在距今8-14亿年间，景区是一片汪洋大海。经过长达6亿年的沉积，形成了巨厚的富镁硅质碳酸盐岩，就是我们今天在景区内外看到的这些岩石。在中生代燕山造山运动时期，本区不断抬升为山地，经新生代时期长期侵蚀和风化，形成了现在奇异的地质地貌景观。喀斯特广泛发育的十渡国家地质公园有众多独特的地质现象，其中仙峰谷飞来石、孤山寨一线天、龙山“佛”字等因其深刻的科学内涵和成因独特、规模庞大、造型奇美、惊现神秘的特点，堪称十大地质奇观，具有很高的科学价值旅游开发价值。拒马河两岸，峡谷地带出露的岩石几乎都是中元古界雾迷山组燧石条带和燧石团块白云岩，属可溶性岩石，该地区在早奥陶世以前的十多亿年为古海洋所占据，形成一套巨厚的海相沉积；之后，本区隆起为陆地，经过晚古生代和中生代的长期隆起、抬升侵蚀，又经过新生代的强烈构造运动、差异性升降运动的影响以及河流强烈下切侵蚀和流水的溶蚀作用、搬运作用等复杂的地质地貌过程，形成独具特色的喀斯特地貌景观和一系列地质奇观。
一线天长65米，高40-50米，宽0.6-1.5米，一人通过，两壁擦肩，洞外烈日当头，炙热难耐，二钻进裂隙顿觉凉爽宜人。仔细观察，两侧山岩奇异，岩石表面有轻微溶蚀，略有凹凸不平，在一些细小缝隙中也有类似石钟乳的沉淀形态。因为雨水的渗入和溶蚀，在两壁岩石面上出现斑驳的沉积和侵蚀痕迹，如壁画，似崖刻，有的形如飞禽走兽，有的如树木花草，也有的似云霞如波涛，千姿百态美不胜收。因为裂隙很窄且深，内部光线较暗，抬头仰望只见一线蓝天，令人惊心动魄。人们挤在这深邃的地缝之中，连说话都不敢大声，生怕这裂缝稍有闭合。身在缝中有点像压在大山下的感觉，不仅刺激，而且令人生畏。这实在可称的上是一惊险奇观。在地质学界，断层裂缝是常见的地质构造现象，但是像孤山寨一线天这样的裂缝，实在是十分壮观，堪称罕见。
十渡龙山，在它上边一块直上直下的崖壁上，有一个苍劲有力的“佛”字，高3米多，宽约2米，远看则清，近看则蒙；雨后则真，平日则虚。这个“佛”字完全是自然形成的，是水沿岩石的节理裂隙面溶蚀风化后形成的痕迹，龙山的岩石属白云岩，白云岩可被含有二氧化碳的水溶蚀，所以在有裂隙的地方，当有雨水渗入时就发生表面溶蚀。由于裂隙面的不平整、不均匀，有的地方溶蚀较重。在同一岩层面上也有颜色深浅的变化，往往形成各种花斑等不规则图案。至于它能形成“佛”字形态，那完全是偶然、巧合，被称为世界自然奇观。
在千古河床上，平整的岩石中包裹着一个个圆形、椭圆形状似南瓜或冬瓜的石块，当地百姓称之为“石中石”。
蝙蝠山属于典型的峰丛地貌景观，峰丛、峰林、溶沟是地表水对可溶性岩石进行溶蚀，切割形成的山峰集合体。单个山峰外形呈锥状、塔状、圆柱状等不同形态，当这些不同形态的山峰汇聚在一起时，便形成了一幅壮美的画卷。蝙蝠衫犹如一只振翅欲飞的蝙蝠，造型生动，形象逼真，让你不得不叹服大自然的鬼斧神工。
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