① 沉積期後變化及其作用
1.沉積期後變化的階段劃分
原始物質經過搬運和沉積作用之後，變成了沉積物，此過程屬於沉積物的形成階段。在沉積物轉化為沉積岩的過程中，它要經受一系列的變化，而且在沉積物變成沉積岩之後，也還要遭受長期的改造，這種改造作用一直要持續到變質作用或風化作用之前。一般把這些變化作用分為四個階段，分別為同生階段(或稱海解階段)、成岩階段、後生階段、退後生階段，各階段作用特徵和過程如下:
同生階段 指沉積物剛剛沉積於水底，與水體的底層水之間所發生的反應和變化過程。
成岩階段 指原沉積物上面被新的沉積物覆蓋後，它所遭受的物理和化學的變化，並使鬆散的沉積物固結成岩的過程。
後生階段 是指沉積物固結成岩石之後，至變質作用或風化作用之前所發生的過程，稱為後生階段。
退後生階 段是指埋藏較深的岩層被抬升到潛水面以下的近地表處，在常溫常壓條件下，在滲透水和淺部地下水的影響下所發生變化的時期。如被抬升到潛水面以上的近地表處，則進入有強烈大氣水溶解作用有關的、已脫離退後生階段的風化作用階段。
2.沉積期後的變化的控制因素
沉積物脫離沉積環境進入沉積期後的變化階段之後，由於所處的環境已與原環境不同，沉積物或岩石會發生成分、結構、構造的變化，以適應新的環境，在新的條件下建立新的物質和化學平衡。
引起沉積期後各階段沉積物或沉積岩變化的控制因素可歸納為內因和外因兩個方面:
內因 指影響沉積物或沉積岩變化的內在控制因素，包括:①沉積物或沉積岩的物質成分及結構構造特徵;②組成沉積物或沉積岩的物質本身的地球化學性質，如溶解度、溶度積、自由能、化學位等;③岩石的物性特徵，如孔隙度、滲透率和氣水飽和度等;④沉積物或沉積岩的岩相特徵等。
外因 指影響沉積物或沉積岩變化的外部控制因素，包括:①沉積物或沉積岩所處的地球化學環境，如水的類型和性質，pH、Eh、活度(a)、逸度(f)等;②沉積物或沉積岩所處的地球物理環境，如溫度、壓力;③地質構造環境、沉積層圍岩的性質、沉積期後變化延續時間的長短等;④有機地球化學環境，如細菌的作用、有機質的作用及轉化環境等。
這些因素均影響著沉積期後變化的作用性質和產物特徵，詳見表4－2。
表4－2 沉積及沉積期後各階段環境特徵與沉積物特徵
3.主要的沉積期後變化
沉積期後變化歸納起來主要有以下幾個方面:
(1)壓實作用(compaction)
在上覆沉積物不斷加厚情況下，重荷壓力使鬆散的、非顆粒狀沉積物(軟泥、灰泥)的含水量減少，體積縮小，並使其緻密化和固結的過程稱為壓實作用，而對顆粒狀的沉積物緊密化的過程稱壓固作用。兩者也可統稱為壓實作用，主要發生在成岩階段。
影響壓實作用的因素主要是:負荷力的大小(與埋深有關)、沉積物的粒度及成分、溶液的性質、溫度和壓實的時間等。
泥質沉積物的壓實作用最為強烈，表現為含水量減少、孔隙度漸小、並可出現定向性，如瑞士楚格湖中現代沉積的粘土，在埋深0m時，含水量83.6%，孔隙度為92%;當上覆有3.6m厚的沉積物覆蓋物後，粘土含水量減為70.6%，孔隙度減至85%。壓實作用強時還發生粘土礦物成分的轉化。
砂質沉積物的壓實作用，初期也表現為含水量減少、孔隙度縮小，後期對碎屑礦物產生壓裂、壓碎、壓溶及石英和長石碎屑的次生加大等現象。顆粒碳酸鹽的壓固也有相似的表現特徵。
(2)壓溶作用(pressure-solution)
在壓力(靜水壓力或構造應力)作用下，沉積物或沉積岩內發生的溶解作用，稱為壓溶作用，其產物為縫合線(圖4－6)。壓溶作用既有物理作用，也有化學作用。在上覆沉積物的靜壓力作用下，孔隙溶液經常會發生遷移。隨著壓力的增加，溶解作用加強，在顆粒(或兩種岩性)接觸處發生溶解作用，由於各部分溶解速度不一致，故其接觸線(縫合線)常呈鋸齒狀。壓溶作用主要發生在後生階段，但可從成岩階段就開始有表現，沉積岩(主要是碳酸鹽岩)中的縫合線構造和砂礫間的縫合接觸即為壓溶作用的證據。
