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脑洞大开:沙子的颜色是什么?  

2016-12-13 15:19:26|  分类: 10百科知识书库 |  标签: |举报 |字号 订阅

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沙子的颜色是什么?

上周看到地理地质百科探秘公众号发的那篇关于美国白沙国家纪念地的文章 ,突然想到了这么一个脑洞,你知道沙子是什么颜色的吗?俗话说得好,古人诚不欺我,说出黄沙漫天的他们给出的答案恐怕会是黄色,而了解过炎热海岛的我想应该会战战兢兢的犹豫出:“……白色?

都对,但是不仅如此。

在那之前,我想先来说一说什么是沙子。

沙子(Sand)是指一切由细小岩石组成的颗粒物质具体地说,颗粒大小0.0625 mm ~ 2 mm 。沉积地质学把所有的岩石尤其是沉积岩根据其粒径大小划分为:泥、沙、砾和卵。所以,决定沙子的不是其成分而是其粒径,更粗的叫卵砾,更细的则被称为泥土。沙子在地质学中还是一个被用来当作计量单位的东西哦~

沙子作为沉积物的一种,经历了形成-搬运-沉积这一系列的过程。真正决定沉积物成分的是沉积物源、搬运过程以及风化程度。

沉积物源决定沉积组分这好理解,狗嘴里吐不哦不对,是这句,兔子生不出一窝子的狗。这就是为什么经常能看到火山岛附近的沙滩是深色或者黑色,黄河为什么黄等等……

火山岛通常是由火山喷发,熔岩冷却形成的基性超基性岩浆岩(例:玄武岩)以及火山灰等组成的。其中的基型矿物(主要是辉石、磁铁矿)经过风化侵蚀搬运组成了这类沙滩的主要部分。

(注:地质学中基性指的是岩浆岩成分、硅含量占比。通常基性物质色深,酸性色浅)

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冰岛的维克黑色沙滩(Vik Beach,SouthernIceland)

另外,有时基型超基性岩中的橄榄石经历了风化侵蚀搬运,其颗粒会组成绿色沙滩。橄榄石嘛,听名字你就能感受到它有多绿,不过这很不常见,地球上仅有四处,因为橄榄石的不常见。  脑洞大开:沙子的颜色是什么? - 高级工程师 - 二人同心夏威夷的绿色沙滩(Green Sand Beach,Hawaii)

除了火山岛,还有加利福尼亚,其地处板块俯冲带的地质条件造就了高压变质岩蓝片岩、榴辉岩的富集。石榴子石是这一类岩石中常见的变质矿物,也是菲佛紫色沙滩的主要原因。 

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加利福尼亚的菲佛紫色沙滩(Pfeiffer,CA)(我野外实习的时候教授带我们去过菲佛海滩,并没有多惊艳好看,我为了找这样一张图片都找了半天,所以如果你是为了去看紫色海滩那就做好心理准备。不过那有一处海蚀拱门超级帅特别壮观,为那拱门我要再去!票价$15/车,还有我们那次遇到的Park Ranger超Mean。)

另外,气候带的分布也是导致沉积物源不同的原因之一。是不是听上去很难以置信,气候带会影响岩石矿物的形成生长。

热带亚热带的气候特征决定了其生物特征。丰富的珊瑚还有其他海洋生物遗骸经历了磨损和风化被冲刷至海岸,成就了热带亚热带海域常见的白色沙滩(主要成分:碳酸钙,来自海洋),而温带海域则常见黄色沙滩(主要成分:石英二氧化硅,来自内陆)。

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并未注明地区来源的某热带海岛沙滩,疑是马尔代夫。 

同处热带亚热带地区的巴哈马则有一处世界闻名的粉色沙滩,这是因为这里的沙子不但由白色的珊瑚及其他海洋生物遗骸,还有红色亮粉色的有孔虫遗骸组成,十分少见,世界上仅有一处。

