形成过程

钟乳石由碳酸钙和其他矿物质的沉积形成。石灰石是一种 碳酸钙岩石，被含有二氧化碳的水分解后，生成碳酸氢钙溶液。这个反应的化学方程式为：[1]

CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq) → Ca(HCO₃)₂(aq)　　水溶液顺岩石而下，直到抵达边缘。如果岩石在洞穴顶部，水将滴下。当溶液和空气接触，产生逆向的化学反应，碳酸钙被沉淀出来。逆向的化学方程式为：[1]

Ca(HCO₃)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq)

钟乳石每年平均增长率为0.13毫米。快速增长的钟乳石的水溶液中往往富含碳酸钙和二氧化碳，并且流动很快，这种钟乳石每年可以增长3毫米。[2]

每一个钟乳石开始于一滴载有矿物的水滴。当水滴落下，留下了很薄的一点方解石 圈。接下来的水滴继续留下新的方解石圈。最终，这些方解石圈形成非常细（0.5毫米）的中空的管子，俗称“苏打管”。苏打管可以长得很长，但是非常脆弱。如果它们因为碎片被堵住，水将从外面流过，沉淀出更多的方解石，形成锥形的钟乳石。同样 ，落下的水滴在到达地面后沉淀出更多的 方解石，最终形成圆形或圆锥形石笋。与钟乳石不同的时， 石笋形成的过程中没有中空的“苏打管”这一步骤。如果时间足够长，钟乳石和石笋将融合在一起，成为石柱。

化学成因

溶洞都分布在石灰 岩组成的山地中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的 碳酸氢钙；溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。洞顶的水在慢慢向下渗漏时，水中的碳酸氢钙发生上述反应，有的沉积在洞顶，有的沉积在洞底，日久天长洞顶的形成钟乳石，洞底的形成石笋，当钟乳石与石笋相连时就形成了 石柱。

实验：

取一只大茶杯（或试管），将少量 熟石灰（即 氢氧化钙）溶解水中，静置片刻，其中还没有溶解的熟石灰 便沉积在杯底，此时杯中分成两层：上层是跟水一样清澈的石灰水，其中含有已溶解的氢氧化钙；下层是石灰乳，呈浑浊状态。把上层清澈的石灰水小心地倾倒在一只试管 里约2ml，然后通过一支玻璃管（也可用塑料管——喝汽水用的那种吸管代替）往石灰水里吹气。由于人体呼出的气体中含有二氧化碳，因此石灰水就和它发生了 化学反应生成了不溶于水的白色固体石灰石，石灰水变浑浊。

氢氧化钙+二氧化碳 → 碳酸钙↓+ 水

Ca(OH)₂+ CO₂= CaCO₃+H₂O

如果我们继续往浑浊的石灰水里吹气，不久，它又变得澄清了。这是由于二氧化碳与碳酸钙起作用，生成可溶解于水的碳酸氢钙，因此浑浊液将随着沉淀的溶解而变得澄清。如果把这种澄清液加热，碳酸氢钙又转变为不溶的碳酸钙，于是溶液又重新变浑浊。

碳酸钙+二氧化碳+水 → 碳酸氢钙

CaCO₃+CO₂+H₂O = Ca(HCO₃)₂

在大自然里，许多石灰岩地带（主要成份是石灰石），就是由于这个原因而形成了奇峰异洞，生长了钟乳石、 石笋等。

钟乳石和石笋大不相同，一个像冬天屋檐下的冰柱，从上面垂下来；一个象春天从地面下“冒”出来的竹笋。

洞顶上有很多裂隙，每一处裂隙里都有水滴不断渗出来，每当水分蒸发掉了，那里就留下一些石灰质沉淀。一滴、两滴、三滴……水不断出现，又不断地挥发，洞顶上的石灰质愈积越多，终于生成一个乳头——这就是钟乳石的“童年”时代。以后，乳头外面又包上一层层石灰质，以至越垂越长。有的钟乳石的长度能达到好几米。

石笋是钟乳石的亲密伙伴。当洞顶上的水滴落下来时，石灰质也在地面上沉积起来。就这样，石笋对着钟乳石向上长。可以说钟乳石是“先生”，石笋是“后生”。但石笋底盘大，本身比较稳定，不容易折断，所以它的“生长”速度常比钟乳石还快。石笋的最大高度能达30米，像是一座平地里长出来的“石塔”。