4.沉积岩大峡谷岩壁由不同结构和组成，五颜六色的岩层组成。这些沉积岩由距今541Ma至200Ma间的沉积物埋藏和硬化形成。沉积岩的正式定义是指在地球表面或地球表面附近以下列方式之一形成的岩石： 由已存在的岩石风化产生的松散碎片压实和胶结在一起；通过贝壳块的增长或贝壳碎片粘合在一起；藉由植物或浮游生物死亡后所留下的有机质的聚集和改变；矿物直接从水溶液中沉淀。 在Arizona沉积岩形成的宏伟峡谷 一系列的岩床记录了古代事件和古代环境的故事。例如，在大峡谷中暴露出来的沉积岩中保存下来的特征告诉我们，海滩、礁石、湖泊、泥滩、河流冲积平原和沙丘在地质历史上都曾经在这个地方存在过。沉积岩只存在于地壳的上部，有效地形成了一层覆盖物，将下面的火成岩和/或变质岩的基底埋藏起来。地质学家根据沉积岩的形成方式将其分为四大类：碎屑岩、生物化学岩、有机岩和化学岩。 站在大峡谷内峡谷的边缘，你可以看到沉积岩形成了一层“覆盖”层，覆盖了古老变质岩的基底 5.碎屑岩5.1碎屑岩是如何形成的九百年前，在Colorado Mesa Verde高原存在过一个繁荣的土著社区。社区建立在一个巨大的悬臂岩下的凹处，他们建造了石块建筑，这些建筑一直保存到今天。 公元600年至1300年，Pueblo人居住的砂岩块建造的住所，插图显示了岩石的颗粒状特征 显然，这些石块坚固耐用，毕竟它们是岩石。但是如果你用你的拇指摩擦一个，它会感觉有砂砾，小的圆形石英颗粒会破裂并在你的拇指下滚动。岩石块由砂岩组成，砂岩是由胶结在一起的沙粒组成的岩石。地质学家将所有由曾经分开的颗粒聚集在一起，然后胶结在一起形成的岩石称为碎屑沉积岩，单个颗粒或碎片则称为碎屑。碎屑沉积岩的形成包括以下步骤： 从悬崖上侵蚀下来的沉积物被搬运、压实、胶结 5.1.1风化风化作用使基岩崩解形成碎屑 5.1.2下坡运动重力将碎屑从较高的高度拉向较低的高度。它们可能单独翻滚，也可能是山体滑坡的一部分 5.1.3侵蚀流动的空气、水或冰(一种运输介质)会侵蚀基岩或岩屑堆积并带走碎屑。这个过程叫做侵蚀 5.1.4输送通过输送介质，可以将碎屑运送到远离其原产地的地方。介质的输送能力取决于介质的粘度和流速。冰是固体，所以它可以运输任何大小的碎屑，水和空气是一种流体，其携带碎屑的能力取决于其流动速度和粘度，流动快的浑水可以运输大的碎屑，而流动慢的清水只能运输小的碎屑 5.1.5沉积碎屑在某一地点堆积形成沉积层的过程。当运输介质失去了携带碎屑的能力时，就会发生这种情况。例如，当流动的水变慢时，它携带的碎屑就会掉落 5.1.6岩化岩化作用是指松散沉积物(松散碎屑)转化为固体岩石。沉积物经历埋藏，覆盖在上面的沉积物的重量最终会把原本困在碎屑孔隙之间的水分和空气挤出去。由于这种压实作用，碎屑结合得更紧密。之后，通过残余孔隙的地下水会沉淀矿物质。像胶水一样，这些矿物质将碎屑粘合在一起，形成整体坚固的岩石。结合过程称为胶结 5.2碎屑沉积岩的描述和分类你拿起一块沉积岩，想要清楚地描述它，仅凭你的语言，别人就能描绘出这块岩石的样子。地质学家发现下列特征对分类碎屑沉积岩最有用： 5.2.1碎屑大小组成岩石的碎片或颗粒的直径范围从微观到非常大，上文中表格 5.2.2碎屑的组成沉积岩中的颗粒可能由含有许多矿物颗粒的岩石碎片(岩屑碎屑)组成，也可能由单个矿物颗粒组成。