沉積巖（Sedimentary Rock），三大巖類的一種，又稱為水成巖，是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一（另外兩種是巖漿巖和變質巖），其主要特征是在常溫、常壓的環境下，通過物質的沉降和堆積而形成。沉積巖的形成過程與構造環境關系密切，是各種礦物分解、繼承，再組合的過程，也是自然界物質自組織與分選的過程。沉積巖的顏色與沉積相的關系表明，沉積環境是形成沉積巖的特征的決定因素，而沉積巖特征則是沉積環境的物質表現。
沉積巖是在地殼表層的條件下，母巖經過風化后形成的碎屑沉積物，通過搬運、沉積、成巖等作用形成的巖石。沉積巖分布在地殼的表層。在陸地上出露的面積約占75%，火成巖和變質巖只有25%。但是在地殼中沉積巖的體積只占5%左右，其余兩類巖石約占95%。有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色，硬度不大。礦物成分主要為方解石、伴有白云石、菱鎂礦，以及其他碳酸鹽礦物。
沉積巖中蘊藏著豐富的礦產，世界資源總儲量的75-85%是沉積成因和沉積變質成因的，包括煤、油母頁巖、石油、天然氣等。
概念
是由各種介質中沉積或沉淀出的松散沉積物固結而成的巖石。它是在地表及地表下不太深的地方形成的一種地質體；是在常溫常壓下由風化作用、生物作用和某種火山作用形成的物質，經搬運、沉積(或沉淀)、石化作用所形成的巖石。例如礫巖、砂巖、粉砂巖、風成巖、冰磧巖等碎屑巖，是由物源區機械破碎的較老巖石的碎屑經過水，或大氣，或冰的搬運、沉積、石化而形成的；石鹽、石膏等化學巖，是從溶液中沉淀形成的；某些石灰巖、煤等生物巖，是由動、植物遺體或其分泌物形成的。
沉積巖構成了地殼的沉積巖石圈。在地球地表，有70%的巖石是沉積巖，但如果從地球表面到16公里深的整個巖石圈算，沉積巖只占5%。就其年齡而言，沉積圈巖石最老的達36億年，其中有生命記載的巖石年齡為32億年，因此，它們是地球發展和演變的重要記錄。
沉積巖類中蘊藏有豐富的礦產資源，其中能源類礦產(包括石油、天然氣、煤和油母頁巖)和鹽類幾乎全為沉積類型；放射性原料、黑色金屬(包括鐵、錳)、有色金屬(包括銅、鉛、鋅)、稀有和分散元素、礦物肥料(如磷、鉀)、非金屬礦產(如重晶石、螢石)等資源中，沉積類型占很大比例。據估計，沉積和沉積變質型礦產要占世界資源總儲量的80%。
20世紀50年代以前，對沉積巖的研究主要著重于巖石外部特征的描述及其相互的區別。第二次世界大戰以后，由于對礦產資源，特別是能源資源的急需，對沉積巖的認識和研究得以重大進展。主要表現在：(1)沉積巖理論的重大變革，其中最突出的是沉積碳酸鹽巖的研究，最初認為石灰巖是單純的化學沉積；50年代以后改為主要是機械沉積；70年代，當用電子顯微鏡研究石灰巖的基質時，發現它們是由超微化石組成的，這一沉積理論的改變，使得相模式完全改變。此外，對濁積巖、火山碎屑沉積巖的研究和新認識，在沉積理論上也有重大突破。(2)沉積巖的研究，從單一的古代巖石的描述進展為古代沉積巖、現代沉積物和實驗室研究等三方面的結合。(3)新型沉積礦床的發現和成礦理論研究的深入。(4)沉積巖研究中廣泛應用數理統計和計算機技術。
對沉積巖的研究主要集中在兩個方面，一是把沉積巖作為地球發展史的重要記錄之一，因此從全球角度來考察和研究它；二是研究沉積成巖作用，從而提出或發展新的成巖、成礦模式。
