Morfologia ziaren określana za pomocą mikroskopu elektronowego, potrzebujemy powiększenia ok. 2000 x. Jesteśmy w stanie odróżnić ziarna które przeszły transport eoliczny od ziaren związanych ze środowiskiem fluwialnym, względnie morskim. Ziarna, które są pochodzenia eolicznego przy bardzo dużym powiększeniu mają nierówną falistą powierzchnię. Ziarna, które znajdowały się przez długi okres w wodzie są zazwyczaj gładki, względnie posiadają szereg mikrostruktur. Gładkość jest związana z faktem rozpuszczania w wodzie. Problem w tym, ze ziarna często przechodzą zarówno przez środowisko eoliczne jak i fluwialne.
Struktury sedymentacyjne
W zależności od prędkości i energii środka transportującego osad, powstają różne formy osadu różniące się budową wewnętrzną, to znaczy wielkością składników i ich ułożeniem. Pojedyncza warstewka osadu jednorodna i niewykazująca wewnątrz śladów żadnego warstwowania to tzw. lamina. Każda lamina jest zapisem jakiegoś epizodu w czasie, to jednorodne obsunięcie cię osadu czy tez pojedynczy opad jakiegoś osadu np. materiału piroklastycznego - jeden wybuch wulkanu - jedna lamina tefry. Jeśli mamy do czynienia z grupa lamin występujących w określonym porządku geometrycznym, mówimy o tzw. zestawie lamin. Laminacja widoczna w skale potocznie określana jest mianem warstwowania. To termin mało precyzyjny. Zestaw lamin możemy powszechnie nazywać warstwą. Grubsze warstwy posiadające cechy wyróżniające je od innych warstw określane są mianem ławicy.
Zazwyczaj szerokość słupka mówi nam o wielkości ziaren. Jeśli mamy ławicę w obrębie której będzie jakieś warstwowanie,mowa wówczas o członach.
Zróżnicowanie wielkości składników widoczne w profilu, od frakcji grubszej w spągu do frakcji drobniejszej w stropie, określane jest jako uziarnienie frakcjonalne. Uziarnienie to jest zazwyczaj następstwem prądów zawiesinowych, czyli podwodnych spływów błotnych. Skala tych pływów może być różna, największą skale obserwujemy na skłonie kontynentalnym. Lawina która zejdzie pod wodą daje nam warstwę osadu, w którym będziemy mieli następstwo od grubego do drobnego. W spągu możemy mieć zlepieniec, później piaskowiec, wyżej iłowiec. Profil bliski - osad proksymalny, zróżnicowanie grubszych ziaren, profil daleki - osad dystalny, zróżnicowanie drobnych ziaren. Jeden spływ daje nam jedną taką warstwę. Gdy mamy do czynienia z procesem geologicznym np. na Atlantyku, to spływy błotne odbywają się stale. Osad taki, składający się z ławic osadów o uziarnieniu frakcjonalnym nazywamy fliszem.
Formy osadów (Gradziński, Zarys sedymentologii)
W zależności od prędkości i energii wody na dnie powstają różne nierówności określane mianem form dna.
