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沉積巖是在地表以下不太深的地方，將其他巖石的風化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物，經(jīng)過況積巖但如果從地球表面到16km深處的整個巖石圈計算，沉積巖只占5%。
（一）沉積巖的形成
沉積巖的形成過程一般包括先成巖石的破壞（風化作用和剝蝕作用）、搬運作用、沉積作用和固結(jié)成巖作用等幾個互相銜接的階段。但這些作用有時是錯綜復雜和互為因果的，如巖石風化提供了剝蝕的條件，而巖石被剝蝕后又提供了繼續(xù)風化的條件；風化、剝蝕產(chǎn)物提供了搬運的條件，而巖石碎屑在搬運中又可作為剝蝕作用的“武器”；物質(zhì)經(jīng)搬運而后沉積，而沉積物又可受到剝蝕破壞重新搬運，等等。
1．風化作用
風化作用是地殼表層巖石（母巖）在大氣、水、生物、冰川等地質(zhì)營力的作用下，使得巖石松散、破碎、分解的地質(zhì)作用。其產(chǎn)物為各種巖石碎屑、礦物碎屑、生物碎屑和穩(wěn)溶解物質(zhì)。
(1) 物理風化：主要發(fā)生機械破碎，而化學成分不改變的風化作用。主要影響因素有：溫度變化、晶體生長、重力作用、生物的生活活動（人類活動）、水、冰及風的破壞作用。物理風化總趨勢是使母巖崩解，產(chǎn)生不同尺度的巖石碎屑和礦物碎屑。
(2) 化學風化：在氧、水和溶于水中的各種酸的作用下，母巖遭受氧化、水解和溶濾等化學變化，使其分解而產(chǎn)生新礦物的過程。主要影響因素：水、二氧化碳、有機酸等?；瘜W風化總趨勢：不僅使母巖破碎，而且使其礦物成分和化學成分發(fā)生本質(zhì)的改變，同時在表生條件下形成黏土物質(zhì)、各種氧化物和化學沉淀物質(zhì)，如各種黏土礦物、赤鐵礦、褐鐵礦、鋁土礦、燧石( Sioz)等氧化物及碳酸鹽礦物等。
(3) 生物風化：在巖石圈的上部、大氣圈的下部和水圈的全部，幾乎到處都有生物存在。因此生物，特別是微生物在風化作用中能起到巨大的作用。生物對巖石的破壞方式既有機械作用，又有化學作用和生物化學作用；既有直接的作用，也有間接的作用。主要影響因素有細菌、02、C02、有機酸。生物風化途徑有：氧化還原反應、吸附作用、絡合物作用。
2．搬運與沉積作用
沉積物發(fā)生的搬運和沉積的地質(zhì)營力，主要是流動水和風為主，其次是冰川、重力和生物。根據(jù)沉積物性質(zhì)的差異，常見的搬運和沉積方式可分為：機械搬運和沉積、化學搬運和沉積、生物搬運和沉積。
(1) 機械搬運和沉積：①流水的機械搬運和沉積作用（圖4-4）。流水把處于靜止狀態(tài)的碎屑物質(zhì)開始搬運走所需要的流速叫作開始搬運流速，開始搬運流速要大于繼續(xù)搬運業(yè)已處于搬運狀態(tài)的碎屑物質(zhì)所需的流速，即繼續(xù)搬運流速。一般來說，開始搬運流速要大于繼續(xù)搬運流速。②空氣的搬運與沉積作用。只能搬運碎屑顆粒，搬運能力小，以跳躍搬運形式為主且受地形和地物影響大。③冰川的搬運與沉積作用。流動方式是塑性流動和滑動，搬運能力巨大；搬運對象為碎屑顆粒，沉積位置在雪線以下的冰磧物，經(jīng)流水改造，形成冰水沉積。
圖4-4 顆粒搬運形式（水流作用）
A-懸浮搬運；B-跳躍搬運；c-滾動搬運
