沉积岩
2011-12-04 22:31:02   来源：   点击：

沉积岩主要分布在地壳的表层，在地球陆地表面出露的面积约占75%，火成岩和变质岩仅占25%，但是在地壳中沉积岩的体积只占5%左右，其余两类岩石约占95%。沉积岩的颜色变化相当大，依其所组成的矿物，呈现出不同的颜色。

沉积岩是依照组成颗粒的大小来分类，可分为砾岩、砂岩与页岩。另外，还包括由生物碎屑或原地生长生物骨骼或化学沉积的石灰岩或蒸发岩。其中，最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，占沉积岩总数的95%。砾岩是由颗粒大於2公厘以上的碎屑物所组成，颗粒非常粗，肉眼明显可见，要流速极大的水流才能搬动这些碎屑物，因此砾岩在沉积时大都是处於较大洪水期。砂岩组成的颗粒大小为0.0625～2公厘之间，用手触摸有砂纸般的粒感，肉眼可以看见一粒粒的矿物颗粒。砂岩的矿物成份含有大量的石英，因此外观的颜色常呈白色，风化後呈黄褐色。沉积时因为水流搬运方式的不同而在堆积时形成各种不同的「沉积构造」，如交错层理或平行层理。砂岩的质地较为坚硬，经常形成山脊、山峰、峭壁、瀑布、海岬等较为突出的地形景观。页岩的矿物颗粒非常细，无法用肉眼辨识，触摸时没有颗粒感。泥岩与页岩是属於同样粒度的沉积岩，相异之处是页岩具有细微的页理构造，而泥岩则呈块状无页理，外观颜色一般为青灰色到黑色。页岩较砾岩和砂岩脆弱，容易风化崩解或被侵蚀，形成凹谷、河流、海湾等地形景观。页岩中比较容易发现化石，因为颗粒极细且不易透水，生物遗骸容易保存形成化石。石灰岩是由碳酸盐矿物所组成，主要是生物原地生长或生物的遗骸或碎屑被搬运、堆积所形成的；而蒸发岩是各种盐类矿物，如石膏、硬石膏、石盐、镁盐或钾－镁盐或天然硷等所组成的岩石，主要是化学沉淀所生成。

沉积岩中的化学组成随着主要造岩矿物含量之差异而有相当的不同，例如页岩以黏土矿物为主要的造岩矿物。黏土矿物是铝矽酸盐类矿物，因此页岩中二氧化矽和三氧化二铝的总含量常达70%以上。砂岩中石英和长石是主要的矿物，而一般以石英含量最多，二氧化矽介於60-95%之间。石灰岩、白云岩等碳酸盐岩或硫酸盐岩，以方解石和白云石为造岩矿物，氧化钙或氧化钙+氧化镁含量高，二氧化矽和三氧化二铝含量一般不足10%。

沉积岩主要是由碎屑颗粒所组成，其碎屑来源包括有：（一）陆源碎屑物，是由先前形成的岩石经风化、剥蚀形成的碎屑，包括各种岩石碎屑和矿物破片。（二）内成碎屑物，主要指沉积盆地内产生的碎屑，是由沉积盆地中固结的或半固结的沉积岩经水流、风暴、滑塌或地震等作用再次破碎岩石所形成的。（三）生物骨骼碎屑物，多半是盆地内的钙质壳生物碎屑或生物壳体堆积而成，如甲壳类和珊瑚等，也包括微体动物的壳和壳屑、以及藻类和藻类的碎屑等。

沉积岩的组织结构是反映碎屑颗粒形成环境的重要特徵，包括粒度、圆度、球度、形状及颗粒表面特徵、基质和胶结物的特徵、碎屑颗粒与基质和胶结物之间的关系等。粒度是指颗粒的大小，圆度是指颗粒棱角受机械磨蚀而变圆的程度，球度是指颗粒接近球体的程度，颗粒的表面特徵是指颗粒表面的磨光度及显微刻蚀痕，如砾石表面的冰川擦痕、刻擦痕、撞痕和凿痕或凹坑；石英颗粒表面的各种刻蚀痕、溶蚀痕和撞击痕。基质是粗、中碎屑岩石中较细粒的充填物，通常是细粉砂和黏土物质。当颗粒之间留下孔隙而无细粒的物质时，则造成颗粒支撑结构，而大小颗粒和泥质一起堆积下来便形成基质支撑结构。胶结物是化学沉淀的物质，可分为原生和次生两种。常见的胶结物有碳酸盐、矽质、铁质和各种沉淀矿物等。

沉积岩碎屑颗粒堆积时会形成沉积构造，主要包括3种：（一）层间构造，是由流体侵蚀冲刷先前沉积物的表面痕迹和堆积形态所形成的，波痕是最常见的层间构造，它是流体流经沉积底床时沙质颗粒运动所留下的形态。（二）层内构造，是流体在搬运过程中由碎屑颗粒在垂直和侧向经加积作用所形成的。区别层理可由成分、结构、形态等方式加以辨识。此类沉积构造包括有：水平层理、波状层理、交错层理、粒级层等。（三）层理的变形构造是在沉积同时或後期因塑性变形作用所形成的。变形作用可分为垂直和侧向等两种。垂直变形主要是沉积物被液化、重荷、水渗透、水位变动等原因造成的，如盘状构造、排水构造、重荷构造、火焰构造等。侧向变形是由断裂剪切、重力滑动、水流拖曳等原因形成，如崩塌、滑坡、变形层理等。

台湾的沉积岩分布相当广，从台湾北部、东北部的滨海地区，西部和南部的麓山带和平原区，以及东部的海岸山脉等都有分布。岩性也几乎涵盖所有的沉积岩，包括砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩和石灰岩等。年代从渐新世开始，一直到现代。台湾东北部和西部麓山带所分布之老於上新世的沉积岩，为新生代以来亚洲东部地壳张裂所形成的沉积盆地，接受侵蚀自中国大陆地区的沉积物，然後深埋胶结所形成，特色是以石英颗粒组成较多的砂岩和粉砂岩为主。东部、西南部以及西部麓山带较年轻的地层所堆积形成的沉积岩，则是菲律宾海板块和亚洲大陆碰撞後，台湾快速隆起後，从中央山脉侵蚀下来的沉积物堆积、胶结所形成，以含有板岩碎屑的砂岩和含细粒黏土矿物的泥岩为主。

中文关键字： 沈积作用 , 沈积物 , 沈积构造 , 砂岩 , 石灰岩

英文关键字sedimentation , sediment , sedimentary structure , sandstone , limestone

参考资料

1. Pettijohn, F. J. 1975. Sedimentary rocks. New York: Harper and Row.
2. Pettijhon, F. J., P. E. Potter, and R. Siever. 1972. Sand and sandstone. New York: Springer-Verlag.
3. 林朝棨、周瑞炖。1978。《台湾地质》。台北：茂昌图书。
4. 陈汝勤、庄文星。1992。《岩石学》。「大学科学丛书」13。台北：联经。
5. 邓属予。1997。《台湾的沉积岩》。「台湾地质」9。台北：经济部中央地质调查所。
6. 吴文雄、杨灿尧、刘聪桂。2005。《台湾的岩石》。「台湾地理百科」65。台北：远足文化。
7. The mineral and gemstone kingdom. http://www.minerals.net。
8. Rocks and Minerals. http://edtech.kennesaw.edu/web/rocks.html。
9. U.S. Geological Survey. http://www.usgs.gov。

延伸阅读

1. 邓属予。1997。《台湾的沉积岩》。「台湾地质」9。台北：经济部中央地质调查所。