圖4－6 碳酸鹽岩中的縫合線
(3)膠體的陳化及重結晶作用(recrystallization)
沉積物的礦物成分伴隨溶解、局部溶解和固體擴散等作用方式，使組成礦物的物質質點發生重新排列組合的現象，稱為重結晶作用。重結晶作用的強弱取決於物質成分、質點大小、均一性及密度等因素。一般而言，顆粒愈小表面積愈大，溶解度也愈大，愈易被溶解而向大顆粒集中，即愈易發生重結晶作用。重結晶作用也與物質成分有關，易溶的物質，如碳酸鹽、鹽類等礦物在成岩後生過程中很容易發生重結晶，形成粗大的晶體，溫度及壓力的增加，也能促進重結晶作用。重結晶的先後與礦物密度和結晶能力有關，一般是密度大而分子體積小和結晶能力大的礦物先發生重結晶。因此，在沉積岩中成為單獨晶體或結核出現的往往是密度較大的礦物(如黃鐵礦、菱鐵礦)，在白雲質灰岩中白雲石的自形程度常較方解石好。
重結晶作用不僅使細粒、鬆散沉積物逐漸固結變粗、變硬，而且還可破壞沉積物的原始結構構造。如沉積物的顆粒大小、形狀及排列方向等均可因重結晶作用而受到破壞，微細薄層理也可因重結晶作用而消失。
膠體的陳化是一種特殊的重結晶現象，即由非晶質物質變為半晶質－結晶質的現象。膠體陳化常伴有脫水、固結、裂隙化及角礫化現象，還可產生一些特殊的結構，如球粒結構。在硅質岩中有時可見到蛋白石轉變成球粒狀的玉髓。膠體的陳化在硅質岩、碳酸鹽岩、粘土岩和菱鐵岩中常可見到。
(4)交代作用(replacement)
交代作用發生在沉積物和沉積岩中，是對已存礦物的一種化學替換作用，作用過程中有物質的帶出及帶入，它可發生於沉積岩形成作用的各個階段。交代順序與元素活動性和濃度有關，一般規律為活動性元素易被相對惰性的元素交代，低濃度的元素易被高濃度的元素替換。交代作用是一種極為常見的作用，將在有關岩石中介紹。
圖4－7 結核的成因類型
(5)結核的形成作用
結核是在礦物岩石學特徵上(成分、結構、構造及顏色等)與周圍沉積物/岩不同的、規模不大的包體。常是化學或生物化學作用的產物，它可產生於沉積岩形成作用的各個階段，可劃分為4種不同成岩階段的類型(圖4－7):
同生結核 如現代大洋底的鐵錳結核、硅質結構等，它們可以是膠體物質圍繞某些質點中心進行聚集，形成具同心結構的結核;也可以是膠體物質呈凝塊狀析出的結核，其成分與同時沉積的沉積物不同。
成岩結核 是已沉積的沉積物在轉變成岩石的過程中，相同物質相對集中而成。
後生結核 常是交代作用的產物。
假結核 是風化作用的產物。
岩石中常見的結核就其成分來說有:碳酸鹽質的、硅質的、鐵錳質的等(有關各種結核的特徵在「沉積構造」一節中介紹)。
(6)自生礦物的形成作用
實際上重結晶作用、膠體陳化、氧化與還原、溶解與交代、結核的形成及膠結作用等，都可產生一些新的、在某個階段穩定的礦物，即廣義的自生礦物，如表4－2所示。
(7)膠結作用(cementation)
膠結作用是指鬆散的沉積顆粒，被化學沉澱物質或其他物質充填聯接的作用，其結果使沉積物變為堅固的岩石，並減少孔隙度。膠結作用可發生於各個成岩階段:①在同生及成岩階段形成的膠結作用稱之為原生膠結作用，主要是通過沉澱穩定礦物、重結晶、膠體脫水與陳化等形成等方式，對鬆散沉積物進行膠結和固結成岩;②在後生及表生成岩階段形成的膠結作用稱之為次生膠結作用，其中後生期主要通過交代作用及次生加大作用使岩石進一步固結，表生期的膠結作用主要是在大氣水條件下形成的新生礦物對已進入風化階段的沉積岩進行的膠結作用。