沉積岩

岩石三大類之一

沉積岩(英語:Sedimentary rock),在有水循環的星球上,又稱為水成岩,是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一(另外兩種是火成岩變質岩)。

美國田納西州的石灰石性質的頁岩層理結構
美國猶他州西南部的沉積岩

沉積岩是在地表不太深的地方,將其他岩石風化產物和一些火山噴發物,經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉積岩組成的,但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算,沉積岩體積只占5%,因此沉積岩是構成地殼表層的主要岩石。沉積岩主要包括有石灰岩砂岩頁岩礫岩等。沉積岩中所含有的礦產極為豐富,占全部世界礦產蘊藏量的80%。

沉積岩特徵是有層理,某些含有動植物化石,所以可以斷定其地質年代。相較於火成岩變質岩,沉積岩中的化石所受破壞較少,也較易完整保存,因此對考古學來說是十分重要的研究目標。

成因

編輯

風化的岩石顆粒,經大氣流,到一定地點沉積下來,受到高壓的成岩作用,逐漸形成岩石。沉積岩保留了許多地球的歷史訊息,包括有古代植物化石,沉積岩的層理有地球氣候環境變化的信息。沉積岩形成的過程如下:

  1. 風化侵蝕:在河流上、中游兩岸的大岩石,經年累月被侵蝕、風化或直接被河水切割後,逐漸崩解成碎塊或更小的沙、泥碎屑。
  2. 搬運:崩解、被切割下來的岩石碎屑,被河水從上游往下游搬移。
  3. 堆積:河流的流速向下游逐漸減緩,搬運能力也越來越小,因此,河中岩石碎屑便一路沉積下來。由上游、下游到海底,分別是「礫石層」、「砂層」、「泥層」。此外,由珊瑚、藻類等生物所堆積形成的,便是「珊瑚礁石層」。
  4. 壓密:由於新的層積物不斷堆壓在舊的上面,時間一久,底下的沉積物便會被壓得緊密結實。
  5. 膠結:密實的沉積物依然有許多孔隙。當地下水流經這些孔隙,帶來的礦物質將孔隙一一填滿,同時將岩石碎屑顆粒緊緊膠黏在一起。

構造

編輯

層理構造

編輯

層理構造是由沉積物的成分或粒徑大小的結構沿垂直於沉積物表面(層面)方向及側向延伸變化而顯示出來的一種層狀構造。層理構造是與岩漿岩變質岩區別的重要標誌。常見的有:

  • 水平層理:由一系列與層面平行的細層組成的層理;一般形成於平靜的或微弱流動的水環境中。
  • 斜理層理:由一系列與層面斜交的細層組成的層理;一般是在單向水流(或風)的作用下形成的,常見於河床沉積物中。
  • 交錯層理:有些斜層理與原來生成的斜層理呈一定角度相交,相互交錯(切蝕)而形成的。
  • 遞變層理:同一層內碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細;它的形成常常是因沉積作用發生在運動的水介質中,其動力由強逐漸減弱。

層面構造

編輯
  • 波痕:在還沒有固結的沉積層面上,由於流水、風或波浪的作用形成的波浪起伏的表面,經過成岩作用保存下來。可指示流水方向與地層上下方向。
  • 泥裂:沒有固結的沉積物露出水面乾涸時,經過脫水收縮乾裂而形成的裂縫。可用來指示地層上下方向。

分類

編輯

沉積岩的分類不僅根據其形成顆粒的大小,還要考慮到組成顆粒的化學成分,形成的條件等因素。顆粒形成的條件,是藉由的相態變化和溫度差異使得岩石碎裂,或者是化學作用,如淋溶作用析出作用等。在搬運過程中,顆粒體積進一步變小,最終在一個新地點沉積成岩。

碎屑沉積岩

編輯

是從其他岩石的碎屑沉積形成的,包括有長石閃石火山噴出物、黏土石英,以及變質岩的碎屑,而隨著碎屑的大小不同,形成的岩石種類也不同。

  • 泥岩:碎屑小於0.0039 mm(無形成頁理)
  • 頁岩:碎屑小於0.0039 mm(有形成頁理)
  • 粉砂岩:碎屑在0.0039 至 0.0625 mm 之間
  • 砂岩:碎屑為0.0625 到 2 mm之間
  • 礫岩:碎屑為2 到 256 mm

生物沉積岩

編輯

是由生物體的堆積造成的,如花粉孢子貝殼珊瑚等大量堆積,並經過成岩作用所形成。一般認為,地球大氣中的含碳量之所以相對其他行星金星要低,就是因為被石灰岩等沉積岩固定。

化學沉積岩

編輯

蒸發岩,由各種溶解物質或膠體物質沉澱而成,某種化學成分沉澱後,在一定條件下常同時結晶。

參考文獻

編輯

外部連結

編輯