过渡水圈
的性质岩石从第一批沉积岩出现的时间(大约38亿年前)到大约10到20亿年前的记录表明氧气在地球大气在形成的沉积岩中有持续的化学趋势，更微妙的是，在作文水圈的。在这个过渡时期，岩石的化学成分发生了巨大的变化。这一时期沉积物的烃源岩可能较多玄武岩比后来的要多。沉积碎屑是由这种烃源岩在缺氧大气中的蚀变形成的，主要是在厌氧(无氧)海洋条件下积累的。矿物海洋反应的主要区别平衡当时和现在都是由亚铁所扮演的角色铁(即铁的还原状态)。由于氧化铁的不溶性，现代海洋中溶解铁的浓度较低氧化物．在过渡阶段和更早的时候，缺氧环境这些都有利于由玄武岩含量略高于今天的岩石蚀变而形成含亚铁的矿物。事实上,铁碳酸盐岩菱铁矿和铁硅酸盐绿化石，与燧石和铁硫化黄铁矿，是出现在中部铁质地层中的特征矿物前寒武纪(大约25亿到16亿年前)。的燧石最初存放为非晶硅；平衡在25°C(77°F)的无定形二氧化硅，菱铁矿和绿长石之间压力一个大气压需要a二氧化碳压力10左右−2.5(0.00316)大气压，相当于现在的10倍。
这个过渡时期的海洋可以被认为是一个解决方案这是玄武岩酸浸出的结果，而且，由于挥发性酸性气体的中和作用不像今天那样主要局限于陆地地区，其中大部分是这样的变更可能是海底过程造成的。厌氧沉积环境，内部二氧化碳压力约为10−2.5大气占了上风，缺氧大气本身的二氧化碳压力可能接近10−2.5的气氛。如有，pH值早期的海洋当时的水位比现代的低海水和钙浓度较高;此外，早期海洋水可能是饱和的无定形二氧化硅-大约120百万分之一(ppm)。
为了模拟可能发生的情况，可以想象清空太平洋盆地把大量破碎的玄武岩物质抛进去，注入氯化氢溶解在水中使酸中和，然后通过向溶液中注入二氧化碳使溶液碳化。氧气不允许进入系统。的盐酸将浸出这些岩石，导致二氧化硅的释放和沉淀，并产生含有氯化物的海洋钠，钾、钙、镁，铝，铁和还原硫物种在岩石中所占的比例。当接近完全中和时，铝开始析出氢氧化物然后与沉淀的二氧化硅结合形成缺阳离子的铝硅酸盐。随着中和过程的结束，铝硅酸盐将与更多的二氧化硅和阳离子结合，形成矿物亚氯酸盐而亚铁会结合用硅和硫生产绿铁矿和黄铁矿。在最终解中，氯钠和钙的比例大致相等，钾和镁的比例次之;铝将被定量去除，并且硅会与无定形二氧化硅饱和。如果将这种溶液碳化，钙就会以碳酸钙的形式被除去，氯的平衡就会通过从原始岩石中提取更多的钠来维持。在该体系中形成的沉积物主要含有二氧化硅、硅铁亚铁、绿质矿物、碳酸钙、钙镁碳酸盐和少量黄铁矿。
如果氯化氢如果海水中二氧化碳含量超标，那么海洋中的氯化钙(CaCl)含量就会很高2)，但pH值仍接近中性。如果加入的二氧化碳超过氯，钙就会以碳酸盐的形式析出，直到它大致达到现在海水的水平——即百万分之几百。
如果这个新形成的海洋在几亿年内不受干扰，它的水就会蒸发然后被运送到大陆的形式降水）;溪流会把它们装载的东西输送进去。海洋中产生的沉积物会被抬升并并入大陆。大陆碎屑的影响将逐渐显现，pH值可能会有所变化。铁会从硅酸亚铁中氧化出来，生成氧化铁，但水的成分不会有实质性的变化。
火成岩的主要矿物都是轻度碱性的化合物．当这些矿物质过量与氯化氢和二氧化碳等酸反应时，它们会产生中性或轻度碱性溶液以及一系列改变的铝硅酸盐和碳酸盐反应产物。海水不太可能随着时间的推移从一种大约为平衡这些反应产物，即。,粘土矿物而且碳酸盐．
现代水圈
