Nelle rocce clastiche si trovano frequentemente resti fossili di organismi viventi che sono stati trasportati e accumulati, spesso in frammenti, insieme ad altri clasti. Esiste però un vasto gruppo di rocce formate quasi solamente dall’accumulo di sostanze legate a un’attività biologica. Sulla base del modo in cui si è formato l’accumulo si distinguono in tre categorie, che riflettono diversi ambienti di origine.

• Rocce bioclastiche, formate da semplici accumuli di gusci e apparati scheletrici (ad esempio gli ammassi di conchiglie che si osservano anche oggi lungo le coste).
• Rocce biocostruite, formate da ammassi di organismi «costruttori», i cui apparati scheletrici esterni possono saldarsi l’uno all’altro (ad esempio le scogliere e gli atolli costruiti da spugne e coralli in mari tropicali).
• Depositi organici, formati da accumuli di sostanza organica vera e propria, vegetale o animale, in mare o su terre emerse, dalla cui trasformazione nel tempo prendono origine depositi particolari (carboni e idrocarburi).

In ogni caso, la presenza di resti fossili consente di risalire all’ambiente in cui la roccia si è formata. In base alla loro natura chimica prevalente, le rocce organogene sono classificate in più gruppi.

Rocce organogene carbonatiche. Le rocce carboniche comprendono i calcàri organogeni, che derivano dall’accumulo di gusci calcarei spesso immersi in una matrice fine (figura ►30). I gusci sono costituiti da carbonato di calcio (CaCO₃), minerale noto come calcite. I calcàri organogeni si formano anche dall’attività di organismi costruttori che impiegano la calcite per rivestirsi di parti scheletriche, come i coralli (figura ►31). Gli organismi che formano gusci calcarei sfruttano l’abbondanza di ioni calcio (Ca₊²) e di ioni bicarbonato (\(\textrm{HCO}_{3}^{-}\)) sciolti nell’acqua di mare, dove vengono trasportati dai fiumi, come prodotti della degradazione meteorica dei calcari e delle rocce ricche di minerali silicatici contenenti calcio.

Associate ai calcàri, ma meno abbondanti, si trovano spesso le dolòmie, formate da un minerale chiamato dolomite, la cui formula è CaMg(CO₃)₂ (carbonato doppio di calcio e magnesio). Tali rocce si formano per un processo di diagenesi in rocce calcàree interessate da circolazione di soluzioni acquose ricche di magnesio: la dolomitizzazione (vedi Approfondimento, Dolomiti: giardino di coralli ).

In genere i sedimenti carbonatici si formano nelle piane marine abissali e sono costituiti dai gusci calcitici di un numeroso gruppo di foraminiferi, minuscoli organismi unicellulari che vivono innumerevoli nelle acque superficiali. Alla morte di quegli organismi i gusci scendono come una pioggia impalpabile sul fondo dell’oceano, dove si accumulano a formare fanghi calcarei. Vasti accumuli di sedimenti carbonatici, che con il tempo si trasformano in calcàri e dolòmie, si formano, però, anche in corrispondenza delle piattaforme carbonatiche.

Le piattaforme carbonatiche sono fondi marini, piatti e poco profondi, estesi per decine o anche centinaia di km, sui quali si depositano carbonati, sia di origine organica (gusci) sia inorganica (precipitazione chimica, forse facilitata da microrganismi). Tali aree comprendono vasti banchi coperti da qualche metro d’acqua (lagune), in cui si accumulano fanghi calcarei finissimi, mentre lungo il margine della piattaforma si sviluppano scogliere organogene, che formano ammassi rocciosi costituiti dagli apparati scheletrici di vari tipi di organismi costruttori, primi fra tutti i coralli coloniali.

Esempi attuali di queste grandi strutture sono le Isole Bahamas, al largo della Florida, o le Isole Dahlac, nel Mar Rosso e numerose altre che popolano i mari tropicali. Nel passato, con organismi costruttori diversi al passare del tempo, strutture analoghe hanno dato origine a imponenti accumuli di calcàri, ognuno con spessori di migliaia di metri, i cui resti si trovano anche sulle Alpi meridionali e formano l’ossatura di gran parte dell’Appennino centro-meridionale.

Rocce organogene silicee.  L’accumulo di gusci di organismi che utilizzano la silice invece della calcite, porta alla formazione di rocce organogene silicee. Tra queste la più diffusa è la selce, una roccia dura, formata da SiO₂ (silice, in forma di quarzo o di altre varietà, come il calcedonio o l’opale), che può presentarsi in strati regolari, in genere di modesto spessore (figura ►33), o può essere contenuta entro masse calcàree in forma di lenti, noduli e masserelle sferoidali.

Depositi organici: carboni fossili e idrocarburi. I carboni fossili sono rocce organogene che derivano dalla fossilizzazione di grandi masse di vegetali (alberi, piante acquatiche, alghe) per progressivo arricchimento di carbonio e perdita degli altri elementi chimici dei vegetali. Gli idrocarburi sono invece miscele di composti del carbonio e dell’idrogeno cui si aggiungono piccole quantità di composti ossigenati, azotati e fosforati. In natura si trovano idrocarburi solidi (asfalti, bitumi), liquidi (petrolio) e gassosi (fra i quali predomina il metano). Gli idrocarburi impregnano molti strati di rocce porose (come fa l’acqua quando riempie i pori di una spugna) e derivano dalla decomposizione di sostanze organiche (microrganismi vegetali e animali), che si sono accumulate su fondali marini poco ossigenati, mescolandosi a fanghi finissimi. La decomposizione si deve principalmente all’azione dei batteri anaerobi, microrganismi in grado di vivere in assenza di ossigeno.