鍾乳洞
鍾乳洞を胚胎する石灰岩の地層はサンゴ礁などが発達する暖かい海で、石灰質の殻や骨格をもった生物の遺骸などが海底に厚く堆積することによってできたものである。一般の岩石と異なり、主成分が炭酸カルシウムからなる石灰岩は、酸性の溶液に溶解する化学的性質をもつ。石灰岩が地殻変動によって地上に隆起すると、二酸化炭素を含む弱酸性の雨水や地下水による侵食(溶食)が始まる。
このような侵食(溶食)によって石灰岩体の内部に多くの空洞(洞窟)が生じる。石灰岩中の微細な割れ目等を満たした地下水(炭酸カルシウムが多量に溶解している)が洞窟内に滲出すると、二酸化炭素を含む水と炭酸カルシウムとの化学反応が可逆的であることから、逆に炭酸カルシウムが方解石として晶出を始め、沈積して鍾乳石等の洞窟生成物が発達する。
こうして洞窟内が装飾されるようになった洞窟を鍾乳洞という。石灰洞とは成因が異なるが、熔岩鍾乳が発達した熔岩洞も広い意味で鍾乳洞の一種である。
洞窟の天井や壁面には石灰岩の溶食によってできた特徴的な微地形(溶食形態)が見られる。これらは後からできた洞窟生成物によって被われ、観察できないことも多い。よく見られる代表的なものに次のようなものがある。
溶食ノッチ:ゆったりとした地下川や地底湖の水面に沿って壁面の溶食が進んでできた水平に伸びる棚状の窪み。窪みの高さ数十cm - 数m、長さ数m - 数十mくらい。
峡谷型通路:かつて高いところを流れていた地下川が床面を次第に掘り下げてできた通路で、天井の高さに比べて横幅が狭い。幾段もの溶食ノッチが壁面に見られることがある。
ポケット:天井に見られるお椀の内のような丸い窪み。群になって生じていることもある。水面下の水流(渦流)で形成されたものと考えられている。直径数十cm - 1mくらい。
ペンダント:洞窟の石灰岩が溶食されていく時に、溶け残った部分が壁面や天井から幾つも垂れ下がるように残ったもの。水中で砂や粘土に埋没した状態で、石灰岩が差別的に溶食されたものと考えられている。大きさ数十cm - 数m。
スカラップ:地下水流の溶食によって壁面にできた魚の鱗模様のような凹みが集まったもの。表面を手で左右になでた時、抵抗なく滑る方向が昔の水流の方向。スカラップとはホタテ貝のこと。大きさ数cm - 数十cm。