80年代初，劉寶珺提出沉積巖研究的主要方面為：(1)全面地研究沉積巖的物質組分、結構、構造、巖石產狀和巖層之間的接觸關系，為闡明其成因及分布規律提供依據；(2)總結沉積巖形成的理論，包括風化作用、搬運作用、沉積作用以及沉積期后(沉積物埋藏以后)的變化的理論，搞清楚沉積巖的成因和某些礦床的成巖成礦機理；(3)進行沉積環境分析，恢復沉積時的古地理環境以及大地構造環境。
形成與演化
沉積巖的形成過程受到地理環境和大地構造格局的制約，大致可以分為四個階段：風化和剝蝕－搬運－沉積－成巖。
風化和剝蝕
暴露地表的巖石，經風吹雨淋，溫度升降、生物破壞、大氣氧化等聯合影響，巖石發生物理，化學成分的變化，這種自然現象稱為風化，如光滑的巖石表面變粗糙，或者產生裂縫，甚至裂成碎塊或粉末。風化產物有碎屑物質（礫石、砂、泥土等）和溶解性物質。
具有能量的介質如流水、風、冰川等將風化表層從母巖體上剝離使巖石新鮮面暴露，這種作用就叫剝蝕。
搬運
地質上把風化產物離開母巖而向新地區移動的過程稱做搬運。進行搬運的載體有流水、風、冰川等，最普遍的是流水搬運，風化產物最常見的是以碎屑物質形式搬運，此外在流水中還有溶解形式和膠體形式的搬運。
沉積
風化產物經過一定時間和距離的搬運之后，由于搬運力逐漸減小或物理化學條件的改變，被搬運的物質從搬運的載體中分離，而沉積下來，形成沉積物的過程，稱為沉積，搬運的途中會有部分物質沉積，河流既是搬運載體，又是沉積場所，例如：河床沙灘沉積、河岸外的泥漫灘沉積。
不同物質具有不同的沉積過程。較粗較重的先沉積；懸浮物只有當水流進湖、海等靜水區時，才會慢慢沉積下來；溶解性物質運到海洋或湖泊，隨著水分的不斷蒸發，溶液的濃度逐漸增大，當超過飽和狀態以后，就會產生鹽類沉淀．如石灰巖就是碳酸鈣的沉淀。
成巖
沉積物變成堅固巖石需要一個成巖過程。成巖過程主要包括：壓實作用，膠結作用和重結晶作用。
壓實作用：隨著沉積物一層一層地堆積，沉積物的重量越來越大，孔隙會逐漸減小，孔隙中的水分逐漸被擠出，顆粒排列更加緊密，這種松散沉積物失去水分緊密排列的作用叫壓實作用。
膠結作用：碎屑物質沉積時，顆粒之間有孔隙，孔隙內充滿著膠體溶液，隨著物理化學條件的變化，難溶膠體物質沉淀在顆粒之間，把顆粒粘結起來．這就叫膠結作用，起粘結作用的物質叫膠結物，常見的膠結物有鈣質、泥質、硅質、鐵質等。
重結晶作用：沉積物中某些細小顆粒，重結晶變為較大顆粒以及重新排列稱為重結晶作用。
主要特征
沉積巖種類很多，其中最常見的是頁巖、砂巖和石灰巖，它們占沉積巖總數的95%。根據其成因、造巖組分和結構構造3個因素，沉積巖可大致分為三種主要類型：碎屑沉積巖、化學沉積巖和有機沉積巖。
物質成分
碎屑沉積巖
碎屑巖是由其他巖石和礦物碎片（稱為碎屑）的堆積和巖化形成的，這些碎屑包括長石、閃石、火山噴出物、黏土以及變質巖的碎屑。這些碎屑通常通過各種介質（例如水、風或冰）運輸和沉積。碎屑的大小決定了碎屑巖的具體類型。碎屑沉積巖的例子包括：
礫巖: 由圓形卵石和較大碎屑膠結在一起組成。
砂巖： 由沙子大小的顆粒組成，這些顆粒通常經過精心分類和膠結。
粉砂巖: 由細粉粒大小的顆粒組成。
頁巖： 由非常細的粘土大小的顆粒組成，并且有分裂成薄層的傾向。
化學成分
化學沉積巖
化學沉積巖是由溶液中礦物質的沉淀形成的，通常是由于水的蒸發。這些巖石常見于蒸發的湖泊和海洋等環境中。化學沉積巖的例子包括：
石灰石： 由方解石和白云石等碳酸鹽礦物組成，通常由海洋生物的貝殼和骨骼堆積而成。
白云石: 與石灰石類似，但含有白云石礦物。
石鹽： 主要由礦物質組成 巖鹽，通常形成于蒸發的海洋盆地中。
燧石: 由微晶組成 石英，通常由微小二氧化硅顆粒的積累形成。
有機成分
有機沉積巖
