碎屑岩、化学岩、有机岩——沉积岩家族三大支系，划分标准只有一条：物质从哪里来。

是风化剥蚀下来的矿物碎屑，是溶液里沉淀出的矿物，还是没有完全腐烂的植物残体。

分清这条主线，十几类沉积岩的名字就不再是死记硬背。

一、先分家：三大类与两种"长法"

沉积岩有三个物质来源，对应三大类：碎屑岩（母岩的碎屑）、化学岩（低温溶液中沉淀的矿物）、有机岩（植物的有机残体）。

大多数沉积岩属于碎屑岩。

它们"长成岩石"的方式也分两种，看纹理便知：

● 碎屑结构：颗粒被胶结物粘成刚性骨架，胶结物很少填满孔隙，所以岩石里常留有孔隙空间——这正是地下水、石油的藏身之处；

● 结晶结构：晶体从溶液里长出来、互相咬合，没有胶结物，孔隙也极小。

还有一种"改行"叫重结晶：岩石埋藏后，原碎屑颗粒被新长出的晶体取代、摧毁。

重结晶是沉积岩的"橡皮擦"，常把原始结构和化石一并抹掉，让后来的地质学家头疼不已。

二、碎屑岩：粒径定名字，成分讲故事

碎屑岩由基岩风化剥蚀的碎屑（detritus）胶结而成，所以也叫陆源碎屑岩。按粒径从粗到细，主要成员如下：

角砾岩与砾岩是一对"近亲冤家"：搬运中砾石很快就被磨圆，所以角砾岩的棱角状碎屑一定离母岩不远——陡坡脚下机械风化崩落的堆积累、滑坡堆积累结成岩，都可能形成角砾岩，这类岩石并不常见。

砾岩的砾石虽然圆了，但也未必走了多远：悬崖落石被河水搬运几公里、或在海滩上被浪一砸，很快就圆了。

砂岩的沉积场所五花八门：河床、沙丘、海滩、浅海乃至深海海底，因此成分、分选、磨圆变化极大。

教材按成分分出三种：

细粒岩家族里，页岩的名气最大——它的绝活是可劈性（fissility）：能沿内部极薄的纹层（laminations）劈开。

这身本领是压实压出来的：湿泥刚沉积时，孔隙里可能灌了多达 80% 的水，片状粘土矿物杂乱无章；上覆沉积物一压，水被挤走、体积猛缩，粘土片被迫垂直于压力方向排列——像一副码齐的扑克牌，页理就沿着牌与牌之间的薄弱面裂开。

不过压实本身通常压不出岩石，页岩成岩的主力仍是胶结。

家族里还有几位"不成器"的兄弟：粒度相近但没有劈性和纹层的，叫泥岩（块状）；以粉砂为主的叫粉砂岩，以粘土为主的叫粘土岩。

三、化学沉积岩：从溶液里"长"出来的岩石

化学沉积岩从低温水溶液中沉淀而成，要么靠无机过程，要么靠生物帮忙，主要包括碳酸盐岩、燧石和蒸发岩。

石灰岩：一半靠生物，一半靠化学

石灰岩的主要成分是方解石（CaCO₃），按沉淀方式分两大类：

生物化学石灰岩多形成于温暖浅水的陆棚。

一类是礁灰岩——珊瑚、包壳钙藻等造礁生物直接在礁核里沉淀碳酸钙，化石还保持着生长姿势原封未动（图11）。但绝大多数生物化学灰岩是生物碎屑灰岩（bioclastic limestone）：浪打碎的藻类、珊瑚、贝壳碎屑，被波浪和海流搬运、分选、磨圆后再胶结成岩——骨子里是"生物做的碎屑岩"。

名目由此展开：粗粒显化石的（图13-16）、钙藻贡献的细粒灰泥的；介壳灰岩（coquina）由近岸浅海堆积的贝壳及碎片胶结而成，粗粒到一眼认出壳片；白垩（chalk）则由漂浮在海面的微体海洋生物遗骸沉到海底堆成，色浅、多孔、极细。

