洞穴是人能進入的自然形成的地下空間，從成因上可劃分為喀斯特洞穴、侵蝕洞穴、熔岩洞穴和冰洞等。我們常見的洞穴是喀斯特洞穴，也稱溶洞。喀斯特洞穴主要發育在碳酸鹽岩中，碳酸鹽岩的主要成分是碳酸鈣和碳酸鈣·鎂。世界上出露的碳酸鹽岩約占陸地面積的20%，主要集中分布在中美洲、環地中海和中國西南。中國的碳酸鹽岩出露面積約為50萬平方千米。
洞穴的發育和演化過程主要有以下幾個階段：首先是大氣降水沿岩石孔隙、裂隙、層面等滲入岩體，并對岩體進行溶蝕、擴大形成地下空洞；随着空洞的逐漸擴大，水流彙集到洞中形成地下溪流或地下河；地下河形成後，在重力崩塌作用、地下河的溶蝕作用、侵蝕作用和搬運作用的共同作用下，使洞腔進一步地擴大；随着地殼的擡升，潛水面下降。地下河及岩體中的其他水流向下滲漏，從而形成新的下層洞道，上、下兩層洞之間通常發育垂直洞穴将它們連接，從而形成完整的洞穴系統。
水中碳酸與碳酸鈣的化學作用是一個可逆的反應。洞穴形成後，岩石中的水流在滲入洞中後，由于溫度和壓力的改變，水中的鈣離子濃度過大而産生逆向反應，即水中的鈣離子和重碳酸根反應生成水、二氧化碳和碳酸鈣。這些碳酸鈣在洞頂、洞壁和洞底等部位沉積下來，便形成了各種形态的鐘乳石。由于形成鐘乳石的水動力不同及其沉積部位的不同，形成了各種不同的類型，主要有：石鐘乳、石筍、石柱、鵝管、石旗、石盾、石簾、卷曲石、邊石、雲盆、鈣闆、穴珠、晶花等，以及它們的組合形态。
洞穴是一種自然資源，其用途不僅僅是人們所熟知的觀光旅遊，還可用于倉儲、水資源開發、水能開發、采礦、防空、休閑療養、科研、教學等。中國是一個洞穴資源大國，但由于開展探測較晚，洞穴資源情況仍不清楚。随着洞穴探測和考察活動的不斷開展，有更多的大洞、長洞和深洞必将展示給世人。
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