钟乳石的形成是一个典型的化学沉积过程,涉及到溶解和结晶两个步骤。
在含有钙离子的地下水(如石灰岩地区的地下水)中,水分子与空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢根离子。这些碳酸氢根离子与钙离子结合形成可溶的碳酸氢钙。当含有碳酸氢钙的水溶液滴落到石灰岩洞中时,由于温度升高或压力减小,水中的二氧化碳逸出,使碳酸氢钙分解为不溶于水的碳酸钙。随着时间的推移,从洞顶往下滴的水不断沉积出碳酸钙,形成自上而下生长的钟乳石;同时,从地面往上渗的水也不断沉积出碳酸钙,形成自下而上生长的石笋。当钟乳石和石笋生长到一定高度并相接时,就形成了石柱。这一过程通常需要上万年甚至几十万年。