沉积岩野外工作指南

沉积物( 岩) 动态演化令人着迷，它不仅是人类认知地球表面各种环境乃至整个地球系统的基础，还提供了与人类生活息息相关的各种自然资源，包括工业的、化学的、金属的，以及水资源和能源等。

沉积学相关的概念日新月异，但野外基础工作及相关数据的获取仍然是沉积学研究的核心。沉积学是一门观察科学，首先是野外基础工作，然后才是实验室分析测试与理论研究。野外基础工作的首要技能是知道观察什么，如何观察，以及如何记录;其次是如何更好地解释这些数据。为便于学生、专业人士，以及业余爱好者在野外使用，本书使用50 多张图件总结了沉积学的最新概念和解释方案，并配以来自30多个国家的425 张照片对主要沉积岩类型及其特征进行说明，这也是本书的独特之处。

为有助于更好地观察和识别野外沉积岩特征，书中所使用的照片均精选自我与他人的收藏照片。同时，为使对野外沉积岩的理解、解释和分类更合理，书中所用图件均经过重新清绘，并按最新的沉积学认识进行解释。书中一些沉积岩照片的说明仅仅是初步的解释，更细致的解释取决于沉积学的功底以及所开展工作的目的。虽然地球物理、地球化学、古生物学、自然地理学、土壤科学、考古学、环境科学，以及地质学、海洋学和沉积学的分支学科都需要开展沉积岩野外工作，但由于工作目的不同，野外工作的深度和广度也大不相同。总之，本书的定位是沉积岩野外工作指南。

关于沉积岩，你了解多少?

沉积岩是什么?

沉积岩是由堆积于地球表面的颗粒物经过物理、化学和生物作用形成。这些作用贯穿于整个地史时期的所有自然环境，至今仍在进行。因此，沉积物和沉积岩的分布极广，现今覆盖了大约7% 的地球表面，地质记录中也占重要比例。

沉积岩与火成岩、变质岩的主要区别如下。

• 沉积岩在三维空间上通常呈层状近平行分布。

• 沉积岩成分包含分散的颗粒和胶结物，其中颗粒包括各种矿物碎屑、生物碎屑，以及经过搬运的岩屑。

• 沉积岩可见各种化石和沉积构造。

根据成因( 正如组分所反映的)，可将沉积物( 岩) 划分成以下四类。

• 陆源沉积物( 硅质碎屑或碎屑)主要指先成岩风化和侵蚀破碎形成的各种碎屑颗粒，包括砾岩、砂岩、泥岩和古土壤等。

• 生物成因沉积物( 生物碎屑或有机质) 源自先成生物的骨架残骸、生物软组织，以及与生物作用有关的合成物，包括碳酸盐岩( 灰岩和白云岩)、磷灰石、煤，以及部分燧石。尽管灰岩和白云岩的形成从根本上多数与生物作用有关，但部分灰岩( 鲕粒灰岩和石灰华)由化学沉淀形成，多数白云岩由早期方解石转变而成。可见，沉积岩的成因类型与岩性并无一一对应关系，成因分类方案并不完美。

• 化学成因沉积物( 化学的或自生的) 由浓缩卤水结晶析出的晶粒直接沉淀形成，包括各类蒸发岩、铁矿、金属沉积物，以及一些碳酸盐岩和铝铁硅钙壳。

• 火山碎屑沉积物主要由火山爆发时形成的颗粒和碎屑组成，包括自碎火山碎屑岩、火山碎屑岩、水携型火山碎屑岩、外生型火山碎屑岩，以及火山灰、凝灰岩和集块岩。

根据特殊的沉积构造、结构和成分，还可将上述各类或亚类沉积物( 岩) 划分出一系列的沉积相( 包括描述相和成因相)，它们是开展进一步沉积环境解释的基础。

沉积岩的经济属性

沉积物( 岩) 是当今世界工业和社会发展最主要的原料来源。事实上，没有沉积物的开发和利用，世界将完全不同。表1.1举了一些基本工业活动与沉积物资源的关系，由此可见，能源、水资源、金属和矿物原料，以及化学品和日用品原材料等，很多都源自沉积物或沉积岩。

由表1.1可知，露头沉积学不仅是地球科学的基础，还能产生巨大的经济效益。沉积物资源的开采，首先应确定它在沉积岩中的位置，然后再评估其丰度、分布范围、品质和可采性。对上述特征的评价，可通过详细的野外工作、合理的沉积相建模，以及随后的实验室分析完成。