حجر جيري
حادثة

حوالي 20٪ إلى 25٪ من الصخور الرسوبية عبارة عن صخور كربونية، ومعظمها حجر جيري. تم العثور على الحجر الجيري في متواليات رسوبية عمرها 2.7 مليار سنة. ومع ذلك، تظهر تكوينات صخور الكربونات توزيعًا غير متساوٍ في الوقت المناسب في السجل الجيولوجي. تتكون حوالي 95٪ من الكربونات الحديثة من الكالسيت عالي المغنيسيوم والأراجونيت. يتم تحويل إبر الأراجونيت في طين الكربونات إلى كالسيت منخفض المغنيسيوم في غضون بضعة ملايين من السنين، حيث أن هذا هو الشكل الأكثر استقرارًا من كربونات الكالسيوم. تحتوي تشكيلات الكربونات القديمة من ما قبل الكامبري وحقبة الحياة القديمة على الدولوميت بكثرة، لكن الحجر الجيري يسيطر على طبقات الكربونات في الدهر الوسيط والعصر الحجري القديم.الدولوميت الحديث نادر جدا. هناك أدلة على أنه في حين أن المحيط الحديث يفضل ترسيب الأراجونيت، فإن محيطات حقب الحياة القديمة ووسط حقب الحياة الحديثة تفضل ترسيب الكالسيت. قد يشير هذا إلى انخفاض نسبة Mg / Ca في مياه المحيط في تلك الأوقات. قد يكون استنفاد المغنيسيوم نتيجة انتشار قاع البحر السريع الذي يزيل المغنيسيوم من مياه المحيط. تم وصف المحيط الحديث ومحيط الدهر الوسيط بأنه «بحار أراجونيت».
تم تشكيل معظم الحجر الجيري في بيئات بحرية ضحلة، مثل الرفوف القارية أو منصات. تشكل هذه البيئات حوالي 5٪ فقط من أحواض المحيطات، ولكن نادرًا ما يتم حفظ الحجر الجيري في المنحدرات القارية وبيئات أعماق البحار. أفضل البيئات للترسب هي المياه الدافئة، والتي لها إنتاجية عضوية عالية وتشبع متزايد لكربونات الكالسيوم بسبب انخفاض تركيزات ثاني أكسيد الكربون المذاب. توجد رواسب الحجر الجيري الحديثة دائمًا في مناطق بها القليل جدًا من الترسبات الغنية بالسيليكا، مما ينعكس في النقاء النسبي لمعظم الحجر الجيري. يتم تدمير كائنات الشعاب المرجانية عن طريق مياه الأنهار الموحلة قليلة الملوحة، ويتم طحن حبيبات الكربونات بواسطة حبيبات السيليكات الأكثر صلابة. على عكس الصخور الرسوبية clastic ، يتم إنتاج الحجر الجيري بالكامل تقريبًا من الرواسب التي تنشأ في مكان الترسب أو بالقرب منه.
تميل تشكيلات الحجر الجيري إلى إظهار تغيرات مفاجئة في السماكة. يتم تفسير السمات الكبيرة الشبيهة بالكتل في تكوين الحجر الجيري على أنها شعاب مرجانية قديمة، والتي عندما تظهر في السجل الجيولوجي تسمى «طبقات بيولوجية». كثير منها غني بالحفريات، لكن معظمها يفتقر إلى أي إطار عضوي متصل مثل ذلك الذي شوهد في الشعاب المرجانية الحديثة. توجد بقايا الحفريات كأجزاء منفصلة مدمجة في مصفوفة طينية وافرة. يُظهر الكثير من الترسب مؤشرات على حدوثه في مناطق المد والجزر أو المناطق فوق المدية، مما يشير إلى أن الرواسب تملأ بسرعة متاحة مساحة الإقامة في الرف أو المنصة. يُفضل الترسب أيضًا على الهامش المواجه للبحر للأرفف والمنصات، حيث توجد مياه المحيطات العميقة الغنية بالمواد المغذية التي تزيد من الإنتاجية العضوية. الشعاب المرجانية شائعة هنا، ولكن عند عدم وجودها، يتم العثور على المياه الضحلة الدسمة بدلاً من ذلك. تترسب الرواسب الدقيقة بالقرب من الشاطئ.
يرجع نقص الأحجار الجيرية في أعماق البحار جزئيًا إلى الاندساس السريع لقشرة المحيطات، ولكنه يرجع بشكل أكبر إلى انحلال كربونات الكالسيوم في العمق. تزداد قابلية ذوبان كربونات الكالسيوم مع الضغط بل وتزداد مع تركيزات أعلى من ثاني أكسيد الكربون، والتي تنتج عن تحلل المواد العضوية التي تستقر في أعماق المحيطات التي لا تتم إزالتها عن طريق التمثيل الضوئي في الأعماق المظلمة.نتيجة لذلك، هناك تحول حاد إلى حد ما من الماء المشبع بكربونات الكالسيوم إلى الماء غير المشبع بكربونات الكالسيوم، «ليسوكلين»، والذي يحدث عند «عمق تعويض الكالسيت»4,000 إلى 7,000 متر (13,000 إلى 23,000 ft). تحت هذا العمق، تتحلل اختبارات المنخربات والجزيئات الهيكلية الأخرى بسرعة، وتتحول رواسب قاع المحيط بشكل مفاجئ من رواسب كربونات غنية بمانيفيرا وبقايا كوكوليث ( Globigerina ) إلى طين سيليسي يفتقر إلى الكربونات.
في حالات نادرة، يتم دفن رواسب الكربونات القاعية (أعماق المحيط) أو غيرها من الرواسب الغنية بالسيليكا والحفاظ عليها. الأحجار الجيرية القاعية القديمة هي جريزوفولفين ويتم تحديدها من خلال وضعها التكتوني. وعادة ما تكون الأحافير من المنخربات والعصائر. لا توجد ليمون قاعية معروفة قبل العصر الجوراسي، ربما لأن العوالق المقشرة بالكربونات لم تتطور بعد.
تتشكل الأحجار الجيرية أيضًا في بيئات المياه العذبة. لا تختلف هذه الأحجار الجيرية عن الحجر الجيري البحري، ولكنها تحتوي على تنوع أقل من الكائنات الحية وجزء أكبر من السيليكا والمعادن الطينية التي تتميز بها مارل. تكوين النهر الأخضر هو مثال على تكوين رسوبي بارز للمياه العذبة يحتوي على العديد من طبقات الحجر الجيري. الحجر الجيري للمياه العذبة عادة ما يكون ميكرريت. تعتبر أحافير charophyte (stonewort)، وهي شكل من أشكال الطحالب الخضراء في المياه العذبة، من سمات هذه البيئات، حيث تنتج نباتات الفحم الكربونات وتصيدها.
قد يتشكل الحجر الجيري أيضًا في متبخر بيئات رسوبية. الكالسيت هو أحد المعادن الأولى التي تترسب في المتبخرات البحرية.