(2) 化學搬運和沉積：①膠體的搬運與沉積作用。由于膠體自身的特點，當其處于穩(wěn)定狀態(tài)時，就呈膠體的搬運狀態(tài)；當條件發(fā)生變化，膠體失去穩(wěn)定性時，膠體發(fā)生凝絮作用，即沉積作用。②真溶液的搬運與沉積作用?？扇芪镔|(zhì)的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度：溶液中的某種物質(zhì)濃度達到過飽和，則發(fā)生沉淀作用（沉積）；反之，則發(fā)生溶解作用（搬運）。
(3) 生物的搬運和沉積：生物的搬運作用既可是物理方式也可是化學方，生物沉積作用包括生物遺體的沉積和生物化學沉積。前者指生物死亡后，其骨骼、硬殼堆積形成磷質(zhì)巖、硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖等；后者指生物在新陳代謝中引起周圍介質(zhì)物理化學條件的變化，從而引起某些物質(zhì)的沉淀。
3．成巖作用
巖石的風化剝蝕產(chǎn)物經(jīng)過搬運、沉積而形成松散的沉積物，這些松散沉積物必須經(jīng)過一定的物理、化學以及其他的變化和改造，才能形成固結(jié)的巖石。這種由松散沉積物變?yōu)閳怨處r石的作用叫作成巖作用。廣義的成巖作用還包括沉積過程中以及固結(jié)成巖后所發(fā)生的一切變化和改造。
(1) 壓固作用：在沉積物不斷增厚的情況下，下伏沉積物受到上覆沉積物的巨大壓力，使沉積物孔隙度減少（圖4 -5），體積縮小，密度加大，水分排出，從而加強顆粒之間的聯(lián)系力，使沉積物固結(jié)變硬。這種作用對黏土巖的固結(jié)有更顯著的作用，其孑L隙度可以由80%減少到20%。同時，上覆巖石的壓力使細小的黏土礦物形成定向排列，從而常使黏土巖具有清晰薄層層理。
(2) 脫水作用：在沉積物經(jīng)受上覆巖石強大壓力的同時，溫度也逐漸增高，在壓力和溫度的共同作用下，不僅可以排出沉積物顆粒間的附著水，而且還使膠體礦物和某些含水礦物產(chǎn)生失水作用而變?yōu)樾碌V物，例如蛋白石( Si02． n,H20)變成玉髓(Si02)，褐鐵礦( Fe：O，。rzH20)變?yōu)槌噼F礦(Fe203)，石膏(CaS04 - 2H20)變?yōu)橛彩?/FONT>(CaS04)l等。礦物失水后，一方面使沉積物體積縮小，另方面使其硬度增大。
(3) 結(jié)作用：沉積物中有大量孔隙，在沉積過程中或在固結(jié)成巖后，其中被礦物質(zhì)所填充，從而將分散的顆粒黏結(jié)在一起，稱為膠結(jié)作用。最常見的膠結(jié)物有硅質(zhì)( Si02)、鈣質(zhì)(CaC03)、鐵質(zhì)(Fe2 03)、黏土質(zhì)、火山灰等。這些膠結(jié)物質(zhì)可以來自沉積物本身，也可以是由地下水帶來的。礫和砂等經(jīng)膠結(jié)作用可形成礫巖、砂巖，所以膠結(jié)作用是碎屑巖的主要成巖方式。
(4) 重結(jié)晶作用：沉積物在壓力和溫度逐漸增大情況下，可以發(fā)生溶解或局部溶解，導致物質(zhì)質(zhì)點重新排列，使非晶質(zhì)變成結(jié)晶物質(zhì)，這種作用稱重結(jié)晶作用。重結(jié)晶后的巖石，孔隙減少，密度增大，堅固性增強。重結(jié)晶作用對于各類化學巖、孔隙減少，密度增大，堅固性增強。重結(jié)晶作用對于各類化學巖、生物化學巖來說，是重要的成巖方式。
