沉积岩的形成过程
-梦想出发
2023年2月15日发(作者：关于真理标准问题的讨论)沉积岩的形成过程
张明波
【摘要】沉积岩的形成过程与构造环境关系密切，这一过程是各种矿物分解、继
承，再组合的过程，也是自然界物质物质自组织与分选的过程，对深化对沉积岩整
体认识、理解与学习必不可缺，是学习沉积岩掌握沉积岩重要一环。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2014(000)013
【总页数】2页(P87-88)
【关键词】沉积岩;沉积岩与构造环境的关系;沉积岩形成过程
【作者】张明波
【作者单位】吉林省煤田地质二0三勘探公司，吉林四平136000
【正文语种】中文
沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是在地壳表
层常温、常压条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等原始
物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的先具有松散、层状沉
积物，后固结而成的一类岩石。或简言之：表层条件下，各类物质通过适当途径，
聚于合适环境，经物理、化学作用形成的一大类岩石。
图1为地球系统的组成，图中显示了从内核到到大气外层空间物质运动，沉积岩
仅是其中物质运动的的一部分，它的形成囊括在大气圈的下层、水圈和生物圈的全
部以及岩石圈的表层，是地球的地壳表层，又称“沉积岩生成圈”或“沉积圈”，
这个圈层有以下特征。
图1地球系统的组成(据东京大学AsahikoTaira，略动)
温度：“常温”，-70℃（北极圈维尔霍扬斯克）～85℃（非洲中部）
压力：“常压”，1～20atm，海平面至200m深的浅海底。
水和大气的作用：水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物
质等搬运和沉积的主要介质；绝大多数的沉积岩都是在水体中沉积的。
生物作用和生物化学作用：沉积岩形成的重要影响因素，有的沉积岩是由生物遗体
组成的-生物岩，如生物礁，石灰岩和煤等。
重力作用：有一定的作用甚至很大的作用，如重力流沉积岩主要是在重力作用下形
成的。
所以，沉积岩形成具有低温、低压、富水、大气以及生物参与等特点。水和大气是
母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物质等搬运的主要介质，生物作
用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要作用因素。
图2显示了岩石三大类的关系，母岩可以是沉积岩、变质岩、岩浆岩以及岩浆喷
发物质任何一种。沉积物质主要来自母岩的风化，所谓母岩-主要是指早于该沉积
岩而存在的岩浆岩、变质岩和较老的沉积岩。然而，从最根本的意义上说，从地球
发展历史的角度来看，沉积岩的母岩主要应该是岩浆岩。而宇宙来源物质在近几十
年也受到关注。
图2三大岩类关系示意图
从图1中可以分析知道，沉积岩的形成是地球外力作用的产物，与地球内力作用
也有密切关系，特别是一些突发事件的沉积作用及其岩石类型，如沉积物重力流和
浊积岩、风暴沉积作用和风暴岩、地震沉积作用和震积岩等，它们常为板块运动、
岩浆作用等地球内力所诱发。
沉积岩的形成有其规律可寻，在地球内力与地球外力共同作用下而形成，地球内力
营造不同的地理环境，地球外力对不同地理环境进行改造，如板块运动促成大西洋、
红海裂谷的形成，板块运动还促成特提斯洋关闭，形成喜马拉雅山脉和青藏高原。
不论是大洋形成，还是大洋关闭，在运动中形成各种地理环境，这些环境或为以剥
蚀、侵蚀为主的剥蚀、侵蚀环境，或为以沉积为主的沉积环境，或为剥蚀、侵蚀沉
积交替存在环境等。
在各种环境中沉积物堆积随处可见，见于河流、海岸、山谷等，而形成沉积岩必须
有适于堆积物固结环境方可形成沉积岩。它的形成可为人所观察到，一般划分为三
个阶段：①原始物质在适当环境下的生成阶段；②原始物质在相应环境条件下向沉
积物转变阶段；③沉积物物质在物理化学作用下产生质变，而达固结和持续持续演
化阶段。
剥蚀环境以母岩风化为主，母岩遭受物理（生物物理）、化学（生物化学）风化时
产生三大类物质：①碎屑物质，②溶解物质，③不溶残余物质。碎屑物质是从母岩
中机械分离出来岩石或单个晶体的碎块，是各类碎屑岩：砾岩、砂岩、粉砂岩、粘
土岩的物质主要来源。溶解物质是由母岩释放出来的各种离解离子及胶体离子，是
