Laskeumamateriaalit ja -piirteet

Luolissa tavataan kolmea laajaa sedimenttimateriaalin luokkaa: purojen mukanaan kuljettamat ja pinnalta suotautuneet klastiset sedimentit, paikallisesta kallioperästä peräisin olevat lohkareet, laatat ja rikkonaisuuskappaleet sekä suotautuvien vesien luolaan laskeuttamat kemialliset sedimentit. Kemialliset sedimentit ovat monimuotoisimpia, ja ne ovat vastuussa monien luolien koristeellisesta kauneudesta.

Sekundäärisistä kemiallisista sedimenteistä yleisin on kalsiitti, kalsiumkarbonaatti. Kalsiumkarbonaatista esiintyy myös harvinaisempi muoto, mineraali aragoniitti. Toiseksi yleisin luolamineraali on kipsi, kalsiumsulfaattidihydraatti. Luolissa esiintyy toisinaan myös muita karbonaatti-, sulfaatti- ja oksidimineraaleja. Monet näistä edellyttävät, että luola liittyy malmiesiintymään tai muuhun erityiseen geologiseen ympäristöön. Tästä syystä yli 200 mineraalilajista, joiden tiedetään esiintyvän luolissa, vain noin 20:tä esiintyy laajalti.

Luolamineraaliesiintymiä esiintyy monissa muodoissa, ja niiden muodot määräytyvät sen mukaan, ovatko ne kerrostuneet tippuvasta, virtaavasta tai tihkuvasta vedestä vai seisovista vesilammikoista. Yhdessä näitä sekundaarisia mineraalimuotoja kutsutaan speleoteemiksi.

Luolan katon liitoksesta nouseva vesi roikkuu jonkin aikaa riippuvana pisarana. Tänä aikana pieni määrä kalsiumkarbonaattia kerrostuu renkaaseen, jossa pisara on kosketuksissa kattoon. Sitten pisara putoaa, ja sen tilalle tulee uusi pisara, johon myös laskeutuu pieni rengas kalsiumkarbonaattia. Tällä tavoin muodostuu jääpuikkoa muistuttava tippukivi eli stalaktiitti. Stalaktiitit vaihtelevat muodoltaan ohuista oljenmuotoisista piirteistä massiivisiin riipuksiin tai kangasmaisiin muotoihin. Stalaktiiteissa on keskeinen kanava, joka kuljettaa vettä syöttöliitoksesta stalaktiitin kärkeen. Kun pisarat putoavat luolan lattialle, sinne kerrostuu lisää mineraaliainesta ja muodostuu tippukiviä. Stalagmiiteilla on myös monia muotoja, hoikasta luudanvarresta kumpuileviin ja pagodimaisiin muotoihin. Stalagmiitit koostuvat päällekkäisistä lakkeista tai kerroksista, eikä niissä ole keskuskanavaa. Tippukivet voivat kasvaa niin suuriksi, etteivät ne pysty kantamaan omaa painoaan; suurten tippukivien rikkinäisiä palasia löytyy joskus luolista. Stalagmiitit eivät ole niin rajoitettuja, ja ne voivat nousta kymmenien metrien korkeuteen. Jyrkänteitä pitkin ja seinämiä pitkin virtaava vesi jättää jälkeensä kalsiittilevyjä, jotka muodostavat massiivisen kerrostuman, jota kutsutaan virtauskiveksi.

Useimmat juoksukiviesiintymät koostuvat kalsiitista, vaikka toisinaan niissä esiintyy myös muita mineraaleja. Kalsiitti on yleensä karkeakiteistä, tiheään pakkautunutta ja väriltään ruskehtavan, oranssin ja ruskean eri sävyjä. Osa väriaineista on peräisin rautaoksideista, joita suotovesi on kuljettanut esiintymään, mutta tavallisempi väriaine on yläpuolisesta maaperästä peräisin olevat humusaineet. Humusaineet ovat kasvien hajoamisen orgaanisia tuotteita, jotka aiheuttavat myös joidenkin maaperien ruskean värin ja joidenkin suo- ja järvivesien teeriä muistuttavan värin. Kalsiittilöydöt voivat olla puhtaan valkoisia, mutta ne näyttävät maitomaisilta, koska rakenteessa on paljon pieniä vesisulkeumia.

Löydösten kalsiitti on peräisin yläpuolisesta kalkkikivestä lähellä kallion ja maaperän rajapintaa. Maaperän läpi tunkeutuva sadevesi imee hiilidioksidia hiilidioksidipitoisesta maaperästä ja muodostaa laimean hiilihappoliuoksen. Kun tämä hapan vesi saavuttaa maaperän pohjan, se reagoi kalkkikiven kallioperässä olevan kalsiitin kanssa ja ottaa osan siitä liuokseen. Vesi jatkaa kulkuaan alaspäin tyydyttymättömän vyöhykkeen kapeiden saumojen ja murtumien läpi, eikä siinä tapahdu juurikaan muita kemiallisia reaktioita. Kun vesi nousee luolan katolta, hiilidioksidia poistuu luolan ilmakehään ja osa kalsiumkarbonaatista saostuu. Tunkeutuva vesi toimii kalsiittipumppuna, joka irrottaa kalsiittia kallioperän yläosasta ja laskee sitä uudelleen alla olevaan luolaan.

Luolat tarjoavat erittäin vakaan ympäristön, jossa lämpötila ja suhteellinen kosteus voivat pysyä vakiona tuhansia vuosia. Kiteiden hidas kasvu ei keskeydy, ja joidenkin luolien muotoja ohjaavat pikemminkin kiteiden kasvun voimat kuin tippuvan ja virtaavan veden asettamat rajoitteet. Heliktiiteiksi kutsutut speleoteemit muistuttavat paljon tippukiviä siinä mielessä, että niissä on keskuskanava ja ne kasvavat pitkiä putkimaisia muotoja. Ne kuitenkin kiertyvät ja kääntyvät kaikkiin suuntiin, eikä niitä ohjaa riippuvien vesipisaroiden painovoima. Toinen speleoteemilaji, antodiitti, on säteittäinen neulanmuotoisten kiteiden rykelmä. Antodiitit koostuvat yleensä aragoniitista, jolla on erilainen asu (eli yksittäisten kiderakeiden muoto) kuin kalsiumkarbonaatin yleisemmällä lajikkeella, kalsiitilla. Luolan seinämillä esiintyy kerroksellisia helmiä tai korallimaisia muotoja, ja luolalammikoissa on monimutkaisia kideasetelmia. Kalsiumkarbonaatilla kyllästetyillä vesialtailla on se erikoinen ominaisuus, että ne ympäröivät itseään saostuneesta kalsiitista koostuvilla reunakivipadoilla.

Kipsi ja muut vesiliukoisemmat sulfaattimineraalit, kuten epsomiitti (magnesiumsulfaattiheptahydraatti) ja mirabiliitti (natriumsulfaattidekahydraatti), kasvavat kuivien luolien suotovesistä. Sulfaattimineraalien laskeutuminen johtuu mineraaleja sisältävien liuosten haihtumisesta. Nämä mineraalit esiintyvät kuorina ja säteilevinä, kaarevina kuitukiteiden massoina, joita kutsutaan kipsikukiksi. Korkeamman liukoisuutensa vuoksi sulfaattimineraaleja ei joko esiinny tai ne tuhoutuvat kosteissa tai märissä luolissa.