解决方案的洞穴

如前所述，最大和最常见的洞穴是由溶蚀形成的石灰石或白云石．石灰石主要由方解石形式的碳酸钙组成。白云石是由碳酸钙镁组成的矿物白云石。这两种碳酸盐矿物在某种程度上可溶于水形成的弱酸二氧化碳溶解于地下水。水通过土壤渗透到基岩，水被天坑收集，地表溪流下沉到地下的边缘岩溶地区所有渗透沿着基岩的裂缝，通过化学作用逐渐形成相当大的通道。因为溶解过程发生在基岩深处，所以溶洞不一定有入口。大多数入口是由偶然过程形成的，如地表山谷的向下切割，天坑的坍塌，或采石场或路堑的就位。通道坍塌和通道堵塞的偶然过程将洞穴分割成更小的碎片。正因为如此，这里的小洞穴比大洞穴多得多。已知的最长的洞穴是猛犸Cave-Flint中南部山脊系统肯塔基州它的测量长度超过345英里(555公里)。

大多数溶洞形成于相对较浅的深度(从几十米到1000米)，由富含水的作用碳酸(H₂有限公司_3.）派生的来自最近的降雨。然而，一些溶洞似乎是由深海(如油田盐水)形成的。碳酸以外的酸的来源(例如，硫酸来自硫化物矿物的氧化或含硫化氢流体的氧化)可能是这种溶洞的溶解剂。根据一些调查人员的说法，卡尔斯巴德洞穴起源于硫酸的溶解。

石膏岩石，主要由二水硫酸钙(矿物石膏)组成，比石灰石更容易溶解。在干旱地区如西德克萨斯、西俄克拉何马州和东部的地表，可以发现石膏岩石的露头新墨西哥．由石膏溶解形成的洞穴在大小、形状和通道的模式上都很像石灰岩洞穴。的屈服吧乌克兰是世界上最长的石膏洞穴，有165公里的通道。

洞穴也是由盐(一种矿物)的溶解而形成的岩盐)．由于盐极易溶于水，所以只有在极端干旱的地区才会出现在地表。盐洞在通道规划和形状上与石灰岩洞穴非常相似。在大多数情况下，盐洞很小，通道长度从几十米到几百米不等。盐洞的典型例子出现在澳大利亚的塞多姆山以色列以及西班牙东部。

起始阶段

由于石灰石是不透水的岩石，地下水主要通过机械断裂-节理和层理-平面分划进行移动。因为地下水渗透慢慢地穿过这些开口，它几乎被溶解的碳酸钙饱和，尤其是在岩体深处。因此，水进一步溶解石灰岩的能力是有限的，因此裂缝的扩大非常缓慢。计算表明，将裂缝从最初的10到50微米扩大到铅笔大小的5到10毫米，需要3000到1万年的时间。当从水源到出口的连续通道扩大到5至10毫米宽时，起始阶段就完成了。

5到10毫米大小的扩大骨折标志着一组新的过程开始发挥作用的阈值。缓慢的,渗透水流加速管道变得更大，在阈值大小湍流出现在流动的水。流动模式不太像通过含水层的渗流，而更像管道中的流动。在阈值尺寸下，开口足够大，流速足够高，不溶性沉积物可以被输送。为了完善地下排水系统的建设，必须保证地下排水系统的输水能力管道同时冲走从天坑冲进来的土壤、下沉河流的沉积物和不溶性物质风化石灰石溶解的产物。另一个阈值与石灰石溶解的速度有关。在初始阶段，流速较低，水接近饱和，石灰石的去除速度非常缓慢。随着流速的增加，非饱和水向基岩深处流动，溶解速度大大增加。铅笔大小的阈值开口标志着初始断裂系统与演化断裂系统之间的边界管道系统。

扩张阶段

一旦一个完整的通道被打开到阈值大小，扩张就会迅速发生，因为管道为地下水流动提供了一条有效的通道。从门槛大小扩大到直径一至三米的全尺寸洞穴通道，可在1万至10万年内完成，具体取决于当地情况地质．在扩大阶段，导管可能完全充满水，在这种情况下，随着溶解均匀地作用于地板、墙壁和天花板，生长通道采取圆形或椭圆形导管的形式。如果供给管道的水源是有限的，那么就会有一段时间没有足够的水来填满通道。然后形成一个自由的空气表面，天花板就会溶解停止，即使通道将继续扩大通过溶解较低的墙壁和地板。从管道流到明渠流的过渡导致通道形状从椭圆管转变为流道形状峡谷．持续的溶蚀侵蚀导致峡谷加深，形成30至50米高的峡谷通道，宽度只有1米或更少。

在扩大阶段结束时，洞穴通道的命运取决于陆地表面其他地方和海洋中发生的事情流域．如果通道深埋在水位美国将继续扩大，直到通道变得太宽，超过了天花板基石无法支撑自身重量，通道最终会坍塌。在洞洞通道扩大的过程中，地表河流一直在切割河床，基准面和地下水位的位置都在降低。在过渡到峡谷形状后，如果原始水源继续流经洞穴，地下峡谷可以继续加深，保持其梯度与降低的地表河流相适应。然而，有时这些管道通道被完全废弃了。堆积在洞穴通道地板上的不溶性沉积物的表面往往会保护它们不被溶解。当地表水流向下切割时，管道被留下，而水力梯度的增加导致新的通道在较低的水位形成。在适当的时候，水流完全转向这些新的通道，原来的通道保持充满空气和干燥，高于下降的地下水位。

停滞和衰退阶段

由于地表水流被切断而被废弃的洞穴通道可以在停滞阶段存活很长时间。删节段落谷砍伐产生入口。停滞期的洞穴是人类最常发现和探索的洞穴。

地表侵蚀继续侵蚀着地貌，山顶和高原就会降低。下面的洞穴通道被切割成越来越小的碎片。最终，地表的剥蚀破坏了通道的最后遗迹，结束了洞穴管道的悠久历史。

停滞和衰变阶段的时间尺度很大程度上取决于当地的地质条件。对猛犸洞穴沉积物的古地磁测量表明，海拔最高的通道至少有200万年的历史。基于宾夕法尼亚州阿巴拉契亚山谷地表风化速率的研究表明，在美国海拔最高的洞穴剩余山丘可能有200万年到300万年的历史。

更大的洞穴系统通常有复杂的叠加通道模式，代表了洞穴发展的悠久历史。最古老的通道，通常但不一定是那些在最高海拔的通道，可能形成于第四纪冰期之前。最年轻的段落可能是一段集成现在的地下排水系统。