年不停地分解替換,整個木乾的有機木質會被替換為無機的矽鈣晶體。木乾的矽化過程完後,整個木幹就相當於一個木幹狀的玉石,耐儲存。一個矽化木的完整性取決於樹木死後至樹幹被全面矽化的時間間隔。矽化過程快的話易存留至今且形狀完整,然而如果矽化過程慢而久,樹幹的一些部分會在土層中的礦物還未滲入時已分解失形了。

  矽化木的摩氏硬度為7.0左右,近似石英。完整的矽化木能夠很精確地儲存原樹木的樹皮痕跡、細胞形狀與樹輪,成為重要的化石樣本。  不同的礦物會在矽化木中以不同的顏色呈現:

  由於矽化木如實地體現出遠古植物的形態,它為古生物研究者提供了寶貴的線索。矽化木雖然較為常見,但因為在它擁有極高的科學價值的同時,它也享有較高的美術價值,是裝飾業中的上品。因此為了配合科學研究與商業生產的需求,很多國家都相繼設建了矽化木國家公園,避免被人盜採。
矽化木,又稱木變石,是遠古樹木的遺骸經過長期的化學元素替換過程(特指矽化過程)而形成的化石。生物以木質樹的植物形式在地球上出現已久,遍及世界各角落,在世界六大陸都能發現。其中以松柏目的矽化木為多。