第一节 沉积岩的形成过程
沉积岩的形成过程一般可以分为先成岩石的破坏（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个互相衔接的阶段。但这些作用有时是错综复杂和互为因果的，如岩石风化提供剥蚀的条件，而岩石被剥蚀后又提供继续风化的条件；风化、剥蚀产物提供搬运的条件，而岩石碎屑在搬运中又可作为进行剥蚀作用的“武器”；物质经搬运而后沉积，而沉积物又可受到剥蚀破坏重新搬运，如此等等，不一而足。现将各阶段分别叙述如下。
一、先成岩石的破坏
引起岩石的破坏有风化作用和剥蚀作用。
（一）风化作用
暴露于地表或接近地表的各种岩石，在温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物作用下在原地发生的破坏作用，称为风化作用。风化作用使地壳表层岩石逐渐崩裂、破碎、分解，同时也形成新环境条件下的新稳定矿物。风化作用是破坏地表和改造地表的先行者，是使地表不断变化的重要力量，是沉积物质的重要来源之一。
1.风化作用的类型 一般可以分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用等3种类型。
（1）物理风化作用 是指地表和靠近地表岩石因温度变化等在原地发生机械破坏而不改变化学成分、不形成新矿物的作用。这种作用又称机械风化作用。物理风化作用的方式主要有温差风化、冰冻风化、层裂等。
温差风化 日夜和季节温度变化可使岩石膨胀和收缩。岩石是一种传热的不良导体，在白天因受阳光曝晒，温度增高，表面体积膨胀，但内部很少受到热力的影响；夜间，当岩石表面逐渐冷缩，内部却因受到传导进来的热力影响而膨胀。如此经常不断地表里不均地膨胀与收缩，一方面产生垂直岩石表面的裂隙，另一方面产生平行岩石表面的裂隙，彼此脱离，层层剥落，岩石就破碎了。
冰冻风化 填充于岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻使岩石机械破碎，称为冰冻风化。实际上这也是由温度变化间接使岩石破碎的现象。在高寒、高山及季节变化显著的地区，常在一年或一日之内，发生冰冻及解冻现象。水结冰以后体积约增加1/11，在裂隙和封闭孔隙中可产生巨大的压力（960kg/cm2），从而可以撑开和扩大裂隙；气温上升，冰融成水，继续向裂隙深处渗透。这样一冻一解，反复进行，足可把岩石劈开崩碎，因此裂隙中的冰冻作用犹如一把砍石利斧，故亦称为冰劈作用。
层裂作用 位于地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，处于坚实致密状态。这样岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，如释重负，体积膨胀，因而可产生平行于地表的裂隙，亦可称为卸荷裂隙；如果是具有层理的沉积岩石，层与层之间也可张开。这样，便助长了岩石的机械破碎。这种现象称为层裂作用。
（2）化学风化作用 是指地表和接近地表的岩石因与水溶液、气体等发生化学反应而在原地不仅改变其物理状态，而且也可改变其化学成分、发生化学分解，并可形成新矿物的作用。水是引起化学风化作用的重要因素，特别是在水中溶有CO2、O2等气体成分，其作用便更加显著。化学风化作用主要有以下方式：
溶解作用 水在自然界中普遍存在，水与岩石相遇，即与其中的矿物发生溶解作用。矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易顺序如下：K+、Na+等的氯化物＞Ca2+、Mg2+等的氯化物和硫酸盐＞Ca2+、Mg2+等的碳酸盐＞Fe3+、Al3+、Si4+等的氧化物和硅酸盐。若以常见造岩矿物论，其溶解度大小顺序如下：
方解石＞白云石＞橄榄石＞辉石＞角闪石＞斜长石＞钾长石＞黑云母＞白云母＞石英。
矿物的溶解度除与矿物本身的化学组成有关外，还与水温、压力、CO2含量、pH值等有关。
岩石受到溶解作用，其中易溶矿物随水流失，而难溶矿物则残留原地，同时岩石中孔隙增加，变得松散软弱，为进行物理风化作用提供了有利条件。
水化作用 又称水合作用，即物质与水相结合的作用。如矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的含水矿物，例如硬石膏（CaSO4）变成石膏（CaSO4·2H2O）、赤铁矿（Fe2O3）变成褐铁矿(FeO[OH]·nH2O)等。同时水化作用形成的新矿物，往往体积膨胀，对周围岩石产生很大压力（如硬石膏变成石膏，体积可增大30％），从而引起岩石的机械破碎。
水解作用 即矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物的作用。由于水中常有一部分水分子离解成H+及OH-离子，从而使水成为具有活泼离子化学活动性很强的溶液。各种弱酸强碱或强酸弱碱的盐类矿物溶于水后也出现离解现象，其中离解物可与水中的H+或OH-离子发生化学反应。如矿物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子很容易被水中的OH-离子夺取结合，原矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿物。如钾长石在水解作用下，一方面形成KOH溶液（K+与OH-结合）随水流失，一方面析出SiO2胶体或随水流失，或胶凝形成蛋白石（SiO2·nH2O），其余部分则可形成难溶的高岭石残留于原地。
4K[AlSi3O8]+6H2O→4KOH+Al4[Si4O10][OH]8+8SiO2
钾长石 高岭石 硅胶
这只是一个例子，实际上各种硅酸盐类、其他盐类都可在水解作用下发生分解和产生新的矿物。
碳酸化作用 自然界基本没有纯水，水中常含有各种酸类（碳酸、硫酸、硝酸等），可加速对各种岩石的破坏作用。特别是含有碳酸的水对岩石的破坏作用更为普遍。
例如，碳酸盐在含有CO2的水中，就会转变为重碳酸盐，其溶解度比碳酸盐大十几倍到几十倍。
极易与矿物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子化合成易溶碳酸盐类，从而使矿物的离解能力增加，加速化学反应过程。仍以钾长石为例，其中K+与
或胶凝成蛋白石，同时形成的难溶的高岭石则残留于原地。这一过程比起前述单纯水解过程要快得多。
在湿热气候条件下，高岭石还可继续分解，析出其中的SiO2，形成铝土矿（Al2O3·nH2O）而残留于原地。
总之，在地壳中分布很广的铝硅酸盐（各种长石等）、铁镁硅酸盐（橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等）及其他矿物在水解作用及碳酸盐化作用下，最终都要彻底分解，形成易溶碳酸盐（流失）、SiO2胶体（流失或沉淀）和不溶的粘土矿物（高岭石等）、铝土矿物以及褐铁矿等（残留原地）。
氧化作用 在大气和水中含有大量游离氧，大气中占21％，溶于水的气体中氧占33—35％。岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物，这种作用称氧化作用。
在地壳表部氧化作用普遍而强烈，形成氧化带。氧化带的下界面称氧界面，大约和地下潜水面的位置相当。在这界面以上进行氧化作用，在这界面以下进行还原作用。氧化带的深浅各地不一，主要与岩石破碎程度、气候、地下水位等有关。例如，岩石裂隙发育、气候干燥、地下水位深，则氧化带也深，可达到地下1km；若岩石完整，气候潮湿，地下水位浅或者在沼泽地带及冻土地区，氧化带就浅，氧界面可能就在地表附近。
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