Batuan sedimen
Lingkungan pengendapan laut atau marin bermakna bahwa batuan tersebut terbentuk di laut atau samudra. Seringkali, Lingkungan pengendapan laut dangkal dan laut dalam dibedakan. Laut dalam biasanya mengacu pada lingkungan pengendapan dengan kedalaman lebih dari 200 m di bawah permukaan air. Lingkungan laut dangkal ada yang berdekatan dengan garis pantai dan dapat meluas keluar batas landas
kontinen (continental shelf/paparan benua). Air di lingkungan tersebut memiliki energi yang umumnya lebih tinggi daripada di lingkungan laut dalam karena aktivitas gelombang. Ini berarti bahwa partikel sedimen kasar dapat diangkut dan sedimen yang diendapkan bisa lebih kasar daripada di lingkungan laut dalam. Ketika sedimen yang tersedia diangkut dari benua, secara bergantian pasir,
lempung, dan lanau diendapkan. Ketika benua terletak sangat jauh, jumlah sedimen yang dibawa tersebut mungkinlebih sedikit, dan proses biokimia mendominasi jenis batuan yang terbentuk. Terutama di iklim hangat, lingkungan laut dangkal yang jauh dari lepas pantai biasanya terdiri dari endapan karbonat. Air dangkal dan hangat merupakan habitat yang ideal bagi banyak organisme kecil yang membangun
kerangka karbonat. Ketika organisme ini mati, kerangka mereka tenggelam ke dasar, membentuk lapisan tebal lumpur gampingan yang dapat membatu menjadi batugamping. Lingkungan laut dangkal yang hangat juga merupakan lingkungan yang ideal untuk terumbu karang, yang merupakan sedimen yang terdiri dari kerangka karbonat dari organisme yang lebih besar.
Di lingkungan pengendapan laut dalam, arus air di dasar laut kecil. Hanya partikel halus dapat diangkut ke tempat-tempat ini. Biasanya sedimen yang terendapkan di dasar laut dalam adalah lempung halus atau kerangka-kerangka kecil mikroorganisme. Pada kedalaman 4 km, kelarutan karbonat meningkat secara dramatis (zona kedalaman dimana hal ini terjadi disebut isoklin). Sedimen karbonatan yang
tenggelam di bawah lysoklin kemudian larut, sehingga tidak ada batugamping yang dapat dibentuk di bawah kedalaman ini. Namun Kerangka mikro-organisme yang terbentuk dari silika (seperti radiolaria) masih dapat bertahan. Contoh dari batuan yang terbentuk dari kerangka silika adalah radiolarit. Ketika dasar laut memiliki kemiringan kecil, misalnya di lereng benua, endapan sedimen
yang ada dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan terjadinya arus turbidit. Arus turbidit adalah gangguan mendadak pada lingkungan laut yang cukup dalam dan dapat menyebabkan pengendapan spontan sedimen dalam jumlah besar, seperti pasir dan lanau. Urutan batuan yang terbentuk oleh arus turbidit disebut turbidit.
Lingkungan pengendapan transisi (terminologi amerika serikat = lingkungan pengendapan pantai) didominasi oleh aksi gelombang. Di pantai, sedimen dominan kasar seperti pasir atau kerikil terendapkan, sering berbaur dengan fragmen tempurung. Dataran pasang surut (tidal flat) dan shoal merupakan tempat-tempat yang kadang-kadang kering karena air pasang. Mereka sering dipotong oleh gully, dimana aliran
gully tersebut lebih besar dan juga ukuran butir material yang terbawa dan terendapkan lebih besar. Dimanapun di sepanjang pesisir (baik pesisir dari laut atau danau) badan air yang dimasuki sungai, delta dapat terbentuk. Delta adalah akumulasi besar sedimen yang diangkut dari benua ke tempat-tempat di depan mulut sungai. Delta umumnya terdiri dari sedimen klastik.
Sebuah batuan sedimen yang terbentuk di benua disebut memiliki lingkungan pengendapan benua. Contoh lingkungan pengendapan benua yaitu laguna, danau, rawa, dataran banjir dan kipas aluvial. Dalam air tenang seperti rawa, danau dan laguna, sedimen halus terendapkan, bercampur dengan bahan organik dari tanaman dan hewan yang mati. Di sungai, energi air jauh lebih
tinggi dan bahan yang diangkut terdiri dari sedimen klastik. Selain transportasi air, sedimen di lingkungan benua juga bisa diangkut oleh angin atau gletser. Sedimen yang diangkut oleh angin disebut Aeolian dan batuannya selalu memiliki sortasi yang baik, sedangkan sedimen yang diangkut oleh gletser disebut glasial (glacial till) dan ditandai dengan penyortiran batuan yang sangat buruk.