无机石灰岩的代表是鲕状灰岩：温暖浅海里无机沉淀出的砂粒级小圆球——鲕粒（ooids），被强潮流来回滚动，越滚越圆、边滚边长（图17）。

淡水系统里还有两位：泉水或地下水中沉淀的钙华（tufa，多孔），以及洞穴里富碳酸盐水逸失 CO₂ 后生成的石灰华（travertine，致密），两者都是结晶结构。

要特别提防石灰岩的"易改体质"：方解石极易重结晶，尤其在有水、有上覆压力时——新晶体又大又亮（宽解理面上泛反光），代价是原始结构和化石被毁，岩石的沉积环境从此难以判读。

白云岩：被镁"改名"的石灰岩

白云岩（矿物 CaMg(CO₃)₂，有些地质学家把岩石叫 dolostone）通常是石灰岩"改"出来的：含镁溶液流经灰岩，钙被镁部分置换。区域性的白云岩层有两种成因：①海水蒸发形成的富镁卤水向下渗流过灰岩层；②淡的地下潜水与海水交界处的化学反应，随海平面升降让镁离子在灰岩层里迁移。

白云石化伴随重结晶，产物坚硬、晶粒极细——粒径、化石、沉积构造常常荡然无存。

燧石：几乎纯 SiO₂ 的硬骨头

燧石致密坚硬、极细粒，几乎全由二氧化硅组成，有两种产状：①其他岩石（常见于石灰岩）里不规则的结核，多半是地下水把围岩部分置换成硅的无机沉淀；②像普通沉积岩一样成层，由微体海洋生物玻璃质硅壳沉底堆积而成。

硅质微体化石在一些燧石里很丰富，但燧石同样容易重结晶，原始化石常被抹掉——许多燧石的身世至今成谜。

蒸发岩：晒出来的岩石

水体蒸发时沉淀出的晶体堆积，就是蒸发岩——海水或盐湖（如犹他州大盐湖）晒干的产物。常见的有石膏（CaSO₄·2H₂O）组成的岩石膏，蒸发继续则形成石盐（NaCl）组成的岩盐；此外还有硼酸盐、钾盐、镁盐等。蒸发岩全是结晶结构。

过去大量岩盐、岩石膏形成于炎热干旱气候下的浅陆表海；今天正现身上演的是波斯湾和红海，以及死亡谷干盐湖这样的现代版本。

下表把化学岩总归成两类，翻译如下：

四、有机沉积岩：煤——没烂完的植物

煤由未完全腐烂的植物残体压实而成。

它的诞生需要两个苛刻条件同时满足：植物快速生长、植物遗体落入低氧水体——所以温带或热带的浅沼泽、泥潭是最可能的沉积环境。

煤里的植物化石（叶、茎、树干，甚至根系仍扎在下伏页岩里的树桩）表明，大多数煤就形成在植物当年生长的地方。

过程并不神秘：植物遗体大量堆积，腐烂过程耗光了沼泽水里的氧，腐烂就此刹车，有机质得以保存；随后被沉积物掩埋压实，水分和挥发分逐渐被挤出，碳含量一路走高，颜色从褐到黑。

煤通常由泥炭——湿地里堆积的褐色、疏松植物残体——经压实转变而来。

本节记忆主线：按物质来源三分——碎屑、化学、有机；按结构两看——碎屑结构（颗粒＋胶结＋孔隙）与结晶结构（晶体互嵌无孔隙）→ 碎屑岩粒径定名：角砾岩（棱角、近源）与砾岩（磨圆）分家，砂岩按成分三分（石英砂岩/长石砂岩/杂砂岩），页岩靠压实把粘土"码成扑克牌"长出劈性 → 化学岩里石灰岩最庞大（生物碎屑、礁、鲕粒、钙华石灰华），白云岩是灰岩被镁改造，燧石分结核与层状，蒸发岩是晒出来的 → 煤是缺氧沼泽里没烂完的植物压实增碳的产物 → 重结晶是沉积岩的橡皮擦，读它要趁"字迹"还在。