中國墨石公園的“變色密碼”：頁巖中硫化物氧化，為何雨后巖石變成藍(lán)黑色？

中國墨石公園的巖石在雨后呈現(xiàn)藍(lán)黑色的現(xiàn)象，主要與其頁巖中所含的硫化物礦物（如黃鐵礦等）的氧化過程及環(huán)境條件變化有關(guān)。以下是具體機(jī)制的解釋：

頁巖中常含有硫化物礦物（如黃鐵礦，化學(xué)式FeS?），在自然風(fēng)化過程中，硫化物會與水和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)：

• 第一步氧化：
  ( 2\text{FeS}_2 + 7\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Fe}^{2+} + 4\text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ )
  黃鐵礦氧化生成硫酸亞鐵（Fe2?）、硫酸根（SO?2?）和酸性溶液（H?）。

• 第二步氧化：
  硫酸亞鐵進(jìn)一步氧化為硫酸鐵（Fe3?），并在中性或弱堿性條件下水解，生成氫氧化鐵沉淀（如針鐵礦、褐鐵礦）：
  ( \text{Fe}^{3+} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 + 3\text{H}^+ )。

• 藍(lán)黑色的來源：
  • 鐵的氧化物/氫氧化物：氧化生成的氫氧化鐵（如FeO(OH)）或磁鐵礦（Fe?O?）等礦物常呈現(xiàn)棕褐至黑色。濕潤環(huán)境下，礦物顆粒表面形成微米級薄膜，光線散射作用增強(qiáng)，使顏色顯得更深（接近藍(lán)黑色）。
  • 硫化物氧化產(chǎn)物：硫酸鹽礦物（如黃鉀鐵礬）在濕潤時可能呈現(xiàn)灰藍(lán)或暗色調(diào)。
  • 有機(jī)質(zhì)作用：頁巖中若含有機(jī)碳，濕潤后顏色加深，可能疊加硫化物的氧化產(chǎn)物，形成藍(lán)黑色調(diào)。

• 加速氧化：雨水提供水分和溶解氧，大幅加快硫化物氧化反應(yīng)的速率。
• 表面潤濕效應(yīng)：巖石表面被雨水浸潤后，礦物顆粒間隙被水填充，減少光線反射，增強(qiáng)深色礦物的視覺效果。
• 沖刷與再沉積：雨水可能沖刷掉表層風(fēng)化產(chǎn)物，暴露出新鮮氧化的深色礦物層。

墨石公園所在的區(qū)域（如川西高原）構(gòu)造活動頻繁，巖石破碎程度高，硫化物更易暴露于地表。高海拔地區(qū)的強(qiáng)晝夜溫差和頻繁干濕交替，進(jìn)一步促進(jìn)硫化物氧化和礦物轉(zhuǎn)化。

雨后墨石公園巖石呈現(xiàn)藍(lán)黑色的“變色密碼”源于：

這一現(xiàn)象是化學(xué)風(fēng)化、礦物學(xué)特性與自然環(huán)境共同作用的生動體現(xiàn)。