三、沉积作用

母岩风化和剥蚀产物在外力的搬运途中，由于水体流速或风速变慢、冰川融化以及其他物理化学条件的改变，使搬运能力减弱，从而导致被搬运物质的逐渐沉积，这种作用称为沉积作用。

沉积作用可以发生在海洋地区，也可以发生在大陆地区，所以沉积作用包括海洋沉积和大陆沉积，前者又分为滨海、浅海、半深海和深海沉积，后者又分为河流、湖泊、沼泽、冰川等沉积。

沉积的方式有机械沉积、化学沉积和生物沉积三种。

（一）机械沉积作用

被搬运的岩石碎屑在重力大于水流、风的搬运能力时，便先后沉积下来，这种作用称为机械沉积作用。粗大的碎屑首先沉积下来，细小的碎屑随后沉积下来；比重大的碎屑首先沉积下来，比重小的碎屑随后沉积下来。粗、细、轻、重等各种碎屑本来是混杂在一起的，在沉积过程中却按一定顺序依次沉积下来，这种作用叫做机械沉积分异作用。这种作用的结果使沉积物按照砾石→砂→粉砂→粘土的顺序，沿搬运的方向形成有规律的带状分布。它们固结后便形成砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩等。有些比重大的金属矿物还可以富集起来，形成有用的砂矿。

这种按照碎屑大小、比重等进行的沉积分异规律，总的来说反映了自然界的一般规律。因此，在进行岩石分析时总是把粗碎屑岩石（如砾岩、砂岩

等）代表近岸、浅水沉积环境，而把细碎屑岩石（如粉砂岩、粘土岩等）代表远岸、深水沉积环境。但是，自然界复杂多变，如在流水搬运过程中，地形起伏变化或支流汇入可以导致流速流量的改变，从而造成分异过程错综复杂的现象。

特别是前边提到的浊流，往往把成分比较复杂的陆源碎屑，有时还含有浅水动物化石和植物化石，搬运到距岸上千千米远的深海底沉积下来，这种沉积叫浊流沉积，这种岩石叫浊积岩。从浊积岩的成分看无疑是近岸浅水沉积，而从其沉积环境看，则十分确凿应属于深海沉积。

由此可见，过去建立起来的机械沉积分异规律或模式，在自然界、及地质历史时期，只能代表沉积的一般规律，而不能反映沉积的全部规律。

冰川的机械沉积作用与在水中的沉积作用不同。第一，冰川沉积没有分异作用，所以冰碛物颗粒大小混杂，层理不清楚。有时泥和砾混在一起，称为泥砾。有时冰川能搬运十分巨大的石块，体积可达几千立方米，称为冰川漂砾。第二，冰碛碎屑大部分都未经磨圆作用，带有棱角。有时冰碛石上带有钉子头状长条擦痕，称冰川擦痕。第三，当冰川前端融化，或在冰川底部流出水流时，则具有一部分流水沉积的特征，称为冰水沉积。如果冰川前端汇水成湖，在冰川湖中经常沉积着细泥。春夏之际，融水较多，沉积物稍粗，有机质多，颜色略深；秋冬之际，融水较少，沉积物稍细，有机质少，颜色略浅；冬季冰川不融化，沉积也暂告中断。如此周而复始，便形成薄层的、条带状的、有节奏的沉积物，称为纹泥。根据纹泥可以计算冰川活动的年龄。

（二）化学沉积作用

化学沉积包括胶体沉积和真溶液沉积。

胶体溶液沉积 胶体颗粒极小，一般不受重力作用影响，搬运很远，沉积很慢。同时，胶体质点带有电荷，如 Al2O3、Fe2O3、CaCO3、MgCO3 等带有正电荷，称正胶体；SiO2、MnO2、粘土、腐殖质等带有负电荷，称负胶体。在一定介质中带有相同电荷的胶体质点互相排斥，可以长时间保持悬浮状态。但当胶体溶液中加入一定量不同性质的电解质时，即发生中和作用，并在重力影响下引起胶体沉淀。如在海岸地带，携带胶体的大陆淡水与富含电解质的海水混合时，常发生胶体沉淀。许多浅海相的沉积铁矿、锰矿多是这样形成的。此外，在干燥气候条件下，胶体溶液因蒸发脱水也可引起沉淀。
真溶液沉积 溶解于水中的物质是多种多样的，由于溶解质的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、pH 值等因素的影响，真溶液物质沉积也有先后远近的顺序，这种作用叫化学沉积分异作用。化学沉积分异次序大体如下式：

氧化物（Fe2O3，MnO2，SiO2）→铁的硅酸盐（海绿石等）→碳酸盐（CaCO3， CaMg［CO3］2）→硫酸盐（CaSO4）→卤化物（NaCl，KCl，MgCl2 等）。

总的说来，上式基本反映了浅海地区的化学沉积分异规律。氧化铁、氧化锰等胶体物因受海水电解质影响，常在滨海、近海最先沉积，并和砂、泥

等共生。其次，部分氧化铁和二氧化硅化合成含铁的硅酸盐，如海绿石是代表浅海环境的典型矿物。再其次是石灰岩、白云岩等碳酸盐沉积。最后是石膏等硫酸盐以及石盐、钾盐、镁盐等卤化物沉积，由于它们溶解度大，在海水中停留的时间很长，只有在强烈蒸发条件下才沉积下来，它们代表化学分异作用的后期产物。

上述机械的和化学的沉积分异作用总称为沉积分异作用。研究这种分异作用，对于了解沉积岩和沉积矿产的形成和分布规律，阐明沉积环境和古地理特征，都有重要意义。但如前所述，自然界影响沉积分异的因素甚多，简单的规律不能概括复杂的事实。例如，有时碳酸盐沉积可以形成于浅水环境，而碎屑沉积也可见于相对深水环境。实际上，在沉积岩形成的全部过程中，即在风化作用、搬运作用、沉积作用各阶段，都始终贯穿着物质的分异作用。甚至在沉积物和沉积岩形成之后，由于某些物质的溶解、淋滤、凝聚、集中、分解和改造，也会导致物质的重新调整和分配，使一部分物质迁移，一部分物质富集，并可形成有用的矿产。这也是一种分异作用——沉积期后的分异作用。

（三）生物沉积作用

生物沉积作用包括生物遗体的沉积和生物化学沉积。前者指生物死亡后，其骨骼、硬壳堆积形成磷质岩、硅质岩和碳酸盐岩等；后者指生物在新陈代谢中引起周围介质物理化学条件的变化，从而引起某些物质的沉淀。例如，海中藻类进行光合作用，吸收海水中的 CO2，可以引起 CaCO3 的沉淀，形成石灰岩。有时是生物遗体沉积后，又经过复杂的化学变化，形成新的沉积物质，如煤、石油等。

生物沉积过程实际上也是一种特殊形式的物质分异过程。例如植物被埋藏后形成煤炭，硅藻沉积形成硅藻土，铁细菌作用形成铁矿床等，都可以看作是通过生物作用，直接或间接地使某些成分从自然界中分异出来并在特定条件下进行富集的过程。