Dall'azione di dissoluzione e deposizione chimica nascono gli speleotemi, che rappresentano l'archivio di ricerca per il geologo e l'archivio visuale-esplorativo per lo speleologo.

In questa situazione il "sistema grotta" sottolinea solo un aspetto; l'archivio geologico talvolta, si interpone e si stratifica all'archivio biologico (dove gli aspetti della vita ipogea hanno delle peculiarità ben specifiche), all'archivio antropologico, (dove è possibile individuare attraverso i cosiddetti "depositi nascosti" le tappe di evoluzione dell'uomo) ed infine gli archivi dell' immaginario-onirico dove la grotta essendo unica in sè, trasporta l'uomo-geologo-esploratore in realtà interpretabili e trasformabili nel tempo e nello spazio.

Il complesso "grotta" è un sistema aperto e fortemente controllato dalle variabili esterne, ma contemporaneamente è un ambiente relativamente "protetto", in particolar modo dal degrado conseguente all’azione dell'uomo.

La grotta è un ambiente sedimentario a tutti gli effetti, ossia una parte della superficie terrestre in cui si trovano sedimenti, ma dove non predomina necessariamente la sedimentazione. In ambiente ipogeo si hanno, quindi, processi di erosione-trasporto-sedimentazione regolati dall'acqua che è il principale agente; sia pur in misura minore, ma non trascurabile, anche il vento esplica un azione di trasporto e sedimentazione, formando sequenze importanti di depositi fini. In modo particolare la sedimentazione eolica è favorita da un clima di steppa legato a fasi climatiche fredde ed ambienti periglaciali, ove grosse quantità di materiale sono preparate dalla degradazione meteorica.

Solitamente si usa distinguere i depositi "chimici" da quelli detritici, questi ultimi si dividono in:

• depositi endogeni, principalmente generati dai crolli di parete e/o volte; forniscono informazioni, qualora sia possibile datarli, sull’evoluzione della grotta ed eventualmente sull’origine sismica del suo colmamento.
• depositi esogeni provengono dall’esterno della grotta; l’acqua è il principale agente di trasporto ed i sedimenti depositati sono alluvioni. L’analisi di esse mette in evidenza le modalità di deposizione e le caratteristiche (velocità, energia, ecc..) di trasporto.

Gli speleotemi, invece, rappresentano i depositi chimici dell’ambiente ipogeo.

Come noto dalla reazione dell'equilibrio dei carbonati, le rocce solubili possono essere disciolte dall’acqua quando questa è acidula; il bicarbonato in soluzione è un componente in equilibrio: quando la temperatura dell'acqua aumenta o la pressione parziale dell'anidride carbonica diminuisce, la reazione si svolge in senso inverso e avviene la precipitazione del carbonato e relativa formazione di concrezioni È, quindi, evidente come in funzione delle condizioni ambientali, l’acqua ha una doppia azione: può generare condotti carsici dissolvendo il carbonato o può depositare il calcare stesso sotto forma di concrezioni.

L’attività idrica e, di conseguenza la presenza e/o l’assenza di concrezioni, sono caratteri distintivi dell’evoluzione di una cavità carsica: grotte percorse perennemente o periodicamente da corsi d’acqua si collocano in uno stadio giovanile, poiché dove le acque correnti sono abbondanti, l’atmosfera sotterranea tende a saturarsi di vapore acqueo e la sedimentazione chimica è impedita. Viceversa la relativa abbondanza di concrezioni indica uno stadio più senile del carsismo.

Il fenomeno che genera le concrezioni ha, pertanto, un suo dinamismo strettamente collegato all’attività idrica, e la molteplicità di forme che né risulta dipende da vari fattori: 1) la posizione nella cavità sotterranea del punto di percolazione dell’acqua: volta, pavimento, pareti, bacini pieni d’acqua, ecc…; 2) la portata dell’acqua: circolazione capillare, stillicidio goccia a goccia, ruscellamento, cascata, ecc…; 3) i parametri di permeabilità della roccia che influiscono sulla modalità di circolazione dell’acqua.

Tra questi fattori il secondo è quello preponderante per poter fornire una classificazione delle concrezioni. Si distinguono due grandi insiemi di concrezionamento: 1) quello controllato dalla forza di gravità; 2) quello controllato dalla capillarità.

Il primo tipo ha uno sviluppo che dipende dal profilo delle pareti della cavità: è il concrezionamento più classico e comune della grotta. La forma e le dimensioni di questi speleotemi dipendono principalmente dalla portata dell’acqua che li alimenta.

Uno stillicidio lento favorisce la formazione di stalattiti; uno stillicidio rapido permette la formazione di stalagmiti.

Una portata d’acqua molto ridotta, soggetta a forze capillari e di tensione superficiale, porta ad un concrezionamento che si sviluppa con direzioni casuali nello spazio: eccentriche, ciuffi, coralloidi, ecc…

In clima umido, il concrezionamento legato a gravità risulta favorito, mentre il concrezionamento capillare viceversa prevale in un clima più secco.

Le diverse forme degli speleotemi e lo studio dei depositi di grotta in generale, consentono di individuare in prima approssimazione le alternanze climatiche dell’ambiente esterno e i riflessi che essi hanno sul sistema carsico.

In seguito ad un graduale miglioramento delle condizioni climatiche associato ad una forestazione e stabilizzazione dei versanti, si produce una generale fase di carsificazione; ciò è da mettere in relazione con lo sviluppo di estese aree vegetate, tipiche di climi temperati-umidi, che liberano una maggiore quantità di CO₂ di origine biologica disciolta nelle acque di percolazione nei suoli che si sviluppano sui substrati carbonatici.

Al passaggio ad una fase climatica più fredda, in condizioni aride si attivano processi periglaciali, responsabili della produzione di ingenti quantità di detriti; il materiale che raggiunge il fondovalle viene in parte rielaborato dai sistemi fluviali e, dove si hanno condizioni di endoreicità o semplicemente inghiottitoi lo stesso materiale viene trasportato e depositato in grotta (depositi esogeni).Inoltre, in condizioni periglaciali, l’apporto d’acqua risulta ridotto, la velocità di concrezionamento diminuisce fino, eventualmente, ad arrestarsi anche per periodi lunghi.

Questa interruzione risulta, solitamente, "registrata" negli speleotemi da strati di colorazione brunastra, dovuti alla presenza di ossidi e alla corrosione della superficie della concrezione.

Le condizioni di deposizione sono documentate anche dal sistema di cristallizzazione; il carbonato di calcio cristallizza secondo due sistemi differenziati: la calcite e l’aragonite. L’aragonite si deposita di preferenza quando l’alimentazione d’acqua è ridotta e in presenza di ioni magnesio (calcari dolomitici, dolomie). Nei casi più favorevoli, si osserva ripetutamente il passaggio calcite-aragonite in una stessa concrezione; questi passaggi indicano fluttuazioni climatiche "umido-meno umido" utile per l’identificazione di paleoclimi.

Lo studio del diverso processo di formazione delle concrezioni, il loro significato paleoclimatico, l'interpretazione delle forme, costituiscono un approccio interessante e utile, che permette, tuttavia, solamente di studiare la successione delle diverse fasi di concrezionamento o di deposizione detritica, ossia di stabilire una cronologia relativa.

Lo studio dei depositi di grotta forniscono importanti informazioni, utili, talvolta necessari, per un approccio multidisciplinare della geologia locale; le scoperte di nuove grotte, rese possibili dallo sviluppo dell'esplorazione speleologica, forniranno altro materiale per queste indagini, utili oltrechè affascinanti.