天門山的形成，據(jù)考察，天門山隆起開始于燕山運動，再經(jīng)喜馬拉雅山造山運動，造就了天門山隆起的主體，后經(jīng)強烈的剝蝕和淋溶作用，形成了現(xiàn)今的喀斯特山地地貌。山頂因長期風(fēng)化剝蝕和斷層作用，四周陡峭部分被剝蝕僅保存了核部產(chǎn)狀寬緩地地層，從而呈現(xiàn)出孤立臺地地貌，臺地峭壁以下有向下伸出的幾條山巒及峰脊谷地，形成了今天的天門山。
天門洞的形成，說法不一，在 神話傳說中，有登天之門之說，有人說是公元263年的
地震崩解所致，有人說是自然山崩形成的，也有人說是溶洞溶蝕崩解所致。
經(jīng)考察，天門洞本是臺地邊緣的一個地下溶洞，溶洞頂部是向斜構(gòu)造的核部，因向斜之力擠壓，核部巖層本就為一個斷裂破碎帶，易于坍塌，再加上長期的溶蝕、侵蝕作用，終于南北兩端巖層崩落，露出天門。
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