知乎日報:為什麼台灣大部分河流含泥沙的河水是灰黑色?

  Q1:河水的顏色受什麼影響?

  水是無色的。水溶液的顏色取決於水中溶解的礦物,而河水除了溶解礦物外還攜帶泥砂。

  前者主要通過金屬離子顯色,比如這樣:

  這條小河流經了富含鐵元素的地層,含有過多的三價鐵,於是黃了。並不渾,只是黃,泥砂量很低。

  後一種情況,比如黃河,泥砂含量巨大,黃砂的顏色直接影響了河水看上去的顏色——如果將靜置沉澱掉泥砂,水其實並不那麼黃。這種“河水”顏色實際上受到懸浮顆粒顏色的影響。

  所以,具體情況應當具體分析。比如題主照片裏的這條河,流速高浪花飛濺,具有很強大的水動力,裹挾大量泥沙——於是,這種灰黑的顏色更可能是懸浮在水中的泥砂、礫石顆粒的顏色。

  Q2:泥砂不是黃色的嗎?

  當然不止黃色啦,這取決於母巖的類型,也受距母巖的距離控制。

  介入一個概念:沉積物的成熟度。包括結構成熟度和成分成熟度。結構成熟度是砂粒從稜角分明變得渾圓一體的程度,和這個問題沒關係就不説了。成分成熟度是砂粒中穩定礦物組分的大致含量。和顏色有什麼關係呢?當然有關,不同的礦物顏色是不一樣的嘛。岩石是礦物的組合體,岩石與岩石的差異很大程度上是礦物顏色差異導致(石灰岩表示不服)。還有一些其他因素,這裏不説了。

  沉積學上,泥砂中含量前三的穩定礦物是石英,長石和雲母。其中,石英是無色 - 白色,長石是肉紅色 - 黃褐色,雲母分為淡黃褐半透明的白雲母和暗褐色半透明的黑雲母。其中,對於源遠流長的河流來説,砂粒中長石的成分較高,因此主導了懸浮物的色調:黃色為主。

  越接近上游的地區,距離母巖地區近,泥砂、礫石中的不穩定組分更多(成分成熟度低),顏色更可能絢麗多彩。類似的情況也發生在海灘(去這裏看圖——為什麼有的海灘是沙子,有的卻是石子? - 雲舞空城的回答)。越是源遠流長的河流或海灘,由於遠離母巖區,泥砂、礫石中的不穩定組分顯著降低,顏色先是長石佔優的黃褐色,最後演變為石英佔絕對優勢的白色。

  瞭解了河水中懸浮物顏色的成因後,再來看題主的圖:

  山區河流,不穩定組分很高;渾濁,懸浮物含量極大;灰黑色,亂七八糟的不穩定礦物成分含量很高,其中大部分應為灰黑色為主的暗色礦物。

  而更深層的原因,是這些山體的岩石類型:別忘了,岩石是礦物的集合體。

  我們甚至可以開個腦洞,大致推測一下此處的主要巖性:非石灰岩(泥砂少),非沉積岩(產生泥砂主要是黃色),非中酸型岩漿岩(巖體顏色和泥砂主要偏黃)。基性岩漿岩或變質岩的可能性很大,顏色豐富。

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