丹霞地貌的红色不是人为染色的结果,而是亿万年自然地质作用的产物,核心在于岩石中铁元素的氧化作用。以下是详细解释:
1️⃣
红色成因:铁元素的氧化作用
- 含铁矿物:丹霞地貌的岩石(多为砂岩、砾岩)富含铁元素(如赤铁矿、褐铁矿)。
- 氧化反应:铁元素暴露于氧气和水分中,发生缓慢的化学氧化反应(类似铁生锈):4Fe(铁) + 3O₂(氧气) → 2Fe₂O₃(氧化铁/赤铁矿)
- 显色原理:生成的赤铁矿(Fe₂O₃)呈红色,褐铁矿(FeO(OH)·nH₂O)呈黄褐色,逐渐将岩石“染”成红、橙、黄等色调。
2️⃣
时间尺度:亿万年的沉淀
- 沉积阶段:岩石形成于中生代(如白垩纪,约1亿年前),河湖沉积物中携带大量铁离子。
- 成岩阶段:沉积物压实固结时,铁元素在孔隙水中迁移、富集。
- 暴露氧化:地壳抬升后,岩石裸露地表,经长期风化(氧气、雨水、温度变化),铁元素持续氧化,颜色逐渐加深。
3️⃣
颜色差异:含铁量与氧化程度
- 红色深浅:取决于岩石中铁含量(0.5%-8%不等)及氧化时间。例如:
- 高含铁层:形成深红、紫红色(如广东丹霞山);
- 低含铁层:呈浅红或灰白色(如甘肃张掖七彩丹霞的夹层)。
- 条带纹理:沉积层理中铁分布不均,形成红白相间的条纹(下图)。
4️⃣
对比“染色”说
- ❌ 人为染色:丹霞地貌的红色是均匀渗透于岩石内部的化学变化,而非表面涂染。
- ✅ 自然证据:岩石剖面上可见氧化色由表及里渐变(下图),且与地层结构完全吻合。
5️⃣
全球案例
- 中国:广东丹霞山、福建武夷山、甘肃张掖等。
- 国外:美国科罗拉多高原、澳大利亚卡卡杜国家公园。
总结
丹霞之“红”是地球漫长的氧化日记——铁元素在亿万年时光中与氧气、水分的化学反应,为岩石披上红色外衣。这一过程至今仍在延续,成为见证地壳运动与自然之力的生动地质教科书。