9.識別沉積環境
透過觀察地層，我們能否描繪出沉積環境的特徵？為了確定沉積環境，地質學家，像犯罪現場調查員一樣，尋找線索：偵探尋找指紋和血跡來確定罪犯，而地質學家則檢查顆粒大小、成分、分類、沉積結構和化石(埋藏在沉積物中的生物的遺蹟)來確定沉積環境。每一個環境都會在地層中留下不同的指紋：
9.1陸地沉積我們在探索沉積環境時，首先考慮那些從海岸向內陸發展的環境，這樣它們就不會受到海潮和海浪的影響。這些非海洋環境，或陸地沉積環境，包括旱地、湖泊、溪流和沼澤。
通常，地表水或地下水中的氧與陸地沉積物中的鐵發生反應，產生類似鐵鏽的氧化鐵礦物，使沉積物整體呈紅色。地質學家非正式地將這種色調的地層稱為紅層。
9.1.1冰川沉積如果我們在高山上旅行，或者去極地地區，那裡的天氣非常寒冷，冬天聚集的雪比融化的雪多，我們會發現冰川在增長並緩慢地流動。冰川可以攜帶各種沉積物：從粘土大小到巨石大小，從鄰近的懸崖掉落到冰川上，或者從底部或側面的地面剝蝕。
當冰川融化時，其中或上面的沉積物形成冰川磧物。由於冰不會按大小來分類沉積物，因此其中通常含有較大的碎屑，碎屑隨機分佈於泥岩或粉砂岩中。這種岩石叫做混雜陸源沉積岩。
9.1.2山澗沉積越過冰川的盡頭，我們進入了一個從山谷中奔流而下的湍急的河流領域。湍急的水流帶著巨大的碎屑，這些碎屑被磨成圓形。當水流減緩時，鵝卵石和大石頭會沉澱下來，而河流會把泥沙帶到下游更遠的地方。當巖化作用後，溪流礫石變成礫岩。
9.1.3沖積扇沉積當我們到達一個山前時，湍急的溪流流進平原，水流變慢，導致沉積物堆積。在乾旱地區，這種堆積會形成一個被稱為沖積扇的楔形堆積，由砂礫組成。沖積扇的特砂中可能含有尚未風化成粘土的長石顆粒，因此沖積扇沉積物在巖化後變成長石砂岩和礫岩。
9.1.4沙丘沉積在非常乾燥的氣候條件下，很少有植物生長，所以地面暴露在風中。流動的空氣會形成沙丘，沙丘由分選良好的、圓形的沙子組成。如果被埋藏，這些沙丘變成厚的交錯層狀砂岩。
9.1.5河流沉積河流輸送礫石、沙子、淤泥和泥漿。較粗的沉積物沿著河床翻滾，聚整合交錯層，而較細的沉積物則在水中漂移。這些細小的沉積物沿著河岸或在泛濫平原沉澱。河流沉積物形成砂岩、粉砂岩和頁岩(或泥岩)。
一般來說，較粗的沉積物聚集在河道中，周圍是一層層細粒的泛濫平原沉積物。在橫剖面上，河道沉積呈透鏡狀。這些沉積物中的頁岩可能含有泥裂。地質學家通常將河流沉積物稱為沖積物(源自拉丁語fluvius，意為河流)。
9.1.6湖泊沉積寧靜的湖泊近岸水不能搬運粗大的沉積物，所以只有細微的粘土到達湖心，在那裡沉積在湖床上形成淤泥。因此，湖泊沉積物變為細層狀頁岩。在湖泊三角洲中，礫石通常聚集在靠近岸邊的水平層上，沙子聚集在離岸傾斜床上，淤泥聚集在湖心水平層上。
冰川沉積；山澗沉積；加利福尼亞州死亡谷的沖積扇沉積；巴西的沙丘；河道沉積；堆積在湖床上的層壓泥
三角洲的橫截面，在河流進入湖泊的地方形成。不同型別的沉積物在三角洲的不同地區堆積
9.2海洋沉積物沿著海岸、淺海和深海有多種沉積環境出現。所有這些環境都是海洋沉積環境的型別。在特定的海洋環境中的沉積物取決於水深、波浪能和水溫，以及是否存在石英和粘土的碎屑。
9.2.1海洋三角洲沉積在河流入海的地方，可以形成一個巨大的海洋三角洲。這樣的三角洲比我們之前提到的湖泊三角洲更復雜，因為海洋三角洲擁有多種沉積環境，包括沼澤、河道、氾濫平原和海底斜坡。隨著時間的推移，海平面的變化會導致這些環境的位置發生變化。因此，海相三角洲產生多種型別的沉積岩。
9.2.2沿海碎屑沉積洋流和海浪沿著海岸線運送沙子，沙子在海浪中來回沖刷，形成良好的分類性和圓滑度。海岸的坡度很平緩，形成了寬闊的潮灘，在那裡積滿了波紋狀的淤泥床，在受海浪保護的瀉湖裡，淤泥會沉澱下來。