水圈很可能在大约15亿至20亿年前达到了现代化学特征。化学和矿物学作文这个时代的沉积岩的相对比例与同时代的沉积岩相差不大古生代(从5.41亿年前到2.52亿年前)。钙硫酸前寒武纪晚期(约16亿至5.41亿年前)的沉积证明了这一事实酸硫气体已经中和成硫酸盐了。前寒武纪晚期化学沉淀的氧化铁沉积岩注明可用免费氧气，不管它的百分比是多少。前寒武纪中晚期的化学和矿物学页岩与古生代页岩相似。碳酸盐岩的碳同位素特征在超过30亿年的时间里一直非常稳定，这表明碳酸盐岩的碳同位素特征异常稳定与有机碳有关的大小和通量。岩石中硫相的硫同位素特征有力地说明了岩石中硫的存在硫循环涉及异养细菌减少在27亿年前就开始运转了。因此，与今天相似的沉积物的持续循环似乎已经发生了15亿至20亿年，这些沉积物控制了水圈，特别是海洋的组成。
人们曾经认为咸味海洋仅仅代表了从岩石中提取的盐(即部分酸被金属或类似金属的物质取代后形成的化合物)的储存风化并通过河流作用进入海洋。随着知识的增长地球然而，人们很快就认识到，以目前向海洋输送盐的速度，甚至以大大降低的速度，总的盐的总量将会减少盐海洋中每种盐的含量和质量可能是获得在地质上的时间间隔较短行星的的年龄。海洋中盐的总质量可以以今天的河流输送速度计算，大约1200万年。海水中溶解的二氧化硅的质量可以在短短2万年内增加一倍，这是通过添加来自溪流的二氧化硅得来的。钠含量翻倍需要7000万年。这时，海洋显然不仅仅是盐的蓄积器。相反，当水和一些盐一起从海洋中蒸发时，引入的盐必须以矿物质的形式沉积在海水中海洋沉积物中．因此，海洋作为一个化学系统的概念从一个简单的蓄积器转变为一个物质流入速率等于流出速率的稳态系统。稳态概念允许流入随时间变化，但流入将与几乎同时和相等的流出变化相匹配。
在这样一个稳定的状态下概念上的从海洋的角度来看，人们发现有必要从海水的所有流入和流出的角度来看待海水的组成部分，而且要更多认识到稳态概念在时间尺度上的应用。事实上，最近的增长二氧化碳浓度大气由于燃烧化石燃料已经联系上了变化pH值以及海洋表层水中溶解的无机碳浓度，以数百年为单位测量。如果化石燃料的燃烧停止，回到原始的状态海水合成可能需要几千年。海水相对于不是稳定状态碳在这些时间尺度上，但在更长的时间尺度上地质时期规模当然可以。然而，即使在这么长的时间尺度上，由于大气中二氧化碳水平的自然变化和其他因素，海洋的组成也发生了变化。
对现代海水成分的最好描述似乎是海水中的化学系统动态准稳定的状态。随着时间的推移，成分可能发生变化，但系统似乎总是返回到时间平均的稳态成分。换句话说，从15亿到20亿年前开始，与之前的变化相比，水圈中进化的化学变化很小。
应该注意的是，河流供应溶解了成分而海水与潜艇之间的高低温反应玄武岩沉积物孔隙水中的反应可能会增加或去除海水中的某些成分。形成蛋白石的生物过程硅骨骼的硅藻(一种藻类外壳由二氧化硅构成)和放射虫(浮游原生动物)和浮游生物的碳酸盐骨架有孔虫目(具有假足类的有壳单细胞生物)和coccolithophorids(海洋浮游双鞭毛生物，分泌一种微小的碳酸钙血小板或环)主要清除钙还有来自海水的二氧化硅。交换反应河承担粘土进入海水对钠和钙的影响尤为显著离子．海水中的碳不平衡主要表现为在降水过程中向海洋-大气系统释放的碳碳酸盐矿物；也就是说,
以铁为例，有文献记载，“溶解的”铁被河流携带得很快沉淀作为氢氧化物在与海水的混合区，发现还原物溶解铁从厌氧沉积物中释放出来的也在好氧条件下迅速析出氧气现在)在水柱中流行的。铁也沉淀为铁蒙脱石，水合铁氧化物和非tronite(富含铁)蒙脱石)在深海里。因此，铁很可能是通过这些过程被去除的。