有機沉積巖是由有機物質（主要是植物和動物的遺骸）在分解有限的特定環境中積累形成的。 隨著時間的推移，這些有機材料被壓實并保存下來。 有機沉積巖的例子包括：
煤炭，分解緩慢且有限。是由泥炭沼澤物質成巖作用形成的有機沉積巖。煙煤或黑煤是一種相對柔軟的煤，含有一種稱為瀝青的焦油狀物質。它的顏色可以是黑色，有時是深棕色;堅硬的品種可能會閃耀著彩虹色的效果。煙煤的碳含量約為60-80%;其余由水、空氣、氫氣、硫和鉛、汞、鎳、錫、鎘、銻和砷等重金屬以及釷和鍶的放射性同位素組成。
油母頁巖: 含有富含碳氫化合物的有機物質，通常存在于細粒沉積巖中。
分類各論
碎屑沉積巖（碎屑）
碎屑沉積巖（也稱為“碎屑”沉積巖）由來自風化基巖的沉積物塊（碎屑/碎屑）組成，膠結在一起形成新的巖石。碎屑沉積物通常被稱為“硅質碎屑”，因為它來自地殼的巖石，正如我們所了解的，地殼主要由火成巖的硅酸鹽礦物組成。碎屑巖（或碎屑巖）根據碎屑的大小和成分進行分類和命名。它們的各種大小，從巨石到粘土，被稱為沉積物粒度。
礫巖: 一種粗粒碎屑沉積巖，由大部分直徑大于 2 毫米（0.079 英寸）的圓形至亞角礫石大小的碎屑組成。礫巖由礫石的固結和巖化形成。礫巖通常分選不良，含有細粒沉積物，例如沙子、淤泥、粘土或它們的組合，地質學家稱為基質，填充其間隙，通常由碳酸鈣、氧化鐵、二氧化硅或硬化粘土膠結。
角礫巖：一種粗粒碎屑沉積巖，由直徑大于 2 毫米（0.079 英寸）的角礫石大小碎屑的很大一部分組成。角礫巖通常分選不良，含有細粒沉積物，例如沙子、淤泥、粘土或它們的組合，地質學家稱為基質，填充其間隙，通常由碳酸鈣、氧化鐵、二氧化硅或硬化粘土膠結。
石英砂巖：一種碎屑沉積巖，主要由沙子大小（0.0625 至 2 毫米）的石英礦物顆粒組成。白色和紅色（含氧化鐵水泥）是最常見的。
Arkose砂巖：一種碎屑沉積巖，主要由沙子大小（0.0625 至 2 毫米）的長石礦物顆粒組成。粉紅色（正長石）和白色（培長石）是最常見的。通常是具有可變排序的棱角分割。
灰瓦克。碎屑沉積物，是各種砂巖。它通常以深色和石英、長石和小巖石碎片的分選不良為特色，這些顆粒鑲嵌在緊湊的粘土細基質中。
粉砂巖。碎屑沉積巖。顧名思義，它主要由淤泥大小的顆粒組成，定義為< 0.06 毫米的顆粒。粉砂巖與砂巖有很大不同，因為顆粒之間的可用空間（孔隙空間）較小，并且通常含有大量的粘土。雖然粉砂巖經常被誤認為是頁巖，但它缺乏頁巖典型的裂隙（沿平坦層理平面易于分離）和層狀結構。
頁巖（帶有貝殼和植物化石）：一種細粒碎屑沉積巖，由泥漿組成，泥漿是粘土礦物的薄片和其他礦物（尤其是石英）的微小碎片（淤泥大小的顆粒）的混合物，碎屑顆粒直徑小于0.004毫米。頁巖的主要特征為具有沿平行層理面或層狀結構的易裂特性，其單層厚度通常小于1厘米，這種特性稱為頁理發育。按成分可分為鈣質頁巖、硅質頁巖等類型。作為沉積巖中分布最廣泛的一類，頁巖是最常見的沉積巖。
粘土石：一種主要由粘土組成的碎屑沉積巖，粒徑小于 1/256 毫米（肉眼不可見）。粘土巖是非裂變的，它不像頁巖那樣容易破碎成層。
化學沉積巖
化學沉積巖是由不直接涉及機械風化和侵蝕的過程形成的。化學風化作用有助于溶解水中的離子，最終形成各種類型的巖石。無機化學沉積巖是由溶解在溶液中的離子沉淀出來的礦物制成的。無機化學沉積巖在離子濃度、溶解氣體、溫度或壓力發生變化的環境中形成，導致礦物結晶，例如通過蒸發過程。
含化石灰石：是任何類型的石灰石，主要由礦物方解石形式的碳酸鈣 （\ce{CaCO3}） 制成，其中包含豐富的化石或化石痕跡。這些巖石中的化石可能是宏觀的，也可能是微觀的。這個特殊的樣本包含大量的軟體動物門和腹足類動物化石。
