砂岩
Sandstone
砂岩是一张水流的照片。其中每一颗颗粒都被水或风搬动过，而野外三项测量——粒度、分选与圆度——就能告诉你它走了多远、当时的水动力有多强。把这些颗粒胶结起来的那份胶结物，则讲述了之后发生的事。
标本性质
| 编号 | ST-008 |
|---|---|
| 化学式 | Quartz grains (SiO₂) with a cement of silica, calcite, iron oxide or clay |
| 分类位置 | Clastic · arenite碎屑岩 · 砂岩类 |
| 莫氏硬度 | 6–7 for quartz grains; the rock's resistance is set by the cement |
| 条痕 | White to pale buff; iron-cemented varieties give a faint reddish powder白色至浅米色；铁质胶结的变种留下浅红色粉末 |
| 光泽 | Dull to slightly sugary; grains sparkle under a lens in sunlight暗淡至微砂糖状；阳光下放大镜下颗粒有闪光 |
| 解理 | None mineralogically, but the rock splits along bedding planes矿物学上无解理，但岩石沿层面剥开 |
| 断口 | Breaks around grains; friable in weakly cemented varieties沿颗粒边缘断开；胶结弱时易散碎 |
| 颜色 | Buff, grey, red, brown or white depending on the cement米黄、灰、红、褐或白色，取决于胶结物 |
| 晶系 | triclinic |
| 晶形／组构 | clastic-granular · 3-fold · 0 cleavage dir. |
| 本页发布日期 | 2026-08-25 |
相关化学式
SiO₂ · CaCO₃ · Fe₂O₃·nH₂O
野外测试（按顺序做）
粒度、分选与圆度
粒度按温特沃斯标准衡量，野外实用的分级是粗粒（1 –2 毫米）、中粒（0.25–0.5 毫米）与细粒（0.125–0.25 毫米）。分选描述颗粒大小的均匀程度；圆度描述原始棱角被磨掉多少。这三项性质是同步变化的：海滩砂分选好、圆度好，因为海浪已反复改造它数千年；河流砂分选中等到次棱角状；泥石流堆积分选极差且呈棱角状，因为颗粒从未彼此分离。
胶结物说明了什么
砂变成砂岩靠四种胶结物之一，而究竟是哪一种，直接决定了岩石在野外的表现。
| 胶结物 | 野外线索 | 后果 |
|---|---|---|
| 硅质（SiO₂） | 敲击声音清脆；颗粒是被打断而非拔出 | 最硬最耐久；常构成山脊与海崖 |
| 方解石（CaCO₃） | 遇稀酸起泡 | 会被酸雨溶蚀，风化成凹坑与洞穴 |
| 氧化铁 | 红、黄或褐色；常呈环状色带 | 胶结较弱；表层易碎散 |
| 黏土基质 | 暗淡土状，极差时指甲可划动 | 松散易滑塌，侵蚀迅速 |
交错层理与古流向
大型砂岩地层几乎从不是均一块体，而是一层层倾斜层系叠成的。每一个层系都对应一个迁移的床形——沙丘、沙波、沙坝——而前积层的倾向就是当年水流的流向。单独一个测量值说明不了什么；在露头上做二十个测量就得到一个分布，而该分布能区分河流体系（离散度大、单一优势方向）、潮汐环境（双峰、往复）与风成沙丘场（高度一致、前积层常陡至 25–30°）。这是用罗盘测斜仪、记录本和一个下午就能完成的实际工作。
砂岩塑造的地貌
由于具层理且常发育节理，砂岩造出的地貌与花岗岩地区毫无相似之处：抗风化层顶托的高原、沿节理 切出的深窄峡谷，以及软硬层交替形成的阶梯状崖坎。科罗拉多高原的纳瓦霍砂岩是经典实例——600 米厚的沙漠沙丘堆叠，如今既是单一巨型含水层，也是锡安与拱门地貌的原材料。在胶结物为硅质且节理发育处，砂岩还会成为攀岩胜地，这也提醒我们：使岩石在地质上耐久的那种性质，同样使它在岩塞受力下耐久。
采集与记录要点
应取足以按原尺度呈现层理的岩块——至少 10 厘米，最好带方位。取出之前先用铅笔箭头标出顶面并记录倾向，因为一旦成为滚石，方位数据就已丢失。同时记录是否起泡、敲击是否清脆、粒度估算值。这四项数据在野外只需两分钟，事后却无法补回。
代表性产地
易混与区分
变质版本：石英岩是穿过颗粒断开，而非绕过颗粒
燧石为隐晶质，完全看不到颗粒
采集与保存
砂岩若与硬质岩石混放会碎散，请逐块包裹。有价值的信息在层理而不在岩块本身：取样前先拍摄交错层理、记录前积层倾向并测量层系厚度。没有方位数据的砂岩标本，无法用于重建当年的水流方向。
要点
- 粒度、分选与圆度共同指示搬运距离与水动力强弱。
- 胶结物决定耐久性：硅质砂岩成脊，方解石砂岩风化成凹坑。
- 在露头面上测量前积层倾向，可以重建古水流方向。
- 砂岩地貌表现为层理与节理控制的高原、窄谷与阶梯崖坎。
- 岩块离开露头前记录方位、酸反应、敲击声与粒度。