您可能会认为碳是地球上主要存在于生物体（即有机物质）或大气中的二氧化碳元素。当然，这两个地球化学储层都很重要，但绝大多数碳被封存在碳酸盐矿物中。它们由碳酸钙引导，碳酸钙有两种矿物形式，名为方解石和文石。
岩石中的碳酸钙矿物
文石和方解石具有相同的化学式CaCO 3，但它们的原子以不同的构型堆叠。也就是说，它们是多形体。（另一个例子是蓝晶石，红柱石和硅线石的三重奏。）文石具有正交结构和方解石三角形结构。我们的碳酸盐矿物库涵盖了来自岩石猎犬观点的两种矿物的基础知识：如何识别它们，它们被发现的地方，它们的一些特性。

方解石一般比文石更稳定，但随着温度和压力的变化，两种矿物中的一种可能转化为另一种。在地表条件下，文石在地质时间内自发地变成方解石，但在较高压力下，文石（两者的密度更大）是优选的结构。高温对方解石有利。在表面压力下，文石不能长时间承受高于400°C的温度。

蓝片岩变质相的高压低温岩石通常含有文石脉，而不是方解石。回到方解石的过程足够慢，文石可以保持在亚稳状态，类似于钻石。

有时，一种矿物的晶体转化为另一种矿物，同时保留其原始形状作为假形状：它可能看起来像典型的方解石旋钮或文石针，但岩相显微镜显示其真实性质。在大多数情况下，许多地质学家不需要知道正确的多晶型物，只需谈论“碳酸盐”。大多数时候，岩石中的碳酸盐是方解石。
水中的碳酸钙矿物质
当涉及了解哪种多晶型物将从溶液中结晶出来时，碳酸钙化学更复杂。该方法在性质上是常见的，因为矿物质都不是高度可溶的，并且水中溶解的二氧化碳（CO 2）的存在将它们推向沉淀。在水中，CO 2与碳酸氢根离子，HCO 3 +和碳酸H 2 CO 3平衡存在，所有这些都是高度可溶的。改变CO 2水平会影响这些其他化合物的水平，但会影响CaCO 3在这个化学链的中间，几乎没有选择，只能沉淀成一种不能迅速溶解并返回水中的矿物质。这种单向过程是地质碳循环的主要驱动力。

钙离子（Ca 2+）和碳酸根离子（CO 3 2-）在加入CaCO 3时会选择哪种排列取决于水中的条件。在清洁的淡水中（以及在实验室中），方解石占主导地位，特别是在冷水中。洞穴岩层通常是方解石。许多石灰岩和其他沉积岩中的矿物水泥通常是方解石。

海洋是地质记录中最重要的栖息地，碳酸钙矿化是海洋生物和海洋地球化学的重要组成部分。碳酸钙直接从溶液中析出，在称为鲕粒的微小圆形颗粒上形成矿物层，形成海底泥浆。哪种矿物结晶，方解石或文石，取决于水的化学性质。

海水中充满了与钙和碳酸盐竞争的离子。镁（Mg 2+）附着在方解石结构上，减缓方解石的生长并迫使其进入方解石的分子结构，但它不会干扰文石。硫酸根离子（SO 4 -）也抑制方解石的生长。较温暖的水和较大量的溶解碳酸盐有利于文石，因为它可以比方解石更快地生长。

方解石和文石海
这些东西对用碳酸钙构建贝壳和结构的生物很重要。贝类，包括双壳类和腕足动物，是熟悉的例子。它们的壳不是纯矿物质，而是与蛋白质结合在一起的微观碳酸盐晶体的复杂混合物。被归类为浮游生物的单细胞动物和植物以相同的方式制造它们的壳或试验。另一个重要的因素似乎是从确保自身的CO现成的供应使碳酸盐藻类好处2，以帮助光合作用。

所有这些生物都使用酶来构建他们喜欢的矿物质。文石形成针状晶体，而方解石形成块状晶体，但许多物种都可以利用它们。许多软体动物壳在内部使用文石，在外部使用方解石。无论他们做什么都使用能量，当海洋条件有利于一种碳酸盐或另一种碳酸盐时，造壳过程需要额外的能量来对付纯化学的指令。

这意味着改变湖泊或海洋的化学性质会对某些物种造成不利影响，并使其他物种受到影响。在地质时期，海洋在“文石海”和“方解石海”之间转移。今天，我们处于镁含量高的文石海中 - 它有利于文石沉淀和镁含量高的方解石。方解石海，镁含量较低，有利于低镁方解石。

秘密是新鲜的海底玄武岩，其矿物质与海水中的镁反应并将其从循环中拉出。当板块构造活动旺盛时，我们得到方解石海。当它变慢并且扩散区域更短时，我们得到了文石海。当然，还有更多的东西。重要的是存在两种不同的制度，它们之间的界限大致是镁的含量是海水中钙的两倍。

自大约4千万年前（40 Ma）以来，地球已经有了一个文石海。最近的文石海洋时期是在密西西比晚期和侏罗纪早期之间（约330至180 Ma），接下来的时间是最新的前寒武纪，在550 Ma之前。在这些时期之间，地球有方解石海。更多的文石和方解石时期正在被绘制出更远的时间。

人们认为，在地质时期，这些大规模的模式已经在海洋中建造珊瑚礁的生物混合物中发挥了作用。我们学习碳酸盐矿化及其对海洋化学的反应的事情也很重要，因为我们试图弄清楚海洋将如何应对人类引起的大气和气候变化。