岩溶洞穴的形成，可划分为三个阶段，即早期的潜水洞阶段、中期的地下水位洞、半充水洞阶段和晚期的完全脱离地下水位的早洞（又称化石洞）阶段。

　　本溪水洞正处于中期阶段，即地下水位洞穴（半充水）发育阶段。而洞中西侧的旱洞已进入晚期的化石洞阶段，而洞口东侧的银波洞则仍处于早期的充水洞发育阶段。

　　水洞发育的初期，是在距今40-50万年以前的中更新世的早期，汤河水的入渗水流在进入"汤河──太子河间地段呈条带分布的奥陶系灰岩含水层之后，由于在其下游方向上存在较厚的石炭──二叠系砂页岩层，是不透水层，受其影响而使岩溶水集中运动。在裂隙潜流条件下的岩渗作用应以溶蚀为主。此时水洞全充水，一直持续到距今约30万年前的中更新世的中期，形成了水洞雏形。水洞历经了全充水之后，不断扩大洞道，特别是太子河的不断下切和排泄基础面的不断降低，加上古气候的影响，在距今约20-30万年时，水洞进入了半充水状态的"地下水位洞穴"阶段，形成了暗河。当地下河洞道完全地或季节性地脱离全充水状态之后，在地层平缓、岩性软弱、机构破碎强烈的地段就产生了崩塌作用,从而使洞体的空间迅速增大,其洞顶的高度可达32m，是含水层地下水位从未达到过的高度。

　　另外，在距今约20-25万年左右时，地表水不断地向地下渗透的水流也开始在洞顶、洞壁活动，从而产生了最古老的以钟乳石为主的次生化系沉积物。

　　在距今大约12-14万年之间，长期排水的主洞口脱离了水流而成为干洞口。今日的旱洞发育成新的排水口，此期间形成了6-7m厚的粉砂质粘土冲积层，并堵塞了洞穴较低矮的地段。

　　在晚更新世的中晚期,由于太子河水位持续下降的驱动，使水洞东侧的银波洞成为新的排泄口，西侧的旱洞成为干洞，不再排水。

　　全新世以来，洞口西侧的旱洞形成地下潜流，直接在太子河侵蚀岸边以泉的形式排出。

　　近一万年来，水洞次生化学沉积作用在洞穴入渗相对有利的地段，形成了许多石钟乳、钙板和壁流石类的沉积物。

　　水洞的年龄

　　关于水洞的形成年代有过多种说法或推测：

　　其一，水洞形成年代约几亿年；

　　其二，水洞形成年代约几千万年；

　　其三，水洞形成年代约数百万年；

　　其四，水洞形成年代约亿万年等等不同的推测。

　　其实水洞的形成年代并没有那么久远，据1996年本溪水洞洞穴科研成果已经准确地告诉我们，水洞开始发育于距今40-50万年前的第四纪中更新世的早中期，经过裂隙充水和洞道扩大，形成了水洞的雏形。

　　在距今20-25万年的中更新世的晚期，形成了今天这样的地下暗河。

　　当您游览了水洞之后,一定很想知道水洞是怎么形成的，现在简要地向您介绍一下本溪水洞的成因：

　　水洞的成因，根据1996年最新的权威性的研究成果得知它有三个基本有利条件：一是水洞发育在奥陶系下统马家沟组石灰岩当中，该石灰岩层是可溶性岩层，它呈条带状分布在太子河和汤河的河间地带。二是这里的断层、常理裂隙特别发育见有东西向、南北向、北西向和北东向四组断裂构造。其中东西向的F1断层几乎与水洞的延展方向一致。断裂构造破坏了岩石的完整性，同时也是地下水在其中运移的通道。三是在石灰岩裂隙中流动的水，是由汤河水补给的，它具有很强的溶蚀能力。