w warunkach bardzo małego przepływu (woda jest niemal stojąca)deponowany osad tworzy równoległą w przekroju laminację
gdy natężenie transportu jest małe, a opór istniejących na dnie nierówności duży (tzw. dolny reżim przepływu) erodowane są zbocza podprądowe wszelkich nierówności morfologicznych. W tym samym czasie na zboczach zaprądowych (jakby „w cieniu”) odbywa się depozycja osadów. W ten sposób powstają ripplemarki prądowe, w których stok zaprądowy jest bardziej stromy. Ruch większych otoczaków polega na tym, ze za takim otoczakiem wymywane jest dno. Ruch ten polega na staczaniu do zagłębień powstających bezpośrednio za nimi wskutek zawirowań prowadzących do wymywania dna. Wraz ze wzrostem energii powstają większe ripplemarki aż w końcu fale piaskowe
gdy natężenie transportu jest duże, a opór form dna mały (górny reżim przepływu) wówczas ziarna przemieszczają się w sposób ciągły, dno staje się płaskie. Przy dalszym wzroście przepływu mogą powstać tzw. antydiuny przemieszczające się bądź w kierunku prądu bądź pod prąd. Wielkość antydiun może dojść do 2 m. W zależności od tego, w którą stronę przemieszczają się fale piaskowe, w daną stronę będziemy mieli skierowana laminację. Jeżeli osad jest frakcji ilastej to formy te nie powstają, bo siła kohezji jest tak duża, że cząstki te są ze sobą zlepione. Gdy mamy do czynienia z górnym płaskim dnem to ta woda nie jest już stagnująca tylko z wodą bardzo szybko płynącą. Następstwo form dna zależny tak od energii przepływu jak i od uziarnienia. Jeśli popatrzeć z góry na ripplemarki to przy małej prędkości ale wystarczającej do powstania ripplemarków, to są one proste względnie lekko kręte. Wzrost energii sprawia, że formy te są językowe, coraz bardziej poszarpane aż w końcu zanikają i dno robi się płaskie
Obszar gromadzenia się osadów wraz z charakterystycznymi dla niego warunkami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi, które wpływają na zachodzące procesy sedymentacyjne nazywamy środowiskiem sedymentacyjnym. Charakter środowiska sedymentacyjnego możemy rozpoznać na podstawie składu mineralnego, cech teksturalnych, struktur sedymentacyjnych, barwy i obecności szczątków organicznych.
Środowisko fluwialne - rzeczne
Osady deponowane przez rzekę to jej aluwia.
Rzeki roztokowe (braided stream - channel bars) typowe dla obszarów górskich, charakteryzują się wieloma rozdzielającymi się i łączącymi korytami wysokoenergetycznych wód. Rzeki te pozostawiają liczne mielizny, które w terminologii angielskiej określane są jako channel bars. Pod tym pojęciem rozumiemy odsypy ułożone równolegle do płynącej wody. Cechą charakterystyczną tych rzek jest duży ładunek (duża ilość osadu). Drugim czynnikiem jest częsta zmiana energii, co jest typowe dla rzek górskich.
Dlaczego mówimy o środowiskach sedymentacyjnych? Osad gruboziarnisty daje skałę o dużej porowatości. W dodatku rzeka ma duży przebieg. W korycie tym zdeponowany jest osad gruboziarnisty, zarazem porowaty. Ropa gromadzona jest w osadach o dużej porowatości. Charakteryzujemy współczesne procesy po to, by je rozpoznać w osadzie kopalnym.
Rzeki meandrujące transportują głównie piasek deponowany w korycie i frakcje drobniejsze deponowane na obszarach przyległych. Rzeki meandrujące tworzą odsypy na wewnętrznych stronach meandrów, tzw. point bars oraz tworzą wały nadsypowe (levee), które powstają na równi zalewowej przy dużej ilości niesionego osadu.
Osady równi zalewowej to osady powodziowe - przede wszystkim ił i duża ilość substancji roślinnej.
W profilu zdarza się, ze jest osad równi zalewowej, na niej osad korytowy, potem znów osad równi zalewowej i osad korytowy. Dlaczego? Rzeka meandruje! Sekwencja osadów gruboziarnistych - korytowych, i drobnoziarnistych - powodziowych.
Wody rzek uchodzących do jeziora lub morza usypują delty. Kształt delty jest uzależniony od zarysu wybrzeża. Delta Nilu jest przykładem delty, która wypełnia zatokę. Missisipi niesie przede wszystkim drobna zawiesinę ilastą, w ten sposób powstaje forma wielokorytowa. Delta Dunaju jest przykładem delty wysuniętej w stosunku do linii wybrzeża.
Środowisko stożków aluwialnych (napływowych).
Stożki napływowe powstają w miejscach, gdzie dolina rzeczna gwałtownie kończy się rozległą równiną, co powoduje gwałtowny spadek energii wodnej. Na obszarach pustynnych rzeki płyną jedynie w okresach deszczowych, które mają miejsce zazwyczaj wysoko w górach. W warunkach pustynnych mówimy o rzekach okresowych a doliny tych rzek noszą nazwę wadi (uedi).
