洞穴黑色沉积由几种不同物质构成。本文主要论述的有锰矿、煤烟、鸟粪、沥青和腐殖酸盐。锰呈一种黑色薄层盖在洞壁及河流冲积物上,也可呈斑点状存在于洞穴碳酸钙沉积物上,或作为一种黑色充填沉积。在黑色沉积中已发现了几种不同的锰矿,有钠水锰矿、杂硬锰矿(硬锰矿)、钙硬锰矿、锂硬锰矿和钡镁锰矿,这些可通过简单的化学实验进行鉴定。火把和提灯产生的煤烟往往沉积在洞顶和洞壁上部。在新墨西哥州瓜德罗普山的黑洞中发现地面燃烧的煤烟已由渗流水带入洞穴中。洞底鸟粪沉积中的灰份是过去鸟粪燃烧的证据。深褐色到黑色的鸟粪沉积可通过鸟粪的气味、屎粒特征、骨头、羽毛或昆虫的存在来识别,若鸟炎分解后则有较高的磷酸盐含量。洞穴中略带黑色的有机腐殖酸盐和其它酸质物必须在化学实验基础上由 x 射线的衍射术及红外线吸收光谱的分析来鉴定。虽然氧化锰是洞中最普遍的黑色物,但它仅是可能造成染色的色剂之一。本文之目的是论述洞穴中存在的几种黑色沉积,以便指导读者鉴别它们。
