砂岩（英文名：Sandstone）

所属分类：沉积岩

砂砾固结成岩，有长石砂岩、石英岩、砂砾岩、杂砂岩等。砂岩是发育范围最广的沉积岩。大多数砂岩中含量最丰富的矿物是石英。

砂岩是一种碎屑沉积岩，主要由砂粒（0.0625至2毫米）的矿物颗粒或岩石碎片组成。

大多数砂岩由石英或长石构成，因为它们是地球表面风化过程中耐受性最强的矿物，如Bowen的反应系列中所见。就像未固化的沙子一样，由于矿物质中的杂质，砂岩可能是任何颜色，但最常见的颜色是棕褐色，棕色，黄色，红色，灰色，粉红色，白色和黑色。由于砂岩层往往形成高度可见的悬崖和其他地形特征，砂岩的某些颜色已与某些地区强烈认同。

主要由砂岩组成的岩层通常允许水和其他流体的渗透，并且具有足够的多孔性以储存大量，使其成为有价值的含水层和石油储层。砂岩等细粒含水层能更好地滤除表面的污染物，而不是有裂缝和裂缝的岩石，如石灰石或其他被地震活动破碎的岩石。

含石英砂岩可以通过变质作用转化为石英岩，通常与造山带内的构造挤压有关。

砂岩起源于碎屑（与有机物如白垩和煤炭，或化学物质，如石膏和碧玉）相反。它们是由胶结谷物形成的，可能是既有岩石的碎片，也可能是单矿物结晶。将这些颗粒结合在一起的粘固剂通常是方解石，粘土和二氧化硅。粮食大小在砂岩中（0.0625毫米至2毫米（0.002-0.079英寸））范围内（地质）。肉眼不可见的较小粒径的粘土和沉积物，包括粉砂岩和页岩，通常称为泥质沉积物; 岩较大的晶粒尺寸，包括角砾和砾岩，被称为rudaceous沉积物。

红砂岩内部下羚羊峡谷，亚利桑那州，从磨得光滑的侵蚀山洪暴发了几千年。
砂岩的形成涉及两个主要阶段。首先，一层或多层沙子由于沉积而积聚，不论是来自水（如溪流，湖泊还是海洋）或来自空气（如沙漠中）。典型地，由悬浮物沉淀出来的沙发生沉降; 即沿着水体或地表的底部（例如在沙漠或尔格）停止滚动或反弹。最后，一旦积累，沙子变成沙岩当它被压实的覆存款的压力和沙粒间的孔隙中的矿物质沉淀凝成。

最常见的胶结材料是二氧化硅和碳酸钙，它们通常是由埋藏后的溶解或由于砂的改变而得到的。颜色通常为棕褐色或黄色（来自清澈石英与沙子中深琥珀色长石的混合物）。美国西南部的一种主要添加色素是氧化铁，它赋予粉红色至深红色（红陶色）的淡红色色，另外锰会赋予紫色色调。红砂岩也出现在英国西南部和西部以及中欧和蒙古。后者的规律性有利于作为砌体的来源，作为主要建筑材料或作为饰面石材，而不是其他建筑材料。

沉积环境对于确定砂岩的特征至关重要，其细节包括颗粒大小，分类和成分，更详细地说，包括岩石的几何形状和沉积结构。沉积的主要环境可能分为陆地和海洋，如下面的广泛分组所示：

地面环境：
1、河流（堤坝，点坝，渠道沙）
2、冲积扇
3、冰川外流
4、湖
5、沙漠（沙丘和尔格）

海洋环境：
1、三角洲
2、海滩和岸边沙滩
3、潮间带
4、近海酒吧和沙滩
5、风暴沉积物（风暴）
6、浊流（海底通道）

 

天堂采石场，悉尼，澳大利亚

它来源于Grus砂和花岗岩
骨架颗粒是砂粒（0.0625至2毫米（0.00246至0.07874英寸）直径）的碎屑碎片，构成砂岩的主体。 根据它们的矿物成分，这些谷物可以分为几个不同的类别：

石英骨架颗粒是大多数碎屑沉积岩中的主要矿物; 这是因为它们具有优异的物理性能，如硬度和化学稳定性。这些物理性质使得石英颗粒能够经受多次再循环事件，同时也允许颗粒显示一定程度的圆整。石英晶粒是由深成岩石演化而来的，这些岩石来源于长石，也来自已经回收的旧砂岩。
Feldspathic框架谷物通常是砂岩中第二丰富的矿物。长石可分为两个较小的分部：碱性长石和斜长石。在岩相显微镜下可区分不同类型的长石。下面是不同类型的长石的描述。
碱性长石是一组矿物质，矿物的化学成分可以从KAlSi 3 O 8到NaAlSi 3 O 8，这代表了一个完整的固溶体。
斜长石长石是一组复杂的固溶矿物，其组成范围从NaAlSi 3 O 8到CaAl 2 Si 2 O 8。