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巴哈马群岛的粉色沙滩(Pink Sands, Bahama)

然而,还有另外一种粉色沙滩,是由新鲜(未经过足够长的时间风化脱色)的珊瑚等生物碎屑组成。在百慕大,印尼等许多地方都有这样成因的粉色沙滩。

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印尼的科莫多岛粉色沙滩(Pink Beach,Komodo Island,Indonesia)

突然想到这么样一个场景,你们幻想一下:你在马尔代夫,周围是一片白茫茫的白沙,海天融为一色,无边无际。对面站着的是你心爱的人,你单膝跪地,拿出戒指,在这周围数百万甚至数亿年前的生物遗骸见证下向她求婚,虽然中二毁三观但有点燃呢~

不过,在美国新墨西哥州的白色沙滩的形成则跟生物成份没有多少关系,这在马志飞的文章中有介绍:盆地盐湖的蒸发所形成的石膏晶体,在风化侵蚀的作用下,破碎成各个细小的颗粒是这一片白色沙滩的形成原因。

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新墨西哥州的白沙国家纪念地(White Sands National Monument, NM)

我想,这可能是世界上不含杂质拥有成份最纯净的沙滩了吧。

说一说我们最常见的黄沙,分为两种,一种颜色较淡,由酸性岩浆岩(例:花岗岩)破碎成粒;还有一种则颜色较深较黄,类似于些许橘黄的感觉,其沉积物源是变质岩,因为变质岩中较多的比例的氧化物的存在(例:赤铁矿)造就了如此颜色。

而大比例的铁质氧化物则会形成深红沙滩,夏威夷的Kaihulululu沙滩(我猜应该叫凯呼噜噜噜沙滩?)是一个很好的例子,红色沙子源于其不远处的富铁质火山锥渣形成的山丘。

脑洞大开:沙子的颜色是什么? - 高级工程师 - 二人同心夏威夷Kaihulululu沙滩(KaihulululuBeach,Hawaii) 

而说到搬运过程和风化程度,就要提出一个概念——矿物的稳定性(Mineral Stability),即矿物的抗风化性(Mineral Resistance),不同的矿物其稳定性和抗风化性也不同。搬运过程越长、风化程度越高(侵蚀),稳定性和抗风化性越弱的矿物则越容易被侵蚀掉,而留下稳定性和抗风化性高的矿物组成。这也就是达尔文所提出的物竞天择,适者生存

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 不同矿物的稳定性

沙滩这一类是属于沉积作用末期的沉积,搬运过程长,风化程度高。所以,石英是大部分沙子的主要成分(另外一个原因是石英在原岩中占比很大),还有前面提到的橄榄岩的稀有。但是,尽管如此,自然界中很难做到如此理想的状态,以及各个因素对低稳定性矿物侵蚀作用的影响。这也就是为什么搬运过程和风化程度也会对沉积物的组成成分不同起到一定的作用。

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在网上随便找的一张沙子的微观图,并没有风化到只剩下最稳定的矿物。图中可以辨认出的组成有:石英、长石、岩块以及黑色未知矿物(我们通常把它称作Funny Black Rocks Don’t Know)等。

如果有一天,你看到了全是由石英组成的沙滩,请一定要给它点两个赞,带上我的,这一定是一滩有故事的沙子……

所以,沙子的颜色是什么?答案是,所有颜色。哎,毁了一整篇的三观终于开始有些浪漫了呢~

最后再开个脑洞:雪其实也是沙子的一种,因为矿物的定义是:具有相对固定的化学组成,以及确定的内部结构的天然固态物质。还有,冰是一种变质岩,你信不?哈哈,不服来辩!

 

注:本文所说的所有沙滩都指的是其主要沙子成分。例:热带亚热带的白色沙滩也可能含有少量来自内陆的黄色沙子。图片部分来源网络



http://mp.weixin.qq.com/s/vTP51N7E2gMiciMKpCogBQ

  

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