有些沉积岩主要包含一种成分的碎屑，而有些则包含许多不同成分的碎屑 5.2.3棱角度和圆度棱角度是指碎屑有棱角的程度，而不是指圆角和棱角，圆度是指碎屑的形状像球的程度 5.2.4分选地质学家使用分选这个术语来指沉积物中颗粒大小的范围。分选良好的沉积物中含有大小相同的碎屑，而分选不好的沉积物中含有许多大小不同的碎屑 5.2.5胶结物特征并非所有的碎屑沉积岩都含有同一种胶结物。在一些地方，胶结物主要由石英构成，而在另一些地方，胶结物主要由方解石构成 根据以上特征，我们可以区分几种常见的碎屑沉积岩类型 沉积物的特性不仅取决于沉积物的来源，还取决于输送介质的特性和碎屑移动的距离。例如，由速度快、粘性大的流体所携带的颗粒比由速度慢、粘性小的流体所携带的颗粒更粗。 沉积物分类得越好，碎屑的棱角就越小，抵抗力较弱的碎屑，风化和分解的机会就越大。地质学家使用成熟度一词来表示沉积物从其发源地到其沉积地的变化程度。成熟度高的沉积物往往出现在离沉积物来源更远的地方，其沉积物分类较好，非稳定性矿物颗粒较少。 颗粒特性随运输而变化 为了了解不同种类的沉积物是如何沉积下来的，让我们跟随岩石碎片从山上的悬崖经河流逐渐移动到海边的路径。你会看到不同种类的沉积物沿着路线发展。 每一种岩石，如果被埋藏和固化，将会产生不同类型的沉积岩。首先，想象一下大块的花岗岩从悬崖上滚落下来，在下落的过程中碎裂。如果堆积在悬崖底部的棱角分明的碎片被胶结在一起，形成的岩石就是角砾岩。 角状碎屑堆积形成的岩石形成角砾岩 现在想象一下，滑坡把这些碎片带到湍急的河流中，然后被冲走。碎屑在水中碰撞，碎成更小的碎片，变成圆形的卵石和鹅卵石。当水流顺流而下时，这些碎屑就会沉积成砾石。碎屑埋藏和岩化会形成砾岩。 河流砾石层岩化成砾岩 随着时间的推移，碎屑经过化学风化，分解成单个的矿物颗粒，最终形成石英、长石和粘土的混合物。粘土非常细，流动的水很容易把它带走，留下由石英和一些长石颗粒组成的沙子——如果这些沉积物被埋藏并固化，它就会变成长石砂岩。 冲积扇中的沉积物，可以富含长石。沉积物的岩化作用形成长石砂岩 长石颗粒继续风化成为粘土，而沙粒磨损成更小的碎片。沉积物被冲刷到下游，由河流携带的沉积物包括粘土、淤泥和由耐用石英组成的沙子。沙子在河道中堆积，如果成岩，就变成砂岩；而淤泥和粘土则聚集在松软的平原上，形成三角洲或在河口处的楔形泥沙。 随着时间的推移，波浪和水流会使沉积物重新分布。有些淤泥会沉积在平静的泻湖或岸边的泥滩上，或离岸更远处平静的水中。泥砂如果固化就变成粉砂岩，粘土如果固化就变成页岩或泥岩。 暴露在沼泽草丛下的泥层，经过岩化形成了页岩。在这里，薄的页岩层与砂岩互层 一些粘土可能会被带到海洋深处，与浮游生物的外壳一起堆积在海底深处。偶尔，水下崩塌会带着混杂的粗糙颗粒和粘土沿着海底斜坡向下运动。这些沉积物如果岩化，就会变成杂砂岩。沿着海岸，海浪冲走了较细的沙粒，留下了分类良好的沙滩。风可能会带走一些沙子，并将其沉积在沙漠的沙丘上。这些砂层，如果被埋藏并岩化，就会变成砂岩。 海滩或沙丘砂层成岩化成砂岩 |
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