沉积岩的形成过程讲解（地球的日记本：沉积岩）

地表的一切堆积起来形成岩石，成为沉积岩。这是一个漫长的过程，沉积岩记录了地壳演变的漫长历史，其中太古宙页岩的年龄可达36亿年。大陆面积的75%和大洋面积的全部都由沉积岩或沉积物覆盖。虽然如此，沉积岩在整个地壳中的总含量并不多，仅占8%。

沉积岩的形成大致分为以下四个过程：

1. 先成岩石的破坏。包括风化作用和剥蚀作用。其中风化作用又包括物理风化(温度变化、冰冻风化和层裂作用、生物发育)、化学风化(氧化和脱氧、水化和水解、酸的作用、阳离子交换、化学溶解、去硅和硅化以及Fe2O3和Al2O3的化合作用)。

2. 搬运作用。包括机械搬运作用(风、流水、冰川、海水、重力的机械搬运作用)和化学搬运作用(溶液、胶体形式搬运)，其中水的搬运最为普遍。

3. 沉积作用。包括机械沉积作用(分异)、化学沉积作用(胶体溶液沉积、真溶液沉积)和生物沉积作用(生物遗体沉积和生物化学沉积)。

4. 成岩作用。包括压结作用、脱水作用、胶结作用(碎屑岩的主要成岩方式)，化学岩和生物化学岩类还会有重结晶作用。有时沉积物形成后会迅速岩化，但有时要经过数百万年才会岩化，在特定时期内，风化形成的岩石碎屑大多数并没有岩化，而是依然以沉积物的形式存在。

沉积岩的构造是沉积岩最显著的特征之一，它是研究沉积环境的重要依据，分为物理成因、化学成因、生物成因三大类。

• 岩层和层理构造。沉积物会根据成分、大小等逐层堆积，形成颜色、结构不同的分层结构，最早沉积的岩层靠下，新沉积等岩层靠上，接近地表岩层越厚，说明沉积过程越稳定。

水平层理

平行层理

交错层理

• 层面构造。可以理解为风、水等物体在沉积物表面形成的一种表面纹理。具体分为多种，有：波痕、泥裂、雨痕、假晶（在松软的泥质和细粒碳酸盐沉积物中含有易溶矿物晶体，在溶解过程中被其他物质交代而构成原矿物晶体的假象，是干旱炎热高盐度环境的标志）、冲刷面、槽模（泥质沉积物被底流冲刷形成凸起构造，其圆形突起一端逆(迎) 向水流方向）。

波痕

泥裂

雨痕

槽模

• 变形构造。负荷印模（沉积物顶面受到流水冲刷形成沟槽，然后被上覆沉积物充填铸模而成）、包卷层理（细砂沉积物液化过程中，流水施加的剪切力使沉积地发生滑动，使一个层内的原始的层理构造发生复杂的盘回卷曲）、滑塌构造（水面斜坡上未固结的沉积物在重力作用下发生滑动）、砂岩岩脉（砂岩、粉砂岩注入沉积层的裂缝中）、盘状构造（沉积物固结过程中孔隙水向上流动，使岩层边缘向上翘起）。

包卷层理

砂岩岩脉

• 溶解和凝聚构造。缝合线构造（碳酸盐常见，形成于岩石的压溶作用）、结核（分为同生、成岩、次生三类）。

缝合线构造

结核

• 生物成因构造。叠层构造（蓝藻分泌物粘结细粒碎屑组成纹层结构）、核形石（球状包裹的叠层石，在水底长期滚动形成）、虫迹和虫孔、生物扰动构造。

叠层构造

你会看到，沉积岩的形成常常和水有关系（并不全是），所以很多人将沉积岩称为“水成岩”，与岩浆岩的火成岩对比。

沉积岩分类

一、陆源碎屑岩

砾岩

角砾岩

砂岩

粉砂岩

页岩

二、内源沉积岩

• 碳酸盐岩。方解石、白云石

• 硅质岩。石英、玉髓、蛋白石
• 铝质岩。铝的氢氧化物、含粘土矿物
• 铁质岩。针铁矿、赤铁矿、菱铁矿
• 锰质岩。软锰矿、硬锰矿、水锰矿
• 磷质岩。磷灰石、胶磷矿
• 蒸发岩。石膏、芒硝、硼砂、石盐、光卤石

沉积岩中还有一个重要的品类就是化石，沉积物中的生物体在成岩作用中石化，形成化石。从生物本身的条件来说，生物最好有硬体，因为软体部分容易腐烂消失，而硬体可以持久抵御各种破坏。生物死后需要迅速被化学沉积物、生物沉积物掩埋，才有可能形成化石。碎屑岩中很少能看见完好的化石因为碎屑互相之间的摩擦以及空隙中的细菌腐蚀会使生物尸体遭受破坏。

根据化石的保存特点，把化石分为4类：实体化石、模铸化石、遗迹化石、化学化石。

对于沉积岩的研究比其他岩类要深入的多，这是因为重要的能源（煤、油、气）全部赋存于沉积岩中，它包含着数十万种化石，揭示了地球生物与环境协调演化的机制，其构造形态也记录了地壳演变的漫长历史，就像一本日记，记录着地球诞生以来的点点滴滴，而这记录者，正是地球自己。