高中地球科學/沉積岩

您可能認識圖 4.19 是白宮，美國總統的官方住所和工作場所。您知道為什麼白宮是白色的嗎？它的顏色與建造它所使用的石材密切相關。

白宮的建造始於 1792 年，大部分工作是由最近才來到新成立的美國的人完成的。它的外牆是由一種叫做砂岩的沉積岩製成的。用來建造白宮的砂岩非常多孔，這意味著雨水很容易滲入砂岩。這使得白宮在建造初期很容易受到水害。為了阻止水害，工人們不得不將砂岩塗上鹽、米和膠水的混合物，使白宮呈現出獨特的白色。

學習目標

描述沉積岩是如何形成的。
描述一些常見的沉積岩的性質。
講述一些沉積岩的常見用途。

沉積物

在本課中，您將瞭解到砂岩等沉積岩是如何形成的、如何分類以及人們如何使用沉積岩。

回顧第 4.1 課，沉積岩是由沉積物的壓實形成的。沉積物可以包括

其他岩石的碎片，這些碎片被磨損成小塊，比如沙子。
有機物質，或者換句話說，曾經生物體的遺骸。
或化學沉澱物，即溶液中的水蒸發後留下的物質。

大多數沉積物從水中沉澱出來（圖 4.20）。例如，河流中的流水會攜帶大量的沉積物。河流將這些沉積物傾倒在河岸上以及河道末端。當沉積物從水中沉澱出來時，它們會形成水平層。一次沉積一層。每一層都形成在已經存在的層之上。因此，沉積岩中的每一層都比它下面的層年輕，比它上面的層年老。當沉積物硬化時，這些層就會被儲存下來。在大型露頭的沉積岩中，您經常可以看到層狀結構，顯示出原始沉積層沉積的位置和順序。科學家可以透過知道較老的層位於底部，較年輕的層位於頂部來確定層的相對年齡。

沉積岩形成的環境有很多種。您今天可以看到大量沉積物的地方包括海灘和沙漠。沉積物也在海洋底部、湖泊、池塘、河流、沼澤和溼地中不斷沉積。雪崩會產生大量的未分類沉積物堆。沉積物沉積的環境決定了將在那裡形成的沉積岩型別。

沉積岩的形成

沉積物會堆積起來，隨著時間的推移可能會硬化成岩石。成岩作用是指將鬆散的沉積物層硬化成岩石的過程（圖 4.21）。成岩作用由兩個過程組成：膠結作用和壓實作用。膠結作用發生在物質結晶或填充鬆散沉積物顆粒之間的空間時。這些膠結物質來自穿過沉積物的流水。沉積物也可以透過壓實作用硬化成岩石。這發生在沉積物被其上方的層重量壓在一起時。由膠結的、非有機沉積物形成的沉積岩被稱為碎屑岩。由有機遺骸形成的被稱為生物碎屑岩，由化學沉澱物硬化形成的被稱為化學沉積岩。表 4.2 顯示了一些常見的沉積岩型別及其組成的沉積物型別。

表 4.2：常見的沉積岩
圖片	岩石名稱	沉積岩型別
	礫岩	碎屑岩（非有機沉積物的碎片）
	角礫岩	碎屑岩
	砂岩	碎屑岩
	粉砂岩	碎屑岩
	頁岩	碎屑岩
	岩鹽	化學沉澱物
	石膏巖	化學沉澱物
	白雲岩	化學沉澱物
	石灰岩	生物碎屑岩（來自有機物質或動植物遺骸的沉積物）
	煤	有機

從表格中的圖片可以看出，碎屑沉積岩的沉積物大小各不相同。礫岩和角礫岩都是由單個石頭膠結在一起形成的。在礫岩中，石頭是圓形的；在角礫岩中，石頭是稜角分明的。砂岩是由較小的、主要是沙粒大小的顆粒膠結在一起形成的。粉砂岩主要是由粉砂形成的，粉砂的顆粒比沙子小，但比粘土大。頁岩具有最小的粒度，主要由粘土大小的顆粒和硬化的泥土構成。

課程總結

風化和侵蝕會產生沉積物。一旦這些沉積物沉積下來，它們就可以變成沉積岩。
沉積物必須被壓實和膠結才能形成沉積岩。這個過程被稱為成岩作用。

複習問題

沉積岩中的沉積物可能由哪三種物質組成？
如果你看到一個沉積岩露頭，紅色的沙層位於淺色的沙層之上，你確定知道這兩層的年齡嗎？
為什麼沉積岩有時會有不同顏色的層？
描述沉積物硬化成岩石所需的兩個過程。
煤屬於哪種型別的沉積岩？
回顧一下課開頭關於白宮最初是白色的故事。你認為為什麼砂岩是一種特別多孔的岩石？

詞彙

膠結作用: 發生在物質在鬆散沉積物之間的空間中硬化（結晶）時。
成岩作用: 將鬆散的沉積物層硬化成岩石的過程。
有機: 由曾經有生命的物質組成。
露頭: 地球表面大型岩石形成體。
沉澱物: 液體蒸發後留下的固體物質。
壓實作用: 發生在沉積物被其上方的層重量壓在一起而硬化時。
風化

長期暴露在大氣中磨損或被磨損的過程。

侵蝕

地質過程，其中土壤材料被風或水等自然力量侵蝕和運輸。

思考要點

如果您有興趣瞭解地球的歷史，哪種型別的岩石能為您提供最多的資訊？
較年輕的沉積岩層可能位於較老的岩層之下嗎？您認為這如何發生？
沉積岩只能透過來自巨大壓力的壓實作用形成嗎？

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