四、沉积岩

（一）沉积物和沉积岩的概念

沉积岩是由成层堆积的疏松沉积物经固结而成的岩石。这些沉积物是包括沉积于陆地或海洋中的岩矿碎屑、胶体和有机物质等的总称，是形成沉积岩的物质基础。

沉积物的来源主要是先成岩石在地表风化的产物；其次是火山喷发的沉降物以及生物成因的各种有机物；此外，尚有少数来自宇宙的降落物。这些物质在地表条件下经过不断的迁移、分异和重新组合等一系列复杂过程，并在一定的环境中沉积富集起来。按沉积物的成因和性质可分以下各类：

机械（碎屑）沉积物这是由岩石风化和火山喷发而沉降的颗粒物质，在外动力的搬运、沉积过程中，按颗粒的大小、比重、形状和矿物成分进行分异（或分选），而形成的不同粒级组成的各种沉积物。如砾、砂、粉砂和粘土等。
化学沉积物这是通过化学迁移溶解于水体中的各种物质，由于其溶解度、离子浓度和化学成分以及外界条件等的不同，形成的各种化学沉积物。在水域环境中，通常可按氧化物→硅酸盐→碳酸盐→硫酸盐→卤化物的顺序进行沉淀，从而形成化学成分较为单一的各种化学沉积物。
有机沉积物它是由各种动植物的遗体或其分泌物等堆积而成的。如泥炭、珊瑚礁，等等。

沉积物变为沉积岩的过程既复杂又多样。大致来说，当原来的沉积物不断被新的沉积物覆盖而加厚时，它便与上层的水体隔离，在厌氧的环境条件下，使有机质腐烂分解，并产生各种还原性气体；使碳酸基矿物溶解为重碳酸盐；使某些金属元素的高价氧化物还原为低价的硫化物；同时使软泥中水的矿化度增加，介质亦由酸性的氧化环境变为碱性的还原环境。因此，沉积物发生重新组合及形成新的次生矿物，胶体亦经脱水陈化为固体，碎屑物也经压缩、胶结等作用，固结成为岩石。在埋藏很深的条件下，由于温度和压力的提高以及受深层水分的影响，也可产生压溶、交代和重结晶等作用，使沉积岩体进一步压固和使晶粒变粗。这便是沉积岩形成的大致过程。这种过程皆发生于地球表层，与自然地理环境的关系非常密切。

（二）沉积岩的基本特征

沉积岩的物质组成与岩浆岩最不相同之处是富含次生矿物和有机物质以及存在化石。沉积岩的产状以呈层状产出为其最突出的特点。岩层在垂直和水平方向上的变化，皆能很好地反映出沉积物当时的沉积环境以及沉积岩形成时的性质。

沉积岩具有多种构造，其中最突出的是层理构造和层面构造。层理是指岩石的成分、结构、粒度、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成的层状构造（见图 2-9）。它表明岩层是按一定的顺序和形式，一层叠一层构成的。简单的形式是由两种有关的岩石构成互层，如砂岩与页岩、或灰岩与页岩。

复杂的构造形式是由层次更多而且不断重复构成层系或层系组。

层理通常可分为：1）水平层理，即各层之间皆呈水平排列。一般认为它是形成于较平静的水域环境，如湖盆、海湾。2）波状层理，即其细层呈波状起伏，但其总的层面是大致平行的。它是由波浪的振荡运动或介质在单向前进运动中形成的。3）交错层理，即层面互不平行，细层倾斜并相互交错。它是在物质移运方向多变的情况下形成的。在河流相、滨海及三角洲相中可见。

层面构造系指上、下层面中留下的与岩石成因有联系的各种印模和痕迹。如上层面中的波痕、雨痕、干裂；下层面中的槽模、沟模等。

沉积岩的结构特征和类型，对岩石的分类和命名具有重要的意义。主要的结构类型有：碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。

（三）沉积岩的主要类型

在三大岩类中，沉积岩在地表分布的面积最广（约占 70％）。沉积岩按其成因、物质组成和结构等特征，可分为以下各类：

碎屑岩类由碎屑物经胶结而成。按成因可分为火山碎屑岩和正常碎屑岩两种。

火山碎屑岩是介于火山岩与普通沉积岩之间的过渡岩类。按其结构即火山碎屑的大小和相应粒级的含量又可分为：火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等。

正常碎屑岩是指母岩机械风化的碎屑经胶结物胶结而成的岩石。按其结构又可分为：

砾岩与角砾岩——两者均由砾石组成，主要差别在于：砾岩中的砾石是经长途搬运而磨圆的；角砾岩中的砾石是未经长途搬运还具有棱角的

四、沉积岩 - 图1 （图 2-4）。

砂岩——碎屑岩中最常见的一种。按砂粒大小可分为：粗砂岩、中粒砂岩和细砂岩。按砂粒成分可分为：石英砂岩、长石砂岩、杂砂岩等。按胶结物性质又可分为：钙质胶结的、铁质胶结的、硅质胶结的、粘土胶结的等各种。对于具体的岩石可将三者综合起来考虑。例如，钙质胶结中粒石英砂岩。
粉砂岩——颗粒细小，肉眼难于辨别其成分；但岩石断面粗糙，可与粘土岩相区别。黄土便是粉砂质为主的一种沉积物。

粘土岩类由大量粘土矿物和其他细微物质组成；泥质结构；是介于碎屑岩与生物化学岩之间的过渡类型；到处可见。层厚的称为泥岩；层薄的称为页岩。页岩按其所含的附加成分可再分为：钙质页岩、铁质页岩、碳质页岩、油页岩，等等。
生物化学岩类绝大多数的生物化学岩是在海相或湖相环境中由化学或生物化学过程形成的物质组成的；具化学结构（显晶或隐晶；鲕伏或豆状等胶凝体）和生物结构（含遗体化石）；成分较为单一，种类繁多，常为单矿岩或矿石。例如，铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩、磷灰岩，碳酸盐岩、盐岩、可燃性有机岩，等等。其中最常见的为碳酸盐岩，如石灰岩

四、沉积岩 - 图2

（富含碳酸钙）和白云岩（含碳酸镁和碳酸钙）。图 2-5 为礁灰岩——石灰岩的一种，具生物骨架结构，由层孔虫化石组成。