化学（生物化学）作用产物，是碳酸岩、蒸发岩、硅岩等岩石的物质主要来源。不
溶残余物质是在自然条件下，一般母岩矿物的化学作用都是十分缓慢的和不彻底的
过程，大多会留下一些过度性或性质相对稳定的中间产物，它们大多是一些细小的
固态质点，被统称为不溶残余物质（或称化学残余、风化矿物），又称新生的矿物。
碎屑物质、不溶残余物质或参与沉积岩形成，或与碎屑物质留在原地形成残积物，
残积物是风化壳物质组成。
火山爆发生成的原始物质通常指火山碎屑，有时也指水下爆发（尤其是喷气）直接
进入水体的溶解离子。在沉积岩中，火山碎屑常常是混在母岩风化产物中的次要成
分。火山喷发的岩屑、晶屑、玻屑风化时，也产生以上三大类物质。直接来自宇宙
的物质多为陨石、宇宙尘。陨石平均500颗/年，宇宙尘（微球粒）平均1-5颗
/m2/年。矿物成分多为富铁、富镁硅酸盐，一旦风化也产生以上三大类物质。
这三大类物质的产生标志着沉积岩原始物质生成阶段的完成，也意味进入第二阶段：
向沉积物转变阶段。
原始物质一旦暴露地表就已经进入第二阶段，在这个阶段除少量残余物外，大部分
物质将离开生成它的原地，在水、风、冰川及自身重力作用下向沉积盆地方向搬运。
到达盆地后，盆内的搬运常常还要进行。碎屑和不溶残余物质在搬运途中将产生碰
撞和摩擦，改变它们的大小，也因环境不断改变，伴随发生各种化学变化，因而物
质搬运距离、搬运时间的延长，它们与原始物质之间的差别会愈来愈大。碎屑颗粒
因搬运力力小到一定程度，或沉积环境适宜某种大小颗粒碎屑聚集，便以机械的方
式沉积静止下来。如泥石流等形成坡积物；砾、砂、泥于河道、湖泊形成河道具二
元相系沉积物、湖成三角洲沉积物、滨湖、浅湖、深湖沉积物，以及河控三角洲等
沉积物。环境改变了搬运力的大小，也改变碎屑物的位置，在这个位置改变过程中
使碎屑物得以分选，形成各种结构与构造，是一个相辅相成过程。溶解物质的搬运
主要靠水的流动，但在一定范围内也可靠不同浓度间的扩散。溶解物质搬运过程中，
部分溶解离子会随流水向下渗透而失去，也有新环境溶解离子加入进来，当物化条
件适宜时，相关离子将以化学方式彼此结合成新矿物沉淀下来，也有一部分为生物
吸收，以生物化学的方式参与有机体的形成。各种环境内具有各具特点的各种物理
（生物物里）、化学（生物化学）作用，这些作用还会生成许多特殊的游移性颗粒
实体，如鲕粒，生物碎屑等，这些颗粒碎屑或原地沉积，或因搬运异地沉积。已经
沉积或沉淀的物质可以再次搬运，甚至会出现多次反复。
不论搬运过程是远还是近，是简单，还是复杂；被搬运的物质于适宜环境最终沉积
下来，形成疏松、多孔、大多富含水分的地表堆积体，这个堆积体即为沉积物。此
时的沉积物于适宜的环境下形成，且占据了最适合自己的位置，已具备了相对稳定
的三维格架。沉积岩正是借助了这个格架才得以完成它的最后形成过程。沉积物的
堆积可以十分缓慢，也可以十分迅速。随着时间的推移，较早形成的沉积物将逐渐
埋于地下，而埋于地下的过程又是伴随于构造运动产生而产生，与构造运动密不可
分。
埋于地下的沉积物，会发生以下的变化：它所处的温度和压力会随之升高；所含有
机物将逐渐降解，降解的有机物溶解于孔隙水中；内部孔隙水被挤出而向压力低方
向运移，同时接受压力更高部位水的补充；沉积物不稳定物质溶解于孔隙水。温度
的升高，压力的增大，孔隙水中溶解物质的改变，使原有的化学平衡被打破，进而
建立新的化学平衡。这个新的化学平衡的建立，促成沉淀出新化学平衡下的稳定矿
物成分；一些喜氧或厌氧细菌也会以生物化学方式加入到矿相转化中；即便是稳定
的成分也会在压力增高的条件下调整自己的方位。伴随这些变化，沉积物就会逐渐
固结成致密坚硬的岩石。完成这一过程所需时间和埋深与沉积物的成分和埋藏地的
地温梯度有关，深度1～100m，时间1ka～1Ma之间；特殊情况下无需埋藏，而
在几十年内直接在沉积物表层迅速完成固结过程。固结完成后，有两种发展方向，
一、向变质岩过渡，二、抬升于浅部或接受地表水淋溶或接纳新的沉淀矿物，或为
新一代母岩。
在自然规律支配下，沉积岩的形成历经三个阶段，每一个阶段对沉积岩的影响都是
深刻的，从而形成独具特色的岩石，而每一个阶段的完成都离不开构造环境的制约，
所以不能孤立看待沉积岩，必须将沉积岩置于构造环境下才具有积极意义。
参考文献
[1]樊拥军等.沉积岩和沉积相[M].北京：石油工业出版社，2009，7.
[2]陶晓风等.普通地质学[M].北京：科学出版社，2007，5.
[3]肖渊甫等.岩石学简明教程[M].北京：地质出版社，2009，8.