來張家界旅游觀光的人，無不對武陵源奇特的砂巖峰林地貌和九天洞、黃龍洞神奇的地下喀斯特景觀感到驚奇，并被它驚人的魅力所傾到。驚嘆之余，不少人會研究它，更深入地去認識它。追根索源，探索其奇特的自然景觀所形成的奧秘機理，以增添無窮的游興。為了幫助大家用科學的眼光認識大自然，有必要將市區(qū)形成自然景觀要素的地層、構造、礦產(chǎn)、地貌、作一簡單介紹。  　
　　市區(qū)內的地層，除前震旦系沒有出露，石炭系缺失外，基本上發(fā)育都較為齊全。寒武系、奧陶系在本區(qū)發(fā)育完整，巖性以石灰?guī)r為主，還有白云巖、頁巖。發(fā)育完好的巖性引起國內外學者的重視，并經(jīng)常前來考察。近年來筆者就接待過不少考察團，其中有美國、法國學者?？梢哉f，張家界不但自然風光有名，張家界的地層也很有名。
　　張家界市區(qū)的地層，主要為石灰?guī)r層，這為我們建筑業(yè)用石料、石灰，生產(chǎn)水泥提供了取之不盡的原材料。我市地下喀斯特溶洞景觀形成，石灰?guī)r層是先決條件，因為石灰?guī)r中主要成份為鈣，鈣容易溶解于水，當這種水在地下深處有一定壓力時，溶解更甚?；?guī)r中的鈣被水溶解帶走，經(jīng)過幾十萬、百萬年，甚至上千萬年的沉積鈣化，石灰?guī)r地表就會形成溶溝、溶槽，地下就會形成空洞，所以有落水洞、溶洞、暗洞等。當這種含鈣的水，在流動中失去壓力，或成份發(fā)生變化，鈣有一部分會以石灰華的堆積物形態(tài)沉淀下來，變成地下空洞。由于免受自然外力的破壞與逐漸堆積，便形成了石鐘乳、石筍、石柱等自然景觀。
　　其次，在市區(qū)分部的為頁石、砂巖。這類砂巖，尤以中泥盆流的云臺觀組石英砂巖在我市最為著名。厚層狀，結構致密堅硬，不易風化，便是這類砂巖的特點。武陵源景區(qū)內的金鞭巖、南天一柱等奇特石峰，就是這種砂巖性格的充分體現(xiàn)。它是我們張家界的驕傲，是形成武陵源景觀的物質基礎，沒有它，就沒有我們今天武陵源的美麗風光。
　　除此之外，張家界的地層中還蘊藏了更為珍貴的古生物化石。二疊系中珊瑚化石是生產(chǎn)龜紋石的原料，埋葬在侏羅系中的芙蓉龍恐龍化石七十年代在桑植的芙蓉橋挖掘，今陳列在省地質博物館?？梢哉f，張家界的地層蘊藏了不少真正的寶藏，等待著人們不斷的探索和挖掘。
　　市區(qū)大地構造跨越江南古陸和揚子準地臺兩大一級構造單元?？偟臑檩^為穩(wěn)定的陸地臺塊，以上下升降運動為主，褶皺運動不強烈，也沒有巖漿石活動出露，斷裂構造只在兩大構造單元接觸部位即市區(qū)澧水河谷一帶較為發(fā)育，其他地區(qū)不多。這樣穩(wěn)固的地殼基礎，是武陵源景區(qū)內幾千座石英砂巖峰林千百萬年永不崩塌的真正奧秘。了解本區(qū)大地構造特點，有助于加深我們這一認識。不少游人，可能已經(jīng)感到奇怪，象武陵源這樣的石英砂巖，在我國各地，何止一處兩處，為何獨有武陵源有上百米幾百米高的砂巖巨峰屹立青山，聳立藍天而不倒呢？奇跡！就這樣選擇了張家界的武陵源。
　　地層和構造的特殊條件，使張家界的礦產(chǎn)以沉積形成的礦產(chǎn)為主，有煤、鐵、鎳、鉬，其次有低溫熱液形成的鉛、鋅、銅，非金屬礦產(chǎn)有石灰?guī)r、白云巖、大理石、營石、重晶石、硅石（石英）等，還有礦泉水。
　　總之，從科學和工業(yè)的觀念上講，泥土石礦能燒制磚瓦，砂石礦能建造橋梁、高樓。能利用，能為國民經(jīng)濟建設服務的都是有用的礦產(chǎn)資源，都應該珍惜和保護，只是其價值大小不同罷了。
　　形成武陵源景區(qū)奇特的砂巖峰林地貌的石英砂巖，本身也是一種礦產(chǎn)資源。其二氧化硅含量達百分之九十至九十九點零六，是生產(chǎn)石英玻璃的優(yōu)質原料。是開采作為礦石，還是保存其峰林景觀，我想，人們肯定會毫不猶豫選擇后者，因為后者的價值簡直無法計算。
