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沉積岩( sedimentary rock )，在有水循環的星球上又稱為水成岩，是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一（另外兩種是岩漿岩和變質岩）。
沉積岩是在地表不太深的地方，將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉積岩組成的，但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算，沉積岩體積只占5%，因此沉積岩是構成地殼表層的主要岩石。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。沉積岩中所含有的礦產極為豐富，占全部世界礦產蘊藏量的80%[1]。
沉積岩特徵是有層理，某些含有動植物化石，所以可以斷定其地質年代。相較於火成岩及變質岩，沉積岩中的化石所受破壞較少，也較易完整保存，因此對考古學來說是十分重要的研究目標。
成因
風化的岩石顆粒，經大氣、水流，到一定地點沉積下來，受到高壓的成岩作用，逐漸形成岩石。沉積岩保留了許多地球的歷史信息，包括有古代動植物化石，沉積岩的層理有地球氣候環境變化的信息。
- 風化侵蝕：在河流上、中游兩岸的大岩石，經年累月被侵蝕、風化或直接被河水切割後，逐漸崩解成碎塊或更小的沙、泥碎屑。
- 搬運：崩解、被切割下來的岩石碎屑，被河水從上游往下游搬移。
- 堆積：河流的流速向下游逐漸減緩，搬運能力也越來越小，因此，河中岩石碎屑便一路沉積下來。由上游、下游到海底，分別是「礫石層」、「砂層」、「泥層」。此外，由珊瑚、藻類等生物所堆積形成的，便是「珊瑚礁石層」。
- 壓密：由於新的層積物不斷堆壓在舊的上面，時間一久，底下的沉積物便會被壓得緊密結實。
- 膠結：密實的沉積物依然有許多孔隙。當地下水流經這些孔隙，帶來的礦物質將孔隙一一填滿，同時將岩石碎屑顆粒緊緊膠黏再一起。
構造
層理構造
層理構造是由沉積物的成分或粒徑大小的結構沿垂直於沉積物表面（層面）方向及側向延伸變化而顯示出來的一種層狀構造。層理構造是與岩漿岩、變質岩區別的重要標誌。常見的有：
- 水平層理：由一系列與層面平行的細層組成的層理；一般形成於平靜的或微弱流動的水環境中。
- 斜理層理：由一系列與層面斜交的細層組成的層理；一般是在單向水流（或風）的作用下形成的，常見於河床沉積物中。
- 交錯層理：有些斜層理與原來生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯（切蝕）而形成的。
- 遞變層理：同一層內碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細；它的形成常常是因沉積作用發生在運動的水介質中，其動力由強逐
漸減弱。
層面構造
- 波痕：在還沒有固結的沉積層面上，由於流水、風或波浪的作用形成的波浪起伏的表面，經過成岩作用保存下來。可
指示流水方向與地層上下方向。
- 泥裂：沒有固結的沉積物露出水面乾涸時，經過脫水收縮乾裂而形成的裂縫。可用來指示地層上下方向。
分類
沉積岩的分類不僅根據其形成顆粒的大小，還要考慮到組成顆粒的化學成分，形成的條件等因素。顆粒形成的條件，是藉由
水的相態變化和溫度差異使得岩石碎裂，或者是化學作用，如淋溶作用、析出作用等。在搬運過程中，顆粒體積進一步變小，最終在一個新地點沉積成岩。
碎屑沉積岩
是從其他岩石的碎屑沉積形成的，包括有長石、閃石、火山噴出物、黏土、石英，以及變質岩的碎屑，而隨著碎屑的大小不同，形成的岩石種類也不同。
- 泥岩：碎屑小於0.0039 mm(無形成頁理)
- 頁岩：碎屑小於0.0039 mm(有形成頁理)
- 粉砂岩：碎屑在0.0039 至 0.0625 mm 之間
- 砂岩：碎屑為0.0625 到 2 mm之間
- 礫岩：碎屑為2 到 256 mm
生物沉積岩
是由生物體的堆積造成的，如花粉、孢子、貝殼、珊瑚等大量堆積，並經過成岩作用所形成。一般認為，地球大氣中的含碳量之所以相對其他行星如金星要低，就是因為被石灰岩等沉積岩固定。
化學沉積岩
由各種溶解物質或膠體物質沉澱而成，某種化學成分沉澱後，在一定條件下常同時結晶。