沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度。它又可分为碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构，这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、粘土岩类、化学和生物化学岩类的重要依据。
（一）碎屑结构
母岩风化和剥蚀的碎屑物质，经搬运、沉积、胶结而成的岩石叫碎屑岩。碎屑岩的结构叫碎屑结构。
碎屑结构通常由两部分物质组成，即碎屑物质和胶结物质。
1.碎屑物质 包括矿物碎屑和岩石碎屑（岩屑）两种。矿物碎屑中以石英为主，其次是长石（主要是正长石和酸性斜长石），再次是白云母以及少许重矿物。总之，碎屑矿物主要是抗风化能力较强或在一定气候条件下抗风化能力较强的矿物。
2.胶结物质 指填充于碎屑孔隙之间的物质，最常见的为各种化学沉淀物或胶体物质，如钙质（方解石、白云石等）、硅质（玉髓、蛋白石、石英等）、铁质（赤铁矿、褐铁矿等）以及石膏、海绿石和有机质等。此外，在粗碎屑孔隙间填充了细碎屑物质（细砂、粉砂、泥等），这种细碎屑填充物质又称为杂基或基质。
碎屑本身有各种大小和不同形状，即具有各种粒度和圆度。
（1）粒度 碎屑颗粒的大小称为粒度。它不但是碎屑岩进一步分类的根据，而且也是研究其成因的重要标志。
关于粒度分级的方法，可根据不同标准。一般是根据颗粒大小及其与水力学性质的内在联系为依据（表4-4），把碎屑划分为砾（直径大于2mm，成分以岩屑为主，搬运方式以底部滚动为主）、砂（2—0.05mm，成分以矿物碎屑为主，搬运方式以跳跃为主）、粉砂（0.05—0.005mm，成分以矿物碎屑为主，多呈悬浮状态搬运）、泥（小于0.005mm，成分以粘土为主，有布朗运动现象和明显的凝聚现象）。
在一种碎屑岩中，经常由多种粒级的碎屑组成。如果碎屑粒级大小近于相等，或其中某一粒级碎屑含量大于75％，就是分选性好；碎屑粒级相差悬殊或没有一种粒级含量达到50％，就是分选性差。碎屑的分选程度可以反映碎屑岩的形成条件和环境。
（2）圆度 指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度。圆度能反映碎屑生成的环境和搬运距离，一般说，碎屑搬运距离越长，或者经反复搬运（如风成碎屑，海滨碎屑），其圆度越高。重力崩塌或冰川形成的碎屑，其圆度甚差。碎屑圆度共分5级，即棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状。通常把棱角状和次棱角状的砾称为角砾。
（二）泥质结构
泥质结构（表4-4）是指由极细小的粘土质点所组成的、比较致密均一和质地较软的结构。有时见有鲕状及豆状结构，是在沉积过程中粘土质点围绕核心凝聚而成的同心圈层结构。泥质结构不仅因其颗粒细小而不同于碎屑结构，而且这种结构岩石的矿物成分（以粘土矿物为主）、形成原因（主要是化学风化过程中矿物分解后形成的新生矿物，基本上不是物理风化所成的碎屑）、粘粒搬运方式（以浮运为主）及沉积情况（胶体沉积等为主）等也都不同于碎屑岩类。粘土矿物在沉积过程中常平行定向排列（因粘土矿物多呈薄片状、层状），层层积累，故多具清楚的薄层层理构造；且致密不透水，常保存有良好的动植物化石。
（三）化学结构和生物结构
由各种溶解物质或胶体物质沉淀而成的沉积岩常具有化学结构。如某种化学成分沉淀后，在一定条件下常同时结晶，形成等粒他形结构。如果晶粒很细，肉眼看来往往具有致密均一的特征。有时在岩石中含有大量的生物遗体（如珊瑚、、软体动物的外壳等）或生物碎片，形成各种生物结构。
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