Седиментация это осаждение вещества, его переход из подвижного состояния в статичное. В этот момент оно, становясь неподвижным, теряет свою кинетическую энергию и в буквальном смысле слова опускается в «энтропийную яму». Практически почти все древние сохранившиеся породы, кроме кор выветривания, образовались ниже уровня воды. В зависимости от того, в какой форме это вещество переносилось и какими агентами оно осаждается, образуются обломочные, глинистые, хемогенные или биогенные породы. Осаждение унаследованно от предыдущих этапов фиксирует дифференциацию вещества – фундаментальнейшую особенность геологических процессов планеты Земля. Л.В. Пустовалов, выделил механическую и химическую дифференциацию.

Механическая дифференциация – это разделение обломочного материала по массе и тяжести благодаря разной скорости переноса их различными потоками и разной скорости его оседания в бассейне. В результате происходит четкое зональное распределение обломочного материала по дну бассейна.

Сначала в предгорьях или в устье горных рек остается грубообломочный материал - валуны и гальки, в прибрежной зоне - гравий, подальше от берега - песок, распространяющийся на большие площади. Еще дальше простирается область осаждения мелкого алеврита, нередко осаждающегося вместе с глиной. Одновременно разделяются минералы в соответствии с их плотностью: самые тяжелые, платина и золото (плотность 10-20 г/см³) остаются в конгломератах и гравелитах, магнетит в гравелитах и песчаниках, а легкий янтарь оказывается в глинах (рис. 3.2).

Химическая дифференциация - это разделение вещества, приносимого в бассейн в растворах или коллоидах, в зависимости от смены окислительной среды на восстановительную и смены солености бассейна. Разрушение и осаждение последних происходит в основном при поступлении в соленую морскую воду, являющуюся электролитом.

В открытых морях и в изолированных бассейнах, расположенных в гумидном климате, т. е. при избытке влаги, реализуется лишь часть ряда, описывающая снижение окислительности среды, когда через образование коллоидов осаждаются минералы Fe и Mn, меняющие валентность, и далее – SiO₂ (в холодных бассейнах в виде опала) и CaCO₃ (только в теплых бассейнах).

В аридном климате в изолированных бассейнах, соленость которых возрастает во времени по мере усыхания, реализуется ряд изменений солевого состава хемогенных осадков: от известняка, отлагающегося в бассейне с нормальной соленостью, до сульфатов и хлоридов. Таким образом, в отличие от дифференциации механической, которая реализуется в бассейне осадконакопления единовременно, схема химической дифференциации в целом релизуется не только в пространстве - в разных участках бассейна, но и во времени, по мере измения окислительно-восстановительной обстановки, кислотно-щелочного потециала и солености воды (рис.3.3).