Portland-kalksteen is een kalksteen die is afgezet in de laatste fase van het Boven-Jura. Hij werd voor het eerst gevonden op het eiland Portland in Dorset. Hij komt echter in een veel groter gebied voor, waaronder Frankrijk.
De lagen zijn bedden van witgrijze kalksteen die worden gescheiden door bedden van chert.
Portland-kalksteen werd gevormd in een ondiepe, warme, subtropische zee op het continentale plat van wat nu West-Europa is.
Kalksteen bestaat voornamelijk uit calciumcarbonaat. Dit komt oorspronkelijk van de lichamen van vele kleine organismen die hun schelpen of raamwerk opbouwen uit CaCO3 kristallen. Een voorbeeld is het soort protist dat coccolithoforen wordt genoemd.
"[Coccolithoforen] waren de eerste organismen die een gestage regen van calciumcarbonaat uit de bovenste, verlichte zone van de oceaan naar de diepzee brachten".p144
Op de continentale platen van de wereld produceren fotosynthetische organismen, zoals coccolieten, bacteriën en algen, calciumcarbonaat. Veel dieren, zoals tweekleppigen en koraalriffen, gebruiken het vervolgens om hun schelpen of andere structuren te maken. Carbonaten zijn gesteenten die uit deze bronnen worden gevormd, plus alle CaCO3 die uit de oplossing is neergeslagen.
Florida Bay, de ondiepe lagune achter de Florida Keys, staat model voor de omstandigheden waarin kalksteen op het continentaal plat ontstond. Natuurlijk waren de soorten toen iets anders, maar als ecosysteem is het vergelijkbaar.
In de Florida Bay is een soort bloeiende plant, zeegras genaamd, in overvloed aanwezig. Ook is er veel wit, melkachtig water vol met calciumcarbonaat. Dit wordt voornamelijk gevormd door Melobesia, een kleine rode alg die op het zeegras leeft.p151 Tenslotte produceren de organismen enorme hoeveelheden slijm, een polysaccharide. Er zijn goede redenen om aan te nemen dat het slijm door micro-organismen wordt geproduceerd om de vorming van hun carbonaatskelet te sturen. p139
Florida Bay is een plat platform dat een enorme hoeveelheid carbonaatgesteente heeft afgezet.
"Je moet meer dan 3000 voet boren voordat je een ander type gesteente bereikt, en dat is van Krijt-tijdperk, zo'n 70 miljoen jaar geleden."p158
Carbonaatrotsen zijn verschillend op verschillende plaatsen en in verschillende tijden. Dit komt doordat er verschillende organismen leefden die het carbonaat produceerden. Ook vonden er verschillende gebeurtenissen plaats, zoals landverschuivingen onder water en aardbevingen, die de bedden verstoorden. Soms werd de afzetting van carbonaat onderbroken, en produceerden verschillende organismen siliciumdioxide, wat we zien als beddingen van chert.
In de Portland zandsteen werd veel kalkhoudende modder neergelegd met stukjes en beetjes schelpen of zand. Deze werden bedekt met lagen kalkmodder en vormden kleine balletjes (minder dan 0,5 mm diameter). Na verloop van tijd werden ontelbare miljarden van deze bolletjes, "ooïden" of "oolieten" genoemd, gedeeltelijk aan elkaar gecementeerd door meer calciet, en vormden zo de oolitische kalksteen die wij Portland-kalksteen noemen.
Hij wordt op de Britse eilanden veel gebruikt als bouwsteen, hoewel hij relatief duur is.
Het werd gebruikt in grote openbare gebouwen, zoals Buckingham Palace, St Paul's Cathedral en het British Museum. Het wordt ook geëxporteerd naar vele landen. Portlandsteen wordt bijvoorbeeld gebruikt in het hoofdkwartier van de Verenigde Naties in Manhattan.
Portlandsteen is hard genoeg om bestand te zijn tegen verwering, maar zacht genoeg om door steenhouwers te worden bewerkt (gesneden en gekerfd). Dit is een van de redenen waarom het zo geschikt is voor monumenten en architectuur.
In 1824 vond Joseph Aspdin een cement uit door een mengsel van kalksteen en klei te verbranden. De kalksteen die hij gebruikte was Portland kalksteen, en daarom patenteerde hij de term Portland Cement. Bouwers zagen al snel in dat het beter was dan oudere cementen, hoewel duurder. Het wordt nog steeds veel gebruikt in de bouw.