(一)一般特征
粒度为2~0.063mm的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩(sandstone)。砂岩是一种分布很广的岩石，约占沉积岩总量的1/3，仅次于泥质岩而居第二位。
砂岩的碎屑成分主要是石英、长石和岩屑三种。在大多数砂岩中，石英都是最主要的碎屑，属于最稳定的组分。长石和岩屑在表生条件下较易破坏，属于较不稳定的组分。由于砂岩的粒度较细，故其中所含的岩屑都是细晶结构或隐品质结构的岩屑，常见的岩屑有各种喷出岩，以及板岩、千枚岩、凝灰岩和硅质岩等。这些岩屑一般颜色都较深，多为黑色、深灰色、褐红色、灰绿色等。岩屑的断口致密，光泽较暗淡，在野外鉴定时可根据上述特征将它们与石英、长石区分开。砂岩中碎屑的成分和含量，主要决定于母岩的成分和沉积物改造的历史。长石和岩屑能直接反映母岩的性质，长石是花岗质岩石的定命标志，是结品基底岩石破坏而来的。沉积岩、喷出岩和浅变质岩的岩屑，均产于地壳浅部，是母岩区切割剥蚀不深的标志。石英是最稳定的组分，来源广泛，但其在岩石中的富集程度，则反映碎屑物质经受改造的程度。由于沉积物的搬运和沉积的过程，也是不稳定组分不断被淘汰、稳定组分不断富集的过程，因此岩石中石英的含量愈高，则表示碎屑物质经受的改造愈充分，矿物的成熟度愈高。
砂岩中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质等，有时还有海绿石、石膏等。分选性很差的砂岩则含较多的基质，为泥质基质所胶结。
砂岩的粒度、分选性及圆度等结构特征，常差别很大，它取决于搬运介质的性质、动能大小、搬运距离和堆积速度。
砂岩是机械沉积作用的产物，砂粒在流水搬运的过程中又是最活跃的组分，故砂岩中各种层理构造和层面构造都很发育。各种类型的交错层理、平行层理、粒序层理等都极常见波痕、冲刷痕迹、槽模、沟模和生物扰动构造等也很发育。它们都是判断砂岩成因和分析沉积环境的重要标志。
(二)砂岩的分类
1.粒度分类
砂岩按其颗粒大小可分为:
巨粒砂岩 | 2~1mm |
粗粒砂岩 | 1 ~0.5mm |
中粒砂岩 | 0.5 ~0.25mm |
细粒砂岩 | 0.25~0.063mm |
2.成分分类
砂岩成分分类的方案很多，各家的意见还不一致，但总的看来不外乎两种，一种是三端元分类法，另一种是四端元分类法。
三端元分类法是以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，而不考虑泥质基质。四端元分类法则是除上述三种主要碎屑组分外，还把基质也作为一个端元组分参加岩石的分类命名。现在流行的四端元分类法中，大多是首先根据基质含量，将砂岩分为两类:一类是基质含量小于15%，称为净砂岩类(arenite);另一类是基质含量大于15%，称为杂砂岩类(wacke)。各类进一步按照石英、长石、岩屑三者的相对含量划分不同的类型。
本文采用的砂岩分类属于四端元分类体系。首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类。在砂岩和杂砂岩中，按照三角图解中三个端元组分——石英(Q)、长石(F)及岩屑(R)的相对含量划分类型。如长石大于25%、长石大于岩屑的为长石砂岩(杂砂岩)类，岩屑大于25%、岩屑大于长石的为岩屑砂岩(杂砂岩)类，长石和岩屑含量都小于25%的为石英砂岩(杂砂岩)类。这一分类的特点既能很好地反映砂岩成因特征。即搬运磨蚀历史和来源区母岩性质，又保留了传统的分类方法，以长石或岩屑含量大于25%作为长石砂岩类或岩屑砂岩类的分界，便于野外鉴定。具体各类岩石的成分含量和命名见下表。
(三)砂岩的主要类型
1.石英砂岩
石英砂岩的碎屑物质几乎全部由石英(包括石英岩屑、硅质岩屑)组成，含量在90%以上，常大于95%，长石含量和岩屑含量都小于5%。其所含岩屑一般都是稳定性较高的硅质岩屑或细粒石英岩屑，其他的岩屑很少。胶结物多为硅质、钙质、铁质和海绿石质，较少情况下含基质。硅质胶结物往往形成碎屑石英颗粒的再生加大边，使石英颗粒之间呈紧密的镶嵌接触，把岩石胶结得极为紧密坚硬。当岩石全部为再生加大的石英胶结时这种石英砂岩通常称为沉积石英岩，它与变质石英岩在肉眼下较难区别，一般要根据其围岩是否变质而定，若围岩为变质岩时，即为变质石英岩，若围岩仍为沉积岩时则可定为沉积石英岩。
2.长石砂岩
长石砂岩的碎屑组分主要是石英和长石，其中长石的含量必须大于25%，石英含量小于75%，岩屑含量小于长石。此外，长石砂岩中还常有少量的黑云母或白云母。
长石砂岩多为红色或浅红色，有时为浅灰色，这主要取决于岩石中所含长石的种类及胶结物的颜色。长石砂岩中的胶结物多为钙质、硅质和铁质，也常有泥质基质，且常有胶结物和基质同时存在的现象。在地质时代较老的长石砂岩中，长石碎屑还可有再生加大的现象这时长石砂岩被胶结得相当紧密坚硬，外貌很似花岗质岩石。但其碎屑颗粒有磨圆的特征而且通常颗粒和胶结物之间的界线还能辨认。因此只要仔细观察，不难区分它们。长石砂岩一般颗粒较粗，为粗-中粒结构，圆度较差，分选不好或中等。长石砂岩按其成因和产状可以分为两种，一种为基底长石砂岩，另一种为构造长石砂岩。
3.岩屑砂岩
岩屑砂岩的成分特点是，岩屑含量大于25%，有时可达60%以上，石英含量小于75%，长石含量小于岩屑。岩屑的种类很多，主要取决于母岩的成分，常见的有各类喷出岩、凝灰岩、千枚岩、板岩、细晶岩、细粒石英岩、燧石岩和碧玉岩以及碳酸盐岩等。除岩屑、石英和长石外，有时还含较多的云母和绿泥石。
岩屑砂岩的填隙物大多数是泥质基质，有时其含量很多，形成基底式胶结。当岩石经受较强烈的成岩变化或浅变质作用后，其泥质基质常变为细小的绢云母和绿泥石。有时也有硅质和钙质胶结物，它们常与泥质基质混杂在一起。
4.长石石英砂岩
长石石英砂岩是介于长石砂岩和石英砂岩之间的过渡类型，其碎屑中长石含量为5%~25%，石英含量小于95%，岩屑少于长石。岩石多为浅红色至灰白色，中粒至粗粒，分选性及圆度中等，胶结物常为硅质及钙质，有时有泥质基质。这类砂岩常与石英砂岩或长石砂岩共生。
5. 岩屑石英砂岩
岩屑石英砂岩是岩屑砂岩和石英砂岩之间的过渡类型，其特点是岩屑含量为5%~25%，石英含量小于95%，长石少于岩屑。岩石呈灰色至深灰色，粗粒至细粒，圆度及分选性都较差，填隙物常为泥质基质及钙质，胶结类型多为孔隙式。岩屑砂岩分布很广，在很多煤系地层及中、新生代的陆相沉积中常见。