橄欖石灰巖是一種由卵狀石形成的石灰石，卵狀石是由同心層中的碳酸鈣（\ce{CaCO3} – 方解石）內部組成的小球形顆粒。
云母：是一種石灰巖，由鈣質（由方解石組成）顆粒形成，直徑可達四微米。它是由鈣質泥的重結晶形成的。
石灰華：是礦泉，尤其是溫泉沉積的石灰石的一種形式。石灰華是由碳酸鈣快速沉淀的過程形成的，通常在溫泉口或石灰巖洞穴中。在后者中，它可以形成鐘乳石、石筍和其他洞穴。石灰華可以是白色、棕褐色、奶油色或有點生銹的顏色。
結晶石灰巖：是一種碳酸根沉積巖，由飽和海水中的礦物方解石（\ce{CaCO3}）沉淀而成。其主要材料是礦物方解石和文石，它們是碳酸鈣（\ce{CaCO3}）的不同晶體形式。大約10%的沉積巖是石灰巖。
白云巖：是一種沉積碳酸鹽巖，含有高比例的礦物白云石\ce{CaMg（CO3）2}。白云石含有幾乎等量的鎂和鈣。大多數白云巖在石化前形成為生石灰石或石灰泥的鎂替代品。白云石的溶解度不如石灰石，出于鑒定目的，必須先將其刮成小功率，然后才能用稀鹽酸起泡。
生物沉積巖
生物沉積巖是由水下生物（如珊瑚）的貝殼和尸體形成的。生物體從水中提取化學成分，并用它們來制造貝殼和其他身體部位。生化沉積巖通常由方解石組成，方解石來自各種海洋生物，或二氧化硅，主要來自稱為放射狀體的單細胞微生物。
白堊：是一種柔軟、白色、多孔的沉積碳酸鹽巖，是一種由礦物方解石組成的石灰巖。它是在相當深的海洋條件下形成的，是由稱為球石的微生物脫落的微小方解石殼（球石）逐漸積累而形成的。
有機沉積巖
有機沉積巖包含經過巖化過程的有機物質的殘骸。原材料是植物和動物遺骸，這些遺骸通過埋葬和加熱轉化，最終成為煤、石油和甲烷（天然氣）。
煤炭： 由沼澤環境中植物殘骸的積累形成，分解緩慢且有限。
油母頁巖: 含有富含碳氫化合物的有機物質，通常存在于細粒沉積巖中
燧石：是一種堅硬的細粒沉積巖，由非常小（微晶或隱晶）的石英晶體（二氧化硅\ce{SiO2}）組成。它經常因貝殼狀斷裂而斷裂，在史前時代被用來制造刀和箭頭等鋒利物體。燧石通常是生物來源的（有機的），但也可能以化學沉淀物或成巖替代品（例如石化木）的形式無機存在。地質學家使用燧石作為任何類型的微晶或隱晶石英的通用名稱。顏色較深的品種稱為燧石;紅色品種被稱為碧玉;多色和帶狀品種被稱為瑪瑙。
巖石石膏：由非常柔軟的礦物石膏組成，其決定性特征是可以用指甲劃傷。它通常是白色到非常淡的粉紅色或棕褐色。石膏巖在海水緩慢蒸發的沉積巖層中形成。
石鹽：由礦物巖鹽（氯化鈉、NaCl、普通食鹽）組成，其定義特征包括它嘗起來很咸，很容易溶于水。它通常為透明至白色至淡粉色或棕褐色。巖鹽在海水緩慢蒸發的沉積巖層中形成。
資源應用
沉積巖因其多種用途及其所含的寶貴資源而具有重大的經濟重要性。 這些巖石是通過沉積物隨著時間的推移積累而形成的，提供了建筑、工業、能源生產、農業等所必需的各種材料。
建筑資源
建筑材料： 砂巖、石灰巖和頁巖等沉積巖通常用作建筑材料。石灰石廣泛用作建筑石材和生產水泥，而砂巖則用于覆層、地板和裝飾目的。 許多沉積巖，如砂巖和礫巖，被壓碎成骨料，用于道路、橋梁和建筑物等建設項目。 骨料為混凝土和瀝青混合料提供穩定性和強度。
能源資源
一些沉積巖富含能源，包括化石燃料
煤炭： 由古代植物殘骸形成的沉積巖。 它是用于發電、工業生產和供暖的主要能源。
油和氣： 沉積巖可能含有石油和天然氣儲層，這些石油和天然氣儲集在多孔和滲透性巖層中，是重要的能源。
礦物資源
沉積巖蘊藏著用于各個行業的寶貴礦產資源。
石膏：一種常見于石灰巖和頁巖等沉積巖中的礦物質。 它用于干墻和石膏等建筑材料。
