地質学における堆積作用の仕組みとプロセス

堆積（たいせき、英: sedimentation, deposition）とは、堆積物や地層を形成するに到るまでの過程全般を指す地質学の用語です。常温常圧の環境下において、既存の岩石が風化・侵食されて生成された砕屑物や火山砕屑物、生物遺骸などが、流水・氷河・風などの作用と重力によって集積される現象、あるいは化学的な作用によって水溶液中から成分が沈殿して集積する過程が含まれます。

堆積作用の分類とメカニズム

堆積を引き起こす作用には、主に機械的作用、化学的作用（沈積）、生物学的作用が存在します。これらが複合的に働くことで、多様な地層や堆積物が形成されます。

流水およびその他の外力による運搬と集積

流水作用は河川、波浪、沿岸流、潮流などによって行われます。河川が傾斜の急な山岳地帯から平野部へ流れ出る地点や、湖沼・海洋に流れ込む地点では、流速や流量の低下に伴って浮力が下がり、運搬されてきた砂礫が重力によって取り残されます。これにより、扇状地や三角州といった堆積地形が形成されます。

また、堆積作用は流水だけでなく、氷河や風によっても行われます。氷河によって運ばれる岩石などは特徴的な氷成堆積物を形成し、風による運搬は風成層を作り出します。

化学的および生物学的堆積

砕屑物のほか、水溶液の蒸発などによって飽和状態に達し、化学的過程を経て沈殿した岩塩、石膏、苦灰岩なども堆積物として扱われます。また、生物の遺骸や活動が関与する堆積物には、珪質微化石が起源のチャートや、サンゴなどの石灰質殻を持つ生物が起源の石灰岩、植物遺骸が還元状態で堆積した泥炭などが挙げられます。

火山活動による堆積

火山活動によって噴出した物質が積もることで、特有の火山堆積物が形成されます。これらは大きさや成分によって細分化されます。

続成作用と堆積岩への変化

堆積物が長期間にわたる続成作用を受け、固結することで堆積岩が形成されます。代表的な堆積岩には、礫岩、砂岩、泥岩があります。さらに、植物遺骸が埋没して熱や圧力で変性を受けた石炭や、生物遺骸が長期にわたる変性を経て炭化水素に分化した石油・天然ガスなども、堆積のプロセスに関連する重要な地下資源です。