沉积岩其实就是水中的沉积物,积少成多“压”出来的者石。然而实际上、水、火、风以及各种化学反应、都为沉积岩的形成发挥了作用。大致来分的话,可以把沉积岩分为碎屑岩、化学沉积言、生糊沉积岩(比如煤炭)等几大类。
我国西北的黄土高原,是万年来的泥沙、沙尘沉积而成的。特别是近多万年来青藏高原快速隆起,改变了东亚气候,加速了黄土沉积,由于年代较近,几十上百万年前的黄土层至今依然没有胶结成岩石。陡峭的红色碎屑岩层,是“丹霞地貌”的招牌,这类地貌主要出自2.2亿年前~万年前的中生代、新生代“陆相沉积岩”,是当时的内陆河湖沉积物形成的。研究恐龙的古生物学家,都很熟悉丹霞地貌。煤炭属于生物沉积岩,地层中40%以上的煤炭,都来自距今3亿多年前的石炭纪沉积岩中。当时全球气候温暖湿润,陆地植物迅速进化,森林密布,树木死后的遗骸沉入地下,慢慢变成了煤炭。叠层石是在寒武纪“生命大爆发”之前,由远古海洋里的蒸藻、娜菌等微生物和各种矿物质沉积而成的“准化石”,主要形成于距今20亿~7亿年前。在当时的沉积岩里,没有更高级生命体的化石。
在大部分情况下,江河湖海并不生产沉积物,只是沉积物的搬运工:地球表面的岩石,会在热胀冷缩、风吹雨打、生物侵蚀等作用下,一点点分解成小石头、砂粒、土屑、灰尘……这些碎屑如果遇到水流,或者地震、冰川等更强大的自然伟力,就会被它们裹挟带走,直到在低洼或平坦的地方慢慢沉积下来,渐渐胶结在一起形成岩石。除了日常风化,火山喷发甚至天降陨石,也会产生大量碎屑并堆积成岩。所有这些岩石统称“碎屑岩”,约占全部沉积岩的65%~80%。按照所含碎屑“主要成分”的颗粒大小,碎屑岩可分为考,秒岩、粉砂岩和泥岩几大类,颗粒较大的砾岩,是沉积岩里最“粗糙”的一群。在砾岩岩层里,一块块的砾石清晰可见,如同牛轧糖里的果仁。砾石之间填满了小粒砂屑或矿物盐,把它们牢牢胶结在一起。一般来说,由普通水流搬运、堆积而成的砾石不会很大,且常常被冲刷掉了棱角,变成了滚圆的“鹅卵石”。而地震、泥石流或冰川运动,可以简单粗暴地弄碎岩石,剥落下来的砾石仍棱角分明,而且一块砾石可以有房子那么大,砂岩和粉砂岩就“细腻”多了,稍微离远点就看不出颗粒来。它们一般由普通沙子,以及体积更小的颗粒胶结而成,主要成分是化学性质稳定的石英(二氧化硅)。由于所含金属元素的不同,不同地区出产的砂岩可以是红、白、黄、褐等多种颜色形成奇妙的地质景观,也为人们提供了优质建材。然而碎屑岩乃至所有沉积岩中最常见的,则是泥岩。组成泥岩的碎屑颗粒,细小到肉眼难以分辨,能悬浮在水中形成“泥汤”。在失水固结后,由于所含矿物成分不同,有些泥岩仍然质地疏松,遇水容易变软,称为黏土岩;而坚实一些的泥岩,则被称为泥页岩和页岩。
在江河湖海中,由于化学或生物作用,一些原本溶在水里的矿物质沉淀下来,形成了它们。石灰岩属于沉积岩中的化学沉积岩,准确地说是其中的一类“碳酸盐岩”。碳酸盐岩主要包括石灰岩、白云岩两类,其中石灰岩的主要成分是方解石、白云岩的主要成分是白云石,碳酸盐岩普遍质地软、空隙大,岩层里经常混进石膏、重晶石、岩盐等其他矿物,以及地下水、石油、天然气这些“流动”资源。除了碳酸盐岩,提炼金属铝的主要原料——铝土矿(主要成分为氧化铝,Al2O3),以及从地下水中析出的石膏、岩盐等各种矿物盐的混合体,也都属于化学沉积岩。
对岩浆岩来说,形成于1亿年前还是万年前,并不影响岩石成分、火山喷发还会让它们“新旧混合”。但沉积岩就不同了—沉积岩的形成,总是“后浪压前浪”,年代越古老的沉积岩岩层就越靠下,而年代较近的沉积岩岩层则处于靠上位置、由于数十亿年来的沧海桑田、同一地点的沉积岩岩层,在每个年代都有独特的“时代印记”,岩层外观和成分各不相同,如同一张张写满文字的书页。尽管能被记录在书页里的信息,只是当时地球环境的九牛一毛,但它们却是人类了解史前地球最重要的渠道!