磷酸鹽：沉積巖中可能含有用于肥料的磷酸鹽沉積物，這對農業至關重要。
鹽蒸發巖沉積巖，如石鹽和巖鹽，是食品保存和各種工業過程中使用的鹽的重要來源。
農業資源
儲水和含水層: 例如砂巖和石灰巖，具有高孔隙率和滲透率，使其成為儲存和輸送地下水的理想儲層。它們在維持人類消費、農業和工業用水方面發揮著關鍵作用。
地質資源
地質勘探： 沉積巖及其化石提供了對地球歷史的深入了解，并有助于定位 礦床，油氣藏、地下水資源。
環境資源
環境應用： 沉積巖可以具有環境應用，例如使用石灰石中和湖泊和溪流中的酸性水或使用黏土礦物用于廢物遏制。
考古資源
考古和文化重要性： 用作建筑材料的沉積巖具有文化和歷史意義，通常是古代和現代建筑的組成部分。
旅游資源
旅游休閑： 由沉積巖構成的獨特地質構造，如峽谷、懸崖和天然拱門，經常吸引游客和戶外愛好者，為當地經濟做出貢獻。
主要景觀
美國大峽谷： 亞利桑那州的大峽谷是科羅拉多河侵蝕作用下暴露的沉積巖層的一個令人驚嘆的例子。 峽谷壁揭示了近 XNUMX 億年地球歷史的橫截面，展示了各種沉積巖、化石和環境變化的證據。
美國紀念碑谷： 紀念碑谷位于亞利桑那州和猶他州邊境，以其高聳的砂巖山丘和臺地而聞名。 這些巖層是由凱恩塔地層的侵蝕形成的，露出了下面的沉積巖令人驚嘆的紅色、橙色和粉紅色調。
英國多佛的白色懸崖： 標志性的多佛白崖主要由 粉筆是一種柔軟的白色石灰巖，由微小的海洋生物堆積而成。 這些懸崖提供了獨特且風景如畫的海岸景觀，并因其在英國國防中的作用而具有歷史意義。
澳大利亞，烏魯魯（艾爾斯巖）： 烏魯魯是位于澳大利亞北領地的一塊巨大的砂巖巨石。 烏魯魯由長石砂巖組成，不僅是一個突出的地質特征，也是原住民阿南古人的圣地。
希臘邁泰奧拉: 邁泰奧拉是希臘中部一座修道院建筑群，坐落在高聳的砂巖巖柱之上。 這些巖層經過數百萬年的侵蝕而形成，提供了非凡的文化和自然景觀。
中國張家界國家森林公園： 張家界以其高聳的砂巖柱而聞名，電影《阿凡達》中虛構的浮山的靈感來源于此。 獨特的巖層因侵蝕而形成，創造了令人驚嘆的超現實景觀。
美國布萊斯峽谷：猶他州的布萊斯峽谷以其獨特的天峻石林而聞名，石林是由沉積巖（主要是石灰巖）侵蝕形成的高聳尖塔狀巖層。 峽谷鮮艷的色彩和獨特的形狀使其成為游客和攝影師的熱門目的地。
北愛爾蘭，巨人之路： 巨人堤道是聯合國教科文組織世界遺產，由六角形建筑組成 玄武巖 由古代火山活動形成的柱子。 雖然嚴格來說不是沉積巖，但這些柱由于其地質背景而與沉積巖相關。
美國國會礁國家公園： 圓頂礁位于猶他州，展示了水袋褶皺，這是一條近 100 英里長的單斜晶系斜面，由沉積巖層向上彎曲形成。 該公園擁有令人驚嘆的巖層、峽谷和獨特的地質歷史。
智利托雷斯德爾潘恩： 這個位于巴塔哥尼亞的國家公園擁有引人注目的沉積巖地層，包括著名的“Cuernos del Paine”（潘恩之角）和潘恩地塊。 這些地層提供了令人驚嘆的景色，吸引了徒步旅行者和自然愛好者。
參考資料 >
地球的日記 | 沉積巖.微信公眾平臺.2023-12-24
地球的歷史丨認識沉積巖.微信公眾平臺.2023-12-24
【地學科普】三大巖石之沉積巖.微信公眾平臺.2023-12-24
深藏在沉積巖中的寶藏.中華人民共和國自然資源部.2023-12-24
沉積巖概念.地質礦產部成都地質礦產研究所.2024-06-12
沉積巖的形成.國際石油網.2024-06-12
沉積巖.地質科學.2024-06-12
5.5: Classification of Sedimentary Rocks.弗吉尼亞圖書館聯盟.2024-06-12