火山 砂粒的 显微照片; 上图为平面偏振光，下图为交叉偏振光，左中心刻度框为0.25毫米。这种谷物将是岩屑砂岩的主要成分。
石质骨架颗粒是一些古代源岩，它们还没有远离单个矿物颗粒，称为岩屑或碎屑。岩石碎片可以是任何细粒或粗粒火成岩，变质岩或沉积岩，尽管沉积岩中最常见的岩屑是火山岩碎屑。
辅助矿物质是砂岩中的所有其他矿物颗粒; 通常这些矿物质只占砂岩中一小部分的颗粒。常见的副矿物包括云母（白云母和黑云母），橄榄石，辉石和刚玉。 这些辅助颗粒中的许多颗粒比组成大部分岩石的硅酸盐更致密。这些重矿物通常耐风化，可以通过ZTR指数作为砂岩成熟度的指标。[6]常见的重矿物包括锆石，电气石，金红石（因此为ZTR），石榴石，磁铁矿或源自源岩的其他致密，耐受矿物。
矩阵
基质是非常好的材料，它存在于骨架颗粒之间的间隙孔隙中。间质孔隙空间可以分为两类。一种是称砂岩为砂岩，另一种称为砂岩。下面是两个矩阵之间差异的定义：

Arenites是质地干净的砂岩，没有基质或基质很少。
Wackes是质地很脏的砂岩，含有大量的基质。
水泥
水泥是将硅质骨架颗粒粘合在一起的东西。水泥是沉积后和砂岩埋藏期间形成的次生矿物。这些胶结材料可能是硅酸盐矿物或非硅酸盐矿物，如方解石。

硅石水泥可以由石英或蛋白石矿物组成。石英是水泥中最常见的硅酸盐矿物。在存在硅石水泥的砂岩中，石英颗粒附着在水泥上，在石英颗粒周围形成称为过度生长的边缘。过度生长保持了正在被胶结的石英骨架颗粒的相同晶体学连续性。蛋白石水泥存在于富含火山物质的砂岩中，在其他砂岩中很少见。
方解石水泥是最常见的碳酸盐水泥。方解石水泥是一种小的方解石晶体。水泥自身附着在骨架颗粒上，这种粘合是导致骨架颗粒粘合在一起的原因。
其他充当水泥的矿物包括：赤铁矿，褐铁矿，长石，硬石膏，石膏，重晶石，粘土矿物和沸石矿物。
毛孔空间
孔隙空间包括岩石或土壤中的开放空间。岩石中的孔隙与岩石的孔隙度和渗透率有直接关系。孔隙度和渗透率直接受沙粒堆积在一起的方式的影响。

孔隙度是给定岩石中由空隙居住的体积体积的百分比。孔隙度直接受到均匀尺寸的球形颗粒的堆积的影响，从松散堆积到最紧密的砂岩重新排列。
渗透性是水或其他流体流过岩石的速率。对于地下水，在单位水力梯度下，通过1平方英尺的横截面，每天可以测量加仑渗透率。
砂岩类型

示意性QFL图显示构造省份

俄亥俄州杰克逊县洛根组（下石炭统） 砂岩中的交错层理和冲刷
所有砂岩都由相同的一般矿物组成。这些矿物质构成砂岩的骨架组分。这些成分是石英，长石，和岩石碎片。基质也可以存在于骨架颗粒之间的间隙中。下面是几个主要砂岩组的清单。这些团体根据矿物学和质地进行划分。尽管砂岩具有非常简单的以骨架颗粒为基础的成分，但地质学家尚未能就特定的，正确的方式对砂岩进行分类。砂岩分类通常通过使用像Gazzi-Dickinson方法这样的方法对薄片进行点计数来完成。具有三角形中使用时为砂岩的组合物可以具有对于底泥的起源重要信息Q uartz，˚F eldspar，大号 ithic片段。然而，许多地质学家不同意如何将三角形部分分离成单个组分，以便可以绘制骨架颗粒。因此，已经有很多已发表的砂岩分类方法，所有这些方法在一般格式上都是相似的。

视觉辅助工具是允许地质学家解释砂岩不同特征的图表。下面的QFL图和砂岩起源模型相互对应，因此，绘制QFL图时，这些点可以绘制在砂岩物源模型上。质地成熟度图的阶段说明了砂岩经历的不同阶段。

QFL图表是砂岩中存在的骨架颗粒和基体的代表。这个图表与火成岩石学中使用的图表相似。当绘制正确时，这种分析模型创建了一个有意义的砂岩定量分类。
砂岩起源图允许地质学家在视觉上解释砂岩起源的不同类型的地方。
质地成熟阶段是显示砂岩不同阶段的图表。这个图表显示了未成熟，成熟，成熟和超高速砂岩之间的差异。随着砂岩变得更加成熟，颗粒变得更加圆润，并且岩石基质中的粘土较少。