Lingkungan pengendapan sedimen biasanya berada berdampingan satu sama lain dalam sebuah suksesi alam tertentu. Sebuah pantai, dimana pasir dan kerikil terendapkan, biasanya dibatasi oleh lingkungan laut yang lebih dalam di lepas pantai, dimana sedimen-sedimen yang lebih halus terendapkan pada waktu yang sama. Di belakang pantai, bisa terdapat bukit atau
dune (dimana endapan dominannya adalah pasir dengan sortasi baik) atau laguna (dimana lempung halus dan material organik terendapkan). Setiap lingkungan pengendapan memiliki karakteristik endapan sendiri. Batuan khas yang dibentuk dalam lingkungan tertentu disebut fasies sedimen. Ketika lapisan sedimen terakumulasi sepanjang waktu, lingkungan dapat bergeser, membentuk perubahan
fasies di bawah permukaan pada satu lokasi. Di sisi lain, ketika lapisan batuan dengan usia tertentu diikuti secara lateral, litologi (jenis batuan) dan fasies akan berubah di titik tertentu.
Fasies dapat dibedakan dengan berbagai cara: yang paling umum adalah dengan litologi (misalnya: batugamping, batulanau atau batupasir) atau dengan konten fosil. Karang misalnya hanya hidup di lingkungan laut hangat dan dangkal dan fosil karang karenanya hanya khas pada fasies laut dangkal. Fasies yang ditentukan oleh litologi disebut lithofasies; facies yang ditentukan oleh fosil disebut biofacies.
Lingkungan pengendapan sedimen dapat menggeser posisi geografis mereka sepanjang waktu. Garis pantai dapat menggeser ke arah laut ketika permukaan laut turun, yakni ketika permukaan naik karena kekuatan tektonik di kerak bumi atau ketika sungai membentuk delta besar. Di bawah permukaan, pergeseran geografis lingkungan pengendapan sedimen dari masa lalu ini terekam dengan baik dalam
pergeseran fasies sedimentasi. Ini berarti bahwa fasies sedimen dapat berubah baik sejajar ataupun tegak lurus terhadap lapisan imajiner batuan dengan usia tetap, fenomena yang dijelaskan oleh Hukum Walther.
Situasi dimana garis pantai bergerak ke arah benua disebut transgresi. Dalam kasus transgresi, fasies laut dalam terendapkan di atas facies laut dangkal, sebuah suksesi yang disebut onlap. Regresi adalah situasi dimana garis pantai bergerak ke arah laut. Pada regresi, fasies laut yang lebih dangkal akan terendapkan di atas facies laut yang lebih dalam, situasi yang disebut offlap.
Fasies dari semua batuan dari usia tertentu dapat diplot pada peta untuk memberikan gambaran mengenai paleogeografi. Sebuah urutan peta untuk usia yang berbeda dapat memberikan wawasan dalam pengembangan geografi regional.
Tempat dimana sedimentasi skala besar berlangsung disebut cekungan sedimen. Jumlah sedimen yang dapat disimpan di cekungan tergantung pada kedalaman cekungan, yang disebut ruang akomodasi. Kedalaman, bentuk dan ukuran cekungan bergantung pada pergerakan tektonik di litosfer Bumi. Ketika litosfer bergerak ke atas (tectonic uplift), menyebabkan daratan naik ke atas permukaan laut,
sehingga erosi menghapus material-material atas permukaan tadi, dan daerah tadi menjadi sumber baru untuk sedimen. Ketika litosfer bergerak ke bawah (tectonic subsidence), sebuah bentuk cekungan dan sedimentasi dapat terbentuk. Ketika litosfer terus bergerak ke bawah, ruang akomodasi baru terus diciptakan.
Suatu jenis cekungan yang dibentuk oleh dua potong benua yang saling bergerak terpisah disebut cekungan keretakan (rift basin). rift basin berbentuk memanjang, sempit dan dalam. Karena gerakan divergen tersebut, litosfer tertarik dan menipis, sehingga astenosfer panas naik dan memanaskan rift basin diatasnya. Karena keadaannya yang terpisah dari sedimen benua, pada rift basin
biasanya juga terdapat endapan vulkanik yang merupakan infill. Ketika cekungan tumbuh karena peregangan litosfer terus berlanjut, rift tumbuh dan laut dapat masuk, membentuk endapan laut.