　　在張家界市區(qū)境內，由于受地理、地層、構造、氣候等諸多條件的影響，便形成了多姿多彩的地貌奇觀。從地勢上來看，我市西接云貴高原，東臨洞庭湖，北與鄂西山區(qū)接壤，南又與雪峰山毗連。其總的地勢是：東南與中部低，四周高，沿澧水河流兩岸，又有一塊一塊的沖積土平原。我市境內一年四季，氣候溫和，雨量充沛，溪流發(fā)育，各條溪流的均匯集到澧水河，然后從西向東，一直流進八百里洞庭湖。湖內，沉積著幾十米幾百米厚的泥沙。
　　與洞庭湖相反，從東向西，地勢又逐漸升高，到市區(qū)中心地段，便出現(xiàn)了海拔高達1500余米的天門山、七星山等高山峻嶺。有高山峻嶺，又有低谷平原，這就是本區(qū)獨特的流水侵蝕地貌。
　　武陵源景區(qū)內的巨厚的石英砂巖，產(chǎn)狀平緩，使巖層不能沿層面薄弱部位滑塌，覆蓋在志留系柔性的頁巖之上。重力作用，使得剛性的石英砂巖垂直節(jié)理發(fā)育，在水流強烈的侵蝕作用下，巖層不但解體、崩塌，流水搬運，殘留在原地的便形成雄、奇、險、秀、幽、曠等千奇百怪的峰林，是武陵源風景區(qū)的主體。
　　慈利縣五臺山風景勝地，同樣也是由同一層位的石英砂巖組成，巖層產(chǎn)狀也平緩。到過那里觀光的人，可能會提出疑問，五臺山怎么不形成峰林地貌，卻形成一個臺地，既人們所稱為“方山”呢？游人只要仔細觀察，就不難發(fā)現(xiàn)，五臺山頂部有黃綠色的頁石、泥灰?guī)r覆蓋，它是隔水巖系，可以保護下伏砂巖免受流水侵蝕?？上侵皇前偃f年或千萬年以后的事了。
　　流水侵蝕地貌，在市域另一個突出的表現(xiàn)是由于地殼上升，溪流向下切割作用加大，來不及將河流拓寬，而使河谷形成隘谷、峽谷。河的谷底極竄成線形，兩壁陡峻，灘多水急。張家界市澧水源頭、婁水上游、茅巖河段，就是這種河谷地貌。當你泛舟或漂流在這種河谷的急流險灘上，驚濤駭浪使你感到刺激，進入忘我的境界。兩岸陡峻秀麗的景色，又使你留戀人生，勇氣會在心中升起，會使你在激流中拼搏，奮斗人生。為什么眾多的年青人，也有不少中老年人，到了張家界，非到茅巖河、澧水河、婁水河漂流不可，真諦，也許就在這里。
　　喀斯特地貌（近年來學術界也稱巖溶地貌），也是張家界地貌的另一突出的特點。約占全市面積百分之四十左右，且種類，不論地表、地干，其堆積物均發(fā)育齊全，是我國湘西北喀斯特地形發(fā)育地區(qū)的一個組成部分。桑植縣、慈利縣大部，武陵源區(qū)、永定區(qū)東南部是這一地形發(fā)育的地區(qū)。
　　地表喀斯特地形的溶溝、溶槽、石芽、干谷、石丘、石陵市內各地可見，唯石林在市區(qū)少見，在天門山風景區(qū)能見到一些單個石柱，但很少成林。湘西北地區(qū)只有在自治州花垣縣小排吾一地，有一片石林，俗稱“石欄柵”，頗引人注意， 也吸引了不少游人學者觀光考察。
　　天門山風景區(qū)地貌，應屬高山地形，有流水的侵蝕作用，也有喀斯特作用形成的地貌。在流水侵蝕作用下，巖層產(chǎn)生崩塌，形成懸崖陡峭，極為壯觀，面臨澧水，更是雄偉?？λ固厝芏锤邟焐椒?，奇妙無比，歷來為游覽勝地。
　　地下喀斯特溶洞、喀斯特堆積物形態(tài)。在張家界，更是堪稱一絕。其溶洞規(guī)模，桑植縣的九天洞能列入世界洞穴學會會員洞，也真不愧為亞洲地一洞的響亮稱號，可見不是一般。
　　九天洞和位于武陵源區(qū)的黃龍洞，是張家界地下喀斯特地形的代表。它們集溶洞、溶洞河、暗河、落水洞、漏斗為一體。其洞內喀斯特堆積物，石鐘乳、石筍、石柱更是千姿百態(tài)，變化萬千，可以說，想什么，像什么，極大地拓展了游人想象的空間，往往使人很難找到恰當?shù)脑~匯和語言來贊美她。