Podobne do tych pustynnych formy osadu spotykane są także u wylotu rzek górskich występujących w wyższych szerokościach geograficznych. Wezbranie wód jest w tym wypadku spowodowane okresami roztopów. Gdy do jednej doliny spływa wiele rzek, tworzą się nasypy piedmontowe.
Środowisko lodowcowe (glacjalne)
Podstawowymi formami osadów są moreny. Osady morenowe charakteryzuje bardzo złe wysortowanie. Eolicznie nawiewany jest drobny kurz i osad a ze skarp spadają wszelkie produkty obrywów. Ostatecznym produktem są gliny lodowcowe składające się ze żwirów, iłów i wielu różnych frakcji. Sucha glina przypomina sobą piaskowiec, lejąc kwasem solnym glina burzy. Minerały ilaste bardzo łatwo absorbują substancje mineralne rozpuszczane w wodzie. Ił wykorzystywany w budowie wysypisk, w podłożu należy umieścić grubą warstwę iłu. Woda, która dostanie się w warstwę iłów, jest czyszczona. Także węglan wapnia może być przyswajany, i stąd glina się burzy przy laniu kwasem.
W obrębie jęzorów lodowca można wyróżnić morenę denną, boczną i czołową. W miejscu gdzie dwa jęzory łączą się ze sobą powstaje morena. Na przedpolu lodowca powstaje morena czołowa (tam gdzie lodowiec topi się i dalej nie jest wstanie przesunąć się do przodu, w miejscu gdzie ulega topieniu, zrzuca cały osad, który był przez niego transportowany). Jeśli postój lodowca trwał dłużej, morenę taka można łatwo zaobserwować.
Morena spiętrzona powstaje wówczas, gdy w podłożu lodowca na pewnej głębokości występują osady ilaste. Minerały ilaste ze względu na blaszkową budowę mają własności plastyczne. Gdy mamy do czynienia z dużym naciskiem nadkładu a nacisk te jest wywołany obecnością lodowca, minerały te są wyciskane do góry (jak mydło wyciśnięte spod stopy!) - spiętrzane na przedpolu lodowca i powstaje morena spiętrzona.
Inne typy osadów związane są w wodami towarzyszącymi lodowcom. Rynny podlodowcowe - tunele, którymi woda spływa pod lodowcem w kierunku jego ujścia. Efektem tych wód lodowcowych jest powstanie wałów biegnących prostopadle do czoła lodowca - to ozy (eskery). Inną formą osadu są kemy. To pagórki lub wały powstałe jako wypełnienia szczelin lodowca w stadium stagnacji.
Drumliny powstają w stopie lodowca, to niskie owalne wzgórza, zbudowane z gliny lub piasków fluwioglacjalnych z pokrywą gliniastą powstają w stopie lodowca.
Zastoiska (proglacial lake) pojawiają się zazwyczaj między moreną czołową a cofającym się czołem lodowca. Cechą charakterystyczną zastoisk jest to, że woda jest stojąca. To swego rodzaju jezioro. W takiej wodzie deponowany jest przede wszystkim osad eoliczny, czyli drobna frakcja wywiewana z lodowca. Osad ten zazwyczaj charakteryzuje się poziomą laminacją. Sekwencje tych osadów to iły warwowe. Iły warwowe charakteryzuje naprzemienna barwa. Jedna lamina jasna plus jedna lamina ciemna reprezentuje jeden rok przy czym lamina ciemna zawiera w sobie frakcje drobniejszą w stosunku do laminy jaśniejszej. Ciemna barwa osadu zazwyczaj świadczy o środowisku redukcyjnym, wód słabo natlenionych. W warunkach natlenienia bowiem substancje organiczne ulegają rozpadowi, stąd też każda ciemna lamina jest świadectwem okresu, gdy powierzchnia zastoiska byłą zamarznięta. Iły warwowe są dobrym wyznacznikiem czasu, w którym zastoisko występowało. Zbiorniki zastoiskowe mogą mieć charakter jezior ale także powstają często na obszarze pradolin. Pradoliny to doliny rzeczne przebiegające równolegle do czoła lądolodu.