　　由于上述条件并存于水洞地区，汤河水在石灰岩层里流动，经过几十万年的溶蚀、崩塌作用，最终形成了本溪水洞──大型地下暗河型岩溶洞穴。

　　次生化学沉积

　　当洞穴受新构造运动的影响而上升，全部或部分脱离了地下水位后，它就接受地表渗流水的作用。其渗流水在石灰岩的裂隙运移的过程中发生了碳酸化反应。石灰岩的化学成分是碳酸钙含有二氧化碳的水与碳酸钙反应结果,生成碳酸氢钙，因碳酸氢钙溶解于水，它便随渗流水继续往下渗透。这样裂隙不断被溶蚀而加大。如果这种含有碳酸氢钙的水（又称岩溶水）从洞穴的洞顶或侧壁上的裂隙渗出时，由于物理化学条件的改变，使其部分水份蒸发，结果重新在洞顶或侧壁形成碳酸钙结晶，这即是次生化学沉积物。

　　从洞顶向下生长的，呈钟乳状或圆锥状的次生化学沉积物，称为"石钟乳"在地面从下往上长的呈笋状的次生化学沉积物，称为石笋。石钟乳与石笋上下连接起来的称为石柱。在侧壁上形成的形状如帏幕一样的称为石幔。

　　水洞洞穴的次生化学沉积物类型较为简单。但在某种意义上它具有特殊的地位和别具一格的特色。

　　在洞顶、洞壁和河岸两侧平台上所形成的各种石钟乳、石笋、石柱、石幔、石旗、石盾、流石坝、钙板和石花等等。

　　它们有的是由重力水沉积，形成的滴石类和流石类，也有的是由非重力水沉积而成的。

　　１、鹅管：这是石钟乳的最初形态，属滴石类，在国外称麦杆状钟乳石，它的直径与水滴一样大小。

　　２、石盾：这是因为它呈园盘状的盾形板石而得名。它是一种特殊的裂隙性水流形成的。

　　３、石笋：是由滴水作用形成的，因其形呈笋状而得名。

　　４、石柱：是石钟乳与石笋上下连接起来呈柱形而得名。

　　５、斜塔：这是一根歪斜的石笋。这根石笋原本是直立在岸边土层台地上的,因地下河水冲刷土层使台地坍塌,石笋也就倾斜了。据测定,这根石笋高3.5m,生长年龄在距今7.97万年至2.79万年之间，经历了5.18万年，其生长速度为每4年长6.76cm。

　　６、钟乳石吊石柱：它原是一根石柱，竖立在岸边土层台地上，后因地下河水把土层冲走，使石柱悬挂在洞顶而成。

　　７、石幔：洞壁上的石幔，是沿洞壁裂隙由连续不断的片状流水所形成的幔状沉积物而得名。

　　８、石瀑布：是连续不断的片状流水所形成的瀑布状的沉积物而得名。

　　９、悬石盘：底盘呈水平状盖板，中心有后生的鹅管，边缘有裙状流石或石钟乳。它们原来是小型石柱，立在岸边土层台地上，其底盘盖立台面土层上。后因地下河水将其基座上土层冲刷掉，使带有底盘的小石柱悬空而得此名。　　10、北极宫：是洞中最大的一个呈厅堂状的洞道，高32m，宽50m，面积为3768.75平方米。如此宏伟的洞道主要是由于洞顶的岩层块状崩塌，使洞体空间增大所致。

　　11、"昆仑映雪"又名"大雪山"：是水洞中最大型的列队式堆状石笋，它的形成主要受脉岩的影响。

　　地壳深处的岩浆由于侵入到马家沟组石灰岩层中的裂隙里边，形成隔水层，对水洞的发育会起阻碍作用，并对洞道延伸的位置也有控制作用。

　　洞顶呈暗褐色的条带就是脉岩，它沿东西向分布，因脉岩不透水，地下河受阻。要穿过脉岩就得花费更大的能量，这样对脉岩周围的岩石就有更大的破坏，产生块状崩塌，使崩塌下来的岩块沿东西向呈列队式展布。后来由于包气带水流沿灰岩与脉岩的边界集中渗入，在其岩块上形成钙板，故沿分界线形成列队式的大石笋。

　　12、玉象戏水、太白神笔、天生桥......

　　水洞最古老的钟乳石是玉皇宫右岸距水面约18m的高台上小石笋的年龄最老，才十四万五千岁，还不到"万万岁"。

　　洞穴生物

　　一般在洞穴中的动物可分三种：一是真洞穴动物。这种动物只能在洞穴中生活，离开洞穴环境在洞外就失去了生存的能力。具代表性的此类动物有：盲鱼、盲鳅、蜘蛛和蚰蜒等。这类动物以眼睛明显退