沉积岩

地球科学

chén jī yán

沉积岩是沉积物层经压实和胶结后形成的岩石,或是矿物从水中沉淀而成的岩石。

Visualization

Definition

沉积岩是沙粒、泥土或贝壳碎片经过长时间层层堆积、被挤压黏结在一起后形成的岩石,是最有可能保存化石的岩石类型。它在地表或近地表通过沉积物的沉积、压实和胶结(形成页岩、砂岩、砾岩等碎屑岩)或通过化学和生物沉淀(形成石灰岩、岩盐、煤炭)而成,并呈层状产出。碎屑岩按粒度(粘土小于 $0.004\ \text{mm}$,粉砂居中,砂粒为 $0.0625$ 至 $2\ \text{mm}$,砾石更大)、分选性和磨圆度分类,这些特征都记录了搬运的能量和距离。化学和生物化学岩由溶液中沉淀而成,以石灰岩($CaCO_3$)和白云岩为主。成岩作用通过压实(排出孔隙水)以及地下水中沉淀的二氧化硅、方解石或氧化铁的胶结作用完成。

Example

砂岩由砂粒胶结而成,石灰岩则常常由微小海洋生物的贝壳形成。北卡罗来纳州东部的海岸平原由沉积岩层构成,威尔明顿附近的卡斯尔黑恩石灰岩中保存着海洋化石,大峡谷的岩壁则出露了约 $1{,}500$ 米厚层层叠叠的沉积地层。犹他州纳瓦霍组中的交错层理砂岩记录了古代沙丘的迁移,交错层的倾向揭示了古风向。石膏继而岩盐的蒸发岩序列,则是在海水因蒸发损失超过 $90\%$ 体积时形成的。

Key Insight

如果你在悬崖上看到条纹或层理,你看到的很可能就是沉积岩,而底层是最古老的一层。沉积岩覆盖了大陆表面约四分之三的面积,但按体积计算只占地壳的一小部分,是薄薄的一层外皮。它们是地球地表状况的档案:气候、海平面、生物活动和大气氧含量都可以从中读出。例如,条带状铁建造记录了约 $2.4$ 十亿年前游离氧首次出现的历史。