โครงสร้างตะกอนประกอบด้วยลักษณะต่างๆ ทุกชนิดในตะกอนและหินตะกอนซึ่งเกิดขึ้นในขณะที่มีการสะสมตัว

ตะกอนและหินตะกอนมีลักษณะเป็นชั้นซึ่งเกิดขึ้นเมื่อชั้นของตะกอนที่มีขนาดอนุภาคต่างกันทับซ้อนกัน^{[ 1 ]}ชั้นเหล่านี้มีความหนาตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรถึงเซนติเมตร และอาจมีความหนาถึงหลายเมตรหรือหลายเมตรก็ได้

โครงสร้างตะกอน เช่นชั้นตะกอนเฉียงชั้นตะกอนเรียงตัวตามขนาดและรอยริ้วคลื่นถูกนำมาใช้ใน การศึกษา ทางธรณีวิทยา ชั้นหิน โครงสร้างเหล่านี้ช่วยบ่งชี้ตำแหน่งเดิมของชั้นหินในภูมิประเทศทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมการสะสมตัวของตะกอน อีกด้วย

โครงสร้างการไหลมีสองประเภท คือ การไหลแบบสองทิศทาง (หลายทิศทาง ไปมา) และการไหลแบบทิศทางเดียว รูปแบบการไหลในทิศทางเดียว (โดยทั่วไปคือการไหลในแม่น้ำ ) ซึ่งมีความเร็วและอัตราเร็วที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดโครงสร้างต่างๆ เรียกว่า รูปแบบพื้นแม่น้ำ ( bedforms ) ในรูปแบบการไหลต่ำการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติจะเป็นจากพื้นราบ ไปสู่การเคลื่อนที่ของตะกอน ( เช่น การกระโดดของตะกอน ) ไปสู่ริ้วคลื่น และไปสู่เนินทรายที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อย เนินทรายจะมีกระแสน้ำวนอยู่ด้านหลังเนิน เมื่อ รูป แบบการไหลสูงขึ้นเนินทรายจะแบนราบลง แล้วเกิดเป็นเนินทรายตรงข้าม (antidunes ) ที่ความเร็วสูงขึ้น เนินทรายตรงข้ามจะแบนราบลง และการตกตะกอนส่วนใหญ่จะหยุดลง เนื่องจากกระบวนการกัดเซาะเข้ามามีบทบาทสำคัญแทน

รูปแบบพื้นตะกอนแบบทิศทางเดียวทั่วไปแสดงถึงความเร็วการไหลที่เฉพาะเจาะจง โดยสมมติว่ามีตะกอนทั่วไป (ทรายและดินเหนียว) และความลึกของน้ำ และสามารถใช้แผนภูมิเช่นด้านล่างเพื่อตีความสภาพแวดล้อมการสะสมตัวโดย ความเร็วของน้ำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อเลื่อนลงมาตามแผนภูมิ

ร่องรอยคลื่นมักเกิดขึ้นในบริเวณที่มีน้ำไหล โดยเฉพาะในส่วนล่างของเขตการไหลระดับต่ำ ร่องรอยคลื่นมีสองประเภท:

รอยระลอกคลื่นสมมาตร

มักพบเห็นได้ตามชายหาด เกิดจากกระแสน้ำสองทิศทาง เช่น คลื่นบนชายหาด (คลื่นซัดและคลื่นซัดกลับ) ทำให้เกิดรอยริ้วคลื่นที่มีสันแหลมและร่องโค้งมน ไม่เอียงไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งเป็นพิเศษ โครงสร้างตะกอนสามแบบที่พบได้ทั่วไปซึ่งเกิดจากกระบวนการเหล่านี้ ได้แก่ การเรียงตัวแบบก้างปลา ( herringbone cross-stratification) การเรียงตัวแบบแผ่นบาง ( flaster bedding)และ ริ้วคลื่นแทรกซ้อน (interference ripples )

รอยระลอกคลื่นที่ไม่สมมาตร

ร่องรอยคลื่นเหล่านี้เกิดจากกระแสน้ำไหลทางเดียว เช่น ในแม่น้ำ หรือลมในทะเลทราย ทำให้เกิดร่องรอยคลื่นที่มีสันแหลมและร่องโค้งมน แต่จะเอียงไปในทิศทางของกระแสน้ำมากกว่า ด้วยเหตุนี้จึงสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้กระแสน้ำโบราณ ได้

แอนติดูนส์เป็นรูปแบบพื้นตะกอน^{[ 2 ]}ที่เกิดจากการไหลของน้ำที่เร็วและตื้น โดยมีเลขฟรูดมากกว่า 1 แอนติดูนส์ก่อตัวขึ้นใต้คลื่นน้ำนิ่งที่ชันขึ้นเป็นระยะ เคลื่อนที่ และแตกตัวขึ้นไปทางต้นน้ำ ลักษณะพื้นแอนติดูนส์คือมีแนวลาดเอียง ตื้นๆ ซึ่งลาดเอียงขึ้นไปทางต้นน้ำเป็นมุมประมาณสิบองศา ซึ่งอาจยาวได้ถึงห้าเมตร^{[ 3 ]} สามารถระบุได้จากแนวลาด เอียงที่ มีมุมต่ำ โดยส่วนใหญ่แล้ว รูปแบบพื้นแอนติดูนส์จะถูกทำลายเมื่อการไหลลดลง ดังนั้นการวางตัวขวางที่เกิดจากแอนติดูนส์จึงจะไม่ได้รับการรักษาไว้^{[ 4 ] [ 5 ]}

มีโครงสร้างตะกอนที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เรียกว่าร่องรอยฟอสซิลตัวอย่างเช่นโพรงและร่องรอยการกวนตะกอนต่างๆ กลุ่มของร่องรอยฟอสซิลที่เรียกว่า อิคนอฟาซีส์ ( Ichnofacies ) ช่วยให้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมการสะสมตัวของตะกอนได้ โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งโพรงลึกลงไปในตะกอนมากเท่าไหร่ ระดับน้ำก็จะยิ่งตื้นมากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน หากร่องรอยบนพื้นผิว (ที่ซับซ้อน) มีจำนวนมากขึ้น ระดับน้ำก็จะยิ่งลึกมากขึ้น

จุลินทรีย์อาจมีปฏิสัมพันธ์กับตะกอนดิน ทำให้เกิดโครงสร้างตะกอนดินที่เกิดจากจุลินทรีย์ได้

โครงสร้างการเสียรูปของตะกอนอ่อนหรือ SSD เป็นผลมาจากการรับน้ำหนักของตะกอนเปียกในขณะที่การฝังตัวดำเนินต่อไปหลังจากการสะสมตัว ตะกอนที่มีน้ำหนักมากกว่าจะ "บีบ" น้ำออกจากตะกอนด้านล่างเนื่องจากน้ำหนักของตัวมันเอง SSD มีสามรูปแบบที่พบได้ทั่วไป:

• โครงสร้างรับน้ำหนักหรือรอยหล่อรับน้ำหนัก (ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของร่องรอยบนพื้นถนน ) คือก้อนที่เกิดขึ้นเมื่อตะกอนที่มีความหนาแน่นกว่าและเปียกชื้นไหลลงมาทับและแทรกตัวลงไปในตะกอนที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าด้านล่าง
• โครงสร้าง คล้ายปุ่มนูนหรือโครงสร้างแบบลูกบอลและหมอนเป็นโครงสร้างที่เกิดจากแรงกดอัด ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากพลังงานแผ่นดินไหวและเรียกว่าตะกอนแผ่นดินไหว (seismites )
• โครงสร้างรูปเปลวไฟคือ "นิ้ว" ของโคลนที่ยื่นออกมาในชั้นตะกอนด้านบน
• แนวหินแทรกแบบคลาสติก (Clastic dikes)คือแนวของวัสดุตะกอนที่ตัดผ่านชั้นหินตะกอน

โครงสร้าง ระนาบชั้นหินมักใช้เป็น ตัวบ่งชี้ กระแสน้ำโบราณโครงสร้างเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อตะกอนถูกทับถมแล้วถูกปรับเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งรวมถึง:

• ร่องรอยที่เกิดจากวัตถุตกตะกอน เกิดขึ้นเมื่อวัตถุนั้นขูดพื้นผิวของชั้นหินตะกอน ร่องนี้จะถูกเก็บรักษาไว้เป็นร่องรอยเมื่อชั้นหินด้านบนถมทับลงไป ร่องรอยเหล่านี้ได้แก่:
  • ร่องรอยการกัดเซาะแบบฟลุต (Flute cast) คือร่องรอยที่ขุดลงไปในตะกอนเนื้ออ่อนและละเอียด ซึ่งโดยทั่วไปจะถูกถมด้วยชั้นตะกอนด้านบน การวัดความยาวตามแกนยาวของร่องรอยการกัดเซาะแบบฟลุตจะบอกทิศทางการไหล โดยปลายที่มีลักษณะคล้ายช้อนจะชี้ไปในทิศทางต้นน้ำ และปลายที่เรียวจะชี้ไปในทิศทางปลายน้ำ (ทิศทางการไหลในอดีต) ความโค้งของร่องรอยการกัดเซาะแบบฟลุตยังชี้ลงตามชั้นหินอีกด้วย
  • ร่องรอยเครื่องมือเป็นร่องรอยประเภทหนึ่งที่เกิดจากร่องที่วัตถุทิ้งไว้ในพื้นทะเลโดยถูกกระแสน้ำพัดพาไป ทิศทางเฉลี่ยของร่องรอยเหล่านี้สามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นแกนของทิศทางการไหล
• รอยแตกในโคลนเกิดขึ้นเมื่อโคลนแห้งและหดตัวลง ทำให้เกิดรอยแตก ซึ่งบ่งบอกว่าโคลนนั้นเคยอิ่มตัวด้วยน้ำมาก่อนแล้วจึงสัมผัสกับอากาศ รอยแตกในโคลนจะโค้งขึ้นด้านบน ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นโครงสร้าง ทางธรณีวิทยาได้ รอยแตกแบบซินเนเรซิสเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน ยกเว้นว่ารอยแตกเหล่านี้จะไม่สัมผัสกับอากาศ แต่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเค็มของน้ำโดยรอบ
• ร่องรอยของหยาดฝนเกิดขึ้นบนตะกอนที่เปิดโล่งเนื่องจากแรงกระแทกของหยาดฝน
• แนวแบ่งชั้นหินเป็นแนวเรียงตัวอย่างละเอียดของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นในส่วนล่างของระบอบการไหลตอนบนภายในชั้นหินราบ

• การทรุดตัวของระเบิดหรือการทรุดตัวของระนาบชั้นหินคือการเสียรูปของชั้นหินทัฟฟ์หรือตะกอนอื่นๆ ที่เกิดจากการตกของระเบิดภูเขาไฟหรือบล็อกภูเขาไฟ^{[ 6 ]}

โครงสร้างเหล่านี้อยู่ภายในชั้นตะกอนและสามารถช่วยในการตีความสภาพแวดล้อมการสะสมตัวและ ทิศทาง กระแสน้ำโบราณได้ โครงสร้างเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อตะกอนถูกสะสมตัว

ชั้นหินไขว้

ชั้นตะกอนแบบเฉียง (Cross-bedding) คือการเรียงตัวเป็นชั้นของตะกอนที่สะสมตัวโดยลมหรือน้ำ โดยทำมุมเอียงมากถึง 35° จากแนวราบ^{[ 1 ]}ชั้นตะกอนแบบเฉียงเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคตะกอนสะสมตัวบนเนินทรายที่ลาดชันกว่าบนบก หรือบนสันดอนทรายในแม่น้ำและบนพื้นทะเล^{[ 1 ]}ชั้นตะกอนแบบเฉียงในเนินทรายที่สะสมตัวโดยลมอาจมีความซับซ้อนเนื่องจากทิศทางลมเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว^{[ 1 ]}

การแบ่งชั้นแบบขรุขระ

ชั้นหินนี้ประกอบด้วยชั้นหินขวางที่มีลักษณะเป็นคลื่น โดยมีทั้งแบบเว้าขึ้น (ร่องน้ำ) และแบบนูนขึ้น (เนิน) ชั้นหินขวางเหล่านี้ค่อยๆ ตัดเข้าหากันด้วยพื้นผิวการกัดเซาะ ที่โค้งงอ ชั้นหิน เหล่านี้ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมน้ำตื้นที่มีพายุรุนแรง คลื่นพายุที่รุนแรงกัดเซาะพื้นทะเลจนกลายเป็นเนินเตี้ยๆ และร่องน้ำที่ไม่มีทิศทางที่แน่นอน

การซ้อนทับ

โครงสร้างนี้เกิดจากการเรียงตัวซ้อนกันของก้อนหินขนาดใหญ่ในทิศทางการไหล

ที่นอนเกรดปกติ

โครงสร้างนี้เกิดขึ้นเมื่อความเร็วของกระแสน้ำเปลี่ยนแปลงและเม็ดตะกอนค่อยๆ ตกตะกอนออกจากกระแสน้ำ สถานที่ที่พบโครงสร้างนี้ได้บ่อยที่สุดคือใน ตะกอน แบบเทอร์บิไดต์นอกจากนี้ยังสามารถเกิดการกลับด้านได้ เรียกว่าการเรียงตัวของเม็ดตะกอนแบบกลับด้าน และพบได้ทั่วไปในตะกอนถล่ม

การกวนทางชีวภาพ

ในหินตะกอนหลายชนิด ชั้นหินถูกขัดจังหวะด้วยท่อทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่เซนติเมตรที่ทอดยาวในแนวตั้งผ่านชั้นหินหลายชั้น^{[ 1 ]}โครงสร้างตะกอนเหล่านี้เป็นซากของโพรงและอุโมงค์ที่ขุดโดยสิ่งมีชีวิตในทะเลที่อาศัยอยู่บนพื้นมหาสมุทร^{[ 1 ]}สิ่งมีชีวิตเหล่านี้กวนและขุดผ่านโคลนและทราย ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการกวนทางชีวภาพ^{[ 1 ]}พวกมันกินตะกอน ย่อยสารอินทรีย์ และทิ้งซากไว้ซึ่งเติมเต็มโพรง^{[ 1 ]}

กลุ่มน้ำขึ้นน้ำลง

การเปลี่ยนแปลงความหนาของชั้นหินในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำขึ้นน้ำลง เกิดจากการสลับกันระหว่างน้ำขึ้นสูงสุดและน้ำขึ้นต่ำสุด

โครงสร้างตะกอนทุติยภูมิเกิดขึ้นหลังจากกระบวนการสะสมตัวของตะกอนปฐมภูมิ หรือในบางกรณี เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของหินตะกอน โครงสร้างทุติยภูมิที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ การรบกวนทางชีวภาพทุกรูปแบบ การเสียรูปของตะกอน อ่อน โครงสร้างรูปทรง กระโจม ร่องรอยรากพืช และการเกิดจุดด่างบนดิน นอกจากนี้ วงแหวนลีเซกังโครงสร้างรูปทรงกรวยซ้อนกรวยรอยประทับของหยาดฝนและโครงสร้างตะกอนที่เกิดจากพืชพรรณก็ถือเป็นโครงสร้างทุติยภูมิเช่นกัน

โครงสร้างทุติยภูมิ ได้แก่โครงสร้างการหลุดออกของของเหลวซึ่งเกิดขึ้นเมื่อของเหลวหลุดออกจากชั้นตะกอนหลังจากการสะสมตัว ตัวอย่างของโครงสร้างการหลุดออกของของเหลว ได้แก่โครงสร้างรูปจานโครงสร้างรูปเสา^{[ 7 ]}และโครงสร้างแผ่นแนวตั้ง^{[ 8 ]}

• เลขเรย์โนลด์

• Prothero, DR และ Schwab, F., 1996, ธรณีวิทยาตะกอน , หน้า. 43-64, ไอเอสบีเอ็น 0-7167-2726-9