在近海，海水很深，波浪能量對海底影響不大，淤泥和泥就會堆積起來。沉積物上或沉積物中可能有大量的生物，但因為水是靜止的，所以表面沒有波紋。所以，如果你發現了分選良好的砂岩，以及含有海相化石的粉砂岩和頁岩，你看到的就是沿海和淺海的碎屑沉積物。
沿海岸形成的大流型三角洲是多種沉積環境的綜合體
9.2.3沿海碳酸鹽沉積在相對沒有沙子和粘土的淺海環境中，溫暖、清澈、富含氮元素的水可以容納大量產生碳酸鹽貝殼的生物體。附近的海灘聚集由小貝殼碎片組成的沙子，瀉湖積累碳酸鹽泥，在暗礁上，生物，如珊瑚，建立固定的碳酸鹽礦物丘。離暗礁越遠，暗礁碎片就會形成一圈。淺水碳酸鹽巖環境的產物被埋藏後會形成含化石的石灰岩和泥晶巖。
碳酸鹽珊瑚礁沿著海水清澈溫暖的海岸線形成
暗礁環繞的熱帶島嶼
微小的浮游生物外殼由碳酸鹽礦物組成；英格蘭東南部的白色白堊崖由80Ma前的碳酸鹽浮游生物殼組成
10.沉積盆地的起源和演化地球表面的沉積層厚度變化很大。如果你站在加拿大中南部，你會發現自己身處形成在10億年前的火成岩和變質岩基底上，而沉積岩將無處可尋。但如果你站在德克薩斯州的南部海岸，你必須鑽透15公里的沉積層，才能到達火成岩和變質的基底。
沉積物的累積只在某些地區形成，即地球表面下沉或經歷下沉，形成沉積物收集的窪地。地質學家把充滿沉積物的凹陷稱為沉積盆地。沉積盆地是在什麼樣的地質條件下形成的?為什麼沉積在盆地某一位置的沉積物的特徵會隨著時間而改變?我們必須考慮板塊構造理論和海平面的變化來尋找答案。
10.1為何會形成沉積盆地？地質學家在板塊構造理論的背景下區分不同型別的沉積盆地：
沉積盆地的環境
10.1.1裂谷盆地在大陸裂谷中，岩石圈在水平上伸展，在垂直上變薄的，地殼沿斷層向下滑動，形成以狹窄山脊為邊緣的低槽。這些充滿沉積物的槽稱為裂谷盆地。
10.1.2被動邊緣盆地被動大陸邊緣，是大陸邊緣而不是板塊邊界。它們是在大陸裂谷作用完成和一個新的洋中脊形成後形成的。在裂谷事件中拉伸和加熱的大陸地殼慢慢冷卻並下沉，形成了被動邊緣盆地。這些盆地的範圍從150km到400km寬，充滿了各種型別的海洋沉積物。被動緣盆地的頂面為大陸架。
10.1.3陸內盆地大陸內部碗狀凹陷稱為陸內盆地。它們可能是在前寒武紀晚期大陸經歷了不成功的裂谷作用的地方形成的，因為當裂谷作用停止時，裂谷和周圍大陸冷卻和沉降。
10.1.4前陸盆地在大陸碰撞中或板塊聚合邊界相互作用中沿著造山帶邊緣，大塊的岩石將斷層推上大陸表面。這些巖塊的重量向下推到岩石圈的表面，在靠近山脈的地方形成一個楔形的凹地，其中充滿了從山脈侵蝕而來的沉積物。前陸盆地中沉積著河流和三角洲地層。
10.2海進和海退當相對海平面上升時，海岸線向內陸移動，這個過程稱為海進;當相對海平面下降時，海岸線向海洋移動，這個過程稱為海退。海進和海退影響一個地區的沉積環境。海進和海退過程可以形成一大片沉積物，這些沉積物不是同時沉積的。在地質歷史上，陸地曾被廣泛淹沒，之後海平面下降，這些地區又變成了旱地。因此，我們在大陸內部地層中可以發現海進和海退的記錄。
海進和海退對沉積序列的影響
在沉積盆地中，地層可以埋藏得很深。因此，這些岩石承受高壓和高溫，並與溫暖的地下水接觸。在這種條件下的成岩作用會引起化學反應，在岩石中產生新的礦物，也會導致現有的膠結物的溶解和新膠結物的沉澱。
當地質學家使用成岩作用這個術語時，他們指的是發生在沉積岩中，並不會產生在變質岩中發現的結構和礦物的過程。從成岩作用到變質作用的漸變過程發生在溫度200~300℃之間。下一部分，我們將進入真正變質的領域。