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黑色？

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

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

• 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?）等礦物常呈現棕褐至黑色。濕潤環境下，礦物顆粒表面形成微米級薄膜，光線散射作用增強，使顏色顯得更深（接近藍黑色）。
  • 硫化物氧化產物：硫酸鹽礦物（如黃鉀鐵礬）在濕潤時可能呈現灰藍或暗色調。
  • 有機質作用：頁巖中若含有機碳，濕潤后顏色加深，可能疊加硫化物的氧化產物，形成藍黑色調。

• 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的速率。
• 表面潤濕效應：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化產物，暴露出新鮮氧化的深色礦物層。

墨石公園所在的區域（如川西高原）構造活動頻繁，巖石破碎程度高，硫化物更易暴露于地表。高海拔地區的強晝夜溫差和頻繁干濕交替，進一步促進硫化物氧化和礦物轉化。

雨后墨石公園巖石呈現藍黑色的“變色密碼”源于：

這一現象是化學風化、礦物學特性與自然環境共同作用的生動體現。