Materiais e características posicionais

Existem três grandes categorias de materiais sedimentares encontrados nas cavernas: sedimentos clásticos transportados por riachos e infiltrados da superfície; blocos, lajes e fragmentos de degradação derivados da rocha local; e sedimentos químicos depositados na caverna por águas percoladas. Os sedimentos químicos são os mais diversos e são responsáveis pela beleza decorativa de muitas cavernas.

Os sedimentos químicos secundários mais comuns são a calcita, carbonato de cálcio. Ocorre também uma forma menos comum de carbonato de cálcio, a aragonite mineral. O segundo mineral mais comum das cavernas é o gipsita, sulfato de cálcio di-hidratado. Outros minerais carbonato, sulfato e óxido também são encontrados ocasionalmente nas cavernas. Muitos deles exigem que a caverna seja associada a depósitos de minério ou a outros ambientes geológicos especiais. Por esta razão, das mais de 200 espécies de minerais conhecidas que ocorrem nas cavernas, apenas cerca de 20 são amplamente encontradas.

Depósitos de minerais das cavernas ocorrem em muitas formas, suas formas determinadas pelo fato de terem sido depositados por gotejamento, fluxo ou infiltração de água ou em piscinas de água em pé. Coletivamente, essas formas de minerais secundários são conhecidas como espeleotemas.

Água emergindo de uma junta no teto da caverna pende por um tempo como uma gota pendente. Durante este tempo, uma pequena quantidade de carbonato de cálcio é depositada num anel onde a gota está em contacto com o tecto. Então a gota cai, e uma nova gota toma o seu lugar, depositando também um pequeno anel de carbonato de cálcio. Desta forma, constrói-se um espeleóte em forma de gelo chamado estalactite. As estalactites variam em forma, desde finas características semelhantes a palha até pingentes maciços ou formas semelhantes a drapeados. As estalactites têm um canal central que transporta a água da junta de alimentação para a ponta da estalactite. Quando as gotas caem no chão da gruta, deposita-se matéria mineral adicional e constrói-se estalagmites. As estalagmites também assumem muitas formas, desde o cabo de vassoura esbelto até formas semelhantes a um monte e pagodes. As estalagmites consistem em tampas ou camadas sobrepostas e não têm um canal central. As estalactites podem crescer tão grandes que não suportam o seu próprio peso; os fragmentos quebrados de estalactites grandes são por vezes encontrados em cavernas. As estalagmites não são tão restritas e podem atingir alturas de dezenas de metros. A água que corre ao longo das bordas e paredes abaixo deixa para trás folhas de calcita, que constroem um depósito maciço conhecido como uma pedra de fluxo.

>

>

>

A maior parte dos depósitos de calcite são compostos de calcite, embora outros minerais ocasionalmente estejam presentes. A calcita é geralmente grosseiramente cristalina, densamente embalada, e tem várias tonalidades de bronzeado, laranja e marrom. Parte do pigmento é proveniente de óxidos de ferro transportados para o depósito pela água de infiltração, mas o corante mais comum são as substâncias húmicas derivadas de solos sobrejacentes. As substâncias húmicas são os produtos orgânicos da decomposição vegetal, que também são responsáveis pela cor castanha de alguns solos e pela cor tealike de algumas águas de pântanos e lagos. Os espeleotemas de calcita podem ser brancos puros mas parecem leitosos devido a muitas pequenas inclusões de água dentro da estrutura.

A calcita em espeleotemas é derivada do calcário sobrejacente perto do leito da rocha/interface do solo. A água da chuva infiltrada através do solo absorve dióxido de carbono do solo rico em dióxido de carbono e forma uma solução diluída de ácido carbónico. Quando esta água ácida atinge a base do solo, reage com a calcite no leito rochoso calcário e leva parte dela para a solução. A água continua seu curso descendente através de juntas estreitas e fraturas na zona insaturada com pouca reação química adicional. Quando a água emerge do telhado da caverna, o dióxido de carbono é perdido para a atmosfera da caverna e parte do carbonato de cálcio é precipitado. A água infiltrante age como uma bomba de calcita, removendo-a da parte superior do leito rochoso e redepositando-a na caverna abaixo.

>

>

>

>

>

>>

>

As cavernas proporcionam um ambiente muito estável onde a temperatura e a humidade relativa podem permanecer constantes durante milhares de anos. O crescimento lento dos cristais não é interrompido, e alguns espeleotemas têm formas controladas pelas forças do crescimento dos cristais e não pelas restrições do gotejamento e do fluxo de água. Os espeleotemas conhecidos como helicópteros são muito parecidos com estalactites, pois têm um canal central e crescem em formas tubulares longas. Eles torcem e giram em todas as direções, no entanto, e não são guiados pela atração gravitacional das gotas de água pendentes. Outra variedade de espeleotemas, o antodito, é um conjunto radiante de cristais em forma de agulha. Os antoditas são geralmente compostos de aragonite, que tem um hábito diferente (ou seja, forma de grãos de cristal individuais) do que a variedade mais comum de carbonato de cálcio, a calcite. As formas em camadas ou semelhantes a corais ocorrem nas paredes das cavernas, e arranjos complexos de cristais são encontrados nas piscinas das cavernas. Piscinas de água saturadas com carbonato de cálcio têm a propriedade notável de se envolverem com barragens de calcite precipitada.

Gypsum e outros minerais de sulfato mais solúveis em água tais como epsomite (sulfato de magnésio hepta-hidratado) e mirabilite (sulfato de sódio deca-hidratado) crescem de águas de infiltração em cavernas secas. A deposição dos minerais de sulfato é devida à evaporação das soluções que contêm os minerais. Estes minerais ocorrem como crostas e sob a forma de massas radiantes e curvas de cristais fibrosos conhecidos como flores de gesso. Devido à sua maior solubilidade, os minerais sulfato ou não ocorrem ou são destruídos em cavernas úmidas ou úmidas.