Obwohl in der Natur offensichtlich ist, dass Holz und Pflanzen nach ihrem Absterben eigentlich immer rasch verrotten, retten sich doch die einen oder anderen Reste nach entsprechender Einbettung und Diagenese als Fossilien. Diese Einbettung muss so rasch erfolgen, dass weder Organismen wie Holz fressende Insekten, Pilze sowie Bakterien angreifen können. Gleiches gilt auch für die Reaktion mit Sauerstoff.

Umwandlung in Kohle und Kohlenwasserstoffe
Bei dieser Umwandlung wird biochemisches Material zwar umgewandelt, bleibt jedoch als organisch-chemisches Material erhalten – meist in der Form von Kohlenwasserstoffen. So findet man die auffälligsten Pflanzenversteinerungen in der Kohle. Bei der Bildung dieser Sedimente fielen die Pflanzen in Sümpfe und wurden unter Tonschichten eingeschlossen. So findet man in der Kohle selbst komplette Baumstämme, Äste und Blätter. Auf den Abraumhalden, auf die man die Tonschichten abkippt, liegen häufig die Abdrücke von Fossilien, die sich am Rande der organischen Masse befanden.

Der Abschluss von Luft konnte aber auch dazu führen, dass wie bei der Kohlebildung die Biomasse in eine besondere Art von Bitumen umgewandelt wurde. Das beobachtet man z. B. bei der Umwandlung von fossilem Araucarienholz zu Gagat. Es spielt bei Sedimenten eine Rolle, die sowieso zur Erdölbildung neigen – wie der Stinkkalk des Lias Epsilon. Da es sich um Meeressedimente handelt, wird das Holz als Treibholz hineingeraten sein.

Verkieseltes Holz
Holzreste, die unter Lava-Asche bedeckt wurden, sind häufig verkieselt. Lava besteht vor allem aus Quarz und Kieselsäure-Verbindungen, welche das Holz imprägnierten und welche die organischen Bestandteile verdrängten. Hier sei an die amerikanischen Holzversteinerungen in Arizonas „Petrified Wood“ erinnert.

Auf die gleiche Weise ist vor 290 Millionen Jahren der „Versteinerte Wald“ von Chemnitz in Sachsen entstanden.

Einschlüsse von Holz in Sandstein, wie man sie im Keuper, Oberkreide oder Tertiär findet, beruhen darauf, dass Holz von Flugsand – etwa bei der Wanderung von Dünen - bedeckt wurde.

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Bild 1: Verkieseltes Holz aus dem Keuper Süddeutschlands. Breite des Feldsteins 25 cm
(Foto: Blume)

Sand besteht ebenfalls aus Quarz und Kieselsäure-Verbindungen, weshalb auch hier das Holz verkieselte.

Die rasche und totale Bedeckung mit feinem Sand konnte aber auch zum Ausschluss von Sauerstoff und damit zur Verkohlung von Pflanzenresten führen. Diese Lettenkohle ist im Falle von Blattfossilien sehr fein und ist deshalb häufig oxidiert und herausgespült. Andererseits war sie so großflächig, so dass man die Steine an den entsprechenden Stellen gut spalten und die erhalten gebliebenen, feinen Abdrücke der Blätter freilegen kann.

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Bild 2: Blattreste im Sandstein von Spitzbergen (Breite 16 cm) (Tertiär)
(Foto: Blume)

Holzfossilien mit Schwefeleisen (Verkiestes Holz)
Andere Holzstücke wurden in Schwefeleisen umgewandelt. Leider sind diese Stücke oft aus der instabilen Schwefeleisen-Modifikation Markasit, weshalb sie leicht verwittern. Dabei entsteht u. a. Schwefelsäure, die die Zersetzung im Sinne einer Autokatalyse vorantreibt. Solche Fossilien findet man vor allem auch in jungen Kohlearten, also in der Braunkohle. Nicht umsonst sind deshalb die Abraumhalden der großen Braunkohlenbergwerke Problemzonen für die darunter befindlichen Böden.

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Bild 3: Fossiles Treibholz, das zum Teil aus Markasit besteht und deshalb zerfällt (Länge 18 cm) (Araucaria; Lias)
(Foto: Blume)

Holzfossilien aus Kupfererz
In seltenen Fällen findet man auch Holz, das aus Kupfersulfid besteht. Hier handelt es sich um Kupfer(I)-sulfid Cu₂S, das als Mineral unter dem Namen Chalcosin (oder auch Chalcocit) bekannt ist. Man erkennt es daran, dass es relativ schwer ist (Dichte 5,8 g/cm³) und außerdem aufgrund möglicher Verwitterung grüne oder auch blaue Überzüge zeigt. Es handelt sich bei diesen Überzügen um Kupfer-carbonat-hydroxide wie Malachit und Azurit. Der Bildung von Kupfersulfid vorausgegangen ist im Allgemeinen eine Ablagerung des Holzes in groben Sanden und anschließende Imprägnation von Kupfersalzlösungen, wie es für den Übergang von Perm zur Trias typisch ist. Hier sei an die Zechstein-Ablagerungen von Mansfeld in Sachsen-Anhalt erinnert.

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Bild 4: In Chalcosin umgewandeltes Holzstück (Länge 10 cm; Trias)
(Foto: Blume)

Chalcosin ist übrigens das weltweit bedeutendste Kupfererz.

Pflanzliche Pseudofossilien
Oftmals halten die Leute moos- oder baumförmige flächige Ablagerungen von Mangan(IV)-dioxid oder Eisen(III)-oxid („Dendriten“) für pflanzliche Versteinerungen (griech. dendron; Baum).

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Bild 5: Mangan-Dendriten (Breite 5 cm) (Cenoman/Oberkreide)
(Foto: Blume)

Man spricht von Pseudofossilien.

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