颗粒形状
沉积岩中矿物碎屑和岩屑的形状由几个因素决定:原岩中矿物颗粒的原始形状；基岩中裂缝的方向和间距影响风化过程中产生的碎屑的形状；沉积物处理的性质和强度会磨损颗粒并改变其原始形状；沉积物的埋藏过程，如压实，也会改变原来的形状。因此，沉积颗粒的各种形状取决于它们的形成历史。
碎片的形状由粒子的三个相关但不同的方面定义:形态/球度是指粒子的整体轮廓(形状)，反映其三维比例的变化(图3-6)；圆度是颗粒棱角锐度的量度(图3-7)；表面纹理是碎片颗粒表面的形态特征(图3-8)。一般我们主要观察表面的抛光程度和表面的蚀刻痕迹。
图3-6粒子形状类型
图3-7圆度的形状和分类
图3-8是松散的上新世-更新世砂岩中应时颗粒的电子显微照片，显示了表面结构的细节。颗粒因风力输送而具有良好的圆度，具有砂丘砂的细小“上翘圆盘”特征。
形貌、圆度和表面结构是独立的颗粒属性，如图3-9所示。事实上，沉积物中的形态和圆度往往高度相关；颗粒的形状是高度球形的，往往是很圆的。表面结构的改变不会显著改变形状或圆度，但形状或圆度的改变会影响表面结构。形状的这三个方面可以看作是一个连续的等级体系:形状是一等性质；圆是次要属性，叠加在形体上；表面结构具有三级性质，它叠加在颗粒的棱角之间的表面上(Barrett，1980)。
图3-9颗粒形状基本要素示意图:形貌、圆度和表面结构。
(二)粒子形状的意义
1.球形
沉积物中颗粒的球形度是其原始形状的函数，尽管砾石颗粒的球形度会因搬运过程中的磨损和破碎而略有变化。球度影响小颗粒的沉积速度(球形颗粒比非球形颗粒沉积快)和牵引移动的砾石颗粒的流动性(球形和滚动砾石比其他形状的砾石更容易滚动)。尽管如此，还没有证明颗粒的球形度可以单独作为解释沉积环境的可靠工具。
2.颗粒的圆度
沉积物中颗粒的圆度是颗粒组成、颗粒大小、输送过程的性质和输送距离的函数。坚硬稳定的颗粒，如应时和锆石，比不稳定的颗粒，如长石和辉石，不太可能变圆。在搬运过程中，砾石颗粒通常比砂粒更容易变圆。粒径小于0.1mm的稳定矿物颗粒无论如何输送，圆度都不会明显增加。
水槽和风道试验表明，砂级应时颗粒在运输过程中的磨损程度比水运强100 ~ 1000倍(库恩，1959，1960)。实际上，随水输送的100km的颗粒圆度几乎没有增加。许多关于河流中小应时颗粒圆度的研究已经证实了这些实验结果。例如，Russell等人(1937)观察到，在从伊利诺伊州开罗镇到墨西哥湾约1770km长的密西西比河中，应时粒子的圆度并没有增加。对于海滩表面作用对砂级应时颗粒变圆的影响，还没有明确的认识。总体而言，海滩环境对颗粒圆形化的影响小于风输送，但大于河流输送。
已经证明，经过多次沉积循环后，应时颗粒的圆度可以保持不变。古砂岩中具有良好圆度的应时颗粒可能指示其形成历史中的一次风搬运事件，但很难或不可能确定良好圆度是搬运事件的最后一幕还是由之前的几次搬运和沉积旋回造成的。
正在处理的卵石的圆度与卵石的成分和大小密切相关(Boggs，1969)。软卵石，如页岩和石灰石碎片，比应时卵石或燧石卵石更容易磨圆，粗卵石和中卵石通常比细卵石更容易磨圆。虽然河流输送过程对小应时颗粒的磨圆相对无效，但是砾石颗粒的磨圆在河流输送过程中会得到明显的改善。从成分和粒径考虑，河流输送的卵石级石灰岩颗粒和应时颗粒分别在11km和300km后变好(Pettijohn，1975)。
古代沉积岩中的圆形卵石通常表示河流搬运，但圆度不能根据搬运距离估算。最大舍入发生在搬运初期，通常在1km以内。同样，砾石的圆度也不是河流环境的确定指标，因为砾石在海滩和湖滨环境中也可以是圆形的。此外，被磨圆的河流砾石可能被搬运到沿岸环境，也可能通过浊流再次被搬运到深海，最终沉积下来。
3.表层结构
砾石和矿物颗粒表面的结构成因是多方面的，包括沉积物搬运过程中的机械磨损、变形过程中的结构抛光、化学腐蚀和侵蚀、风化过程中自生矿物在颗粒表面的成岩作用和沉淀。普通双筒望远镜或岩石显微镜可以观察到明显的表面结构，如抛光表面和霜；然而，精细表面结构的研究需要其高放大倍数。Krinsley(1962)最早使用电子显微镜在高倍下研究颗粒的表面结构。
由于应时颗粒的物理硬度和化学稳定性，它们的表面特征在长期的地质历史中得以保留，因此对沉积颗粒表面结构的研究大多在应时颗粒中完成。通过研究成千上万的应时粒子，研究人员可以识别各种现代沉积环境中的粒子表面结构(图3-8)。目前已经定义了超过25种不同的表面结构，包括壳状断裂、直的和弯曲的擦痕和条纹、上翘的圆盘、蜿蜒的脊、“V”形化学侵蚀、“V”形机械侵蚀和圆盘凹面(Bull，1986)。
结果表明，在搬运和沉积过程中，颗粒的表面结构比球度和圆度更容易发生变化，已有的表面结构更多地记录了沉积搬运的最后一个循环或最后一个沉积环境。由于相似类型的表面结构特征可以在不同的环境中产生，因此表面结构在环境分析中的有效性是有限的；类似地，在一个环境中产生的颗粒的表面结构可能被保留在颗粒上并被运输到另一个环境中。尽管如此，从先前环境中继承下来的颗粒表面结构在被新环境中产生的其他表面结构所淘汰或取代之前，可能会保存很长时间。例如，北极大陆架上的颗粒在随冰川被运送到大陆架时，可能仍然保留了精细的表面特征。
目前，至少有三种环境中的应时粒子可以被电子显微镜识别:海岸环境(高能、中能、低能)、风成环境(沙漠)和冰川环境(冰川和冰水环境)。高能海岸应时粒子的特征是典型的“V”形凹坑和贝壳状断口，周围伴有微裂纹和麻坑。风成环境中的应时颗粒具有霜面、不规则卷片、二氧化硅溶解沉淀等特征。冰川沉积环境的应时颗粒具有贝壳状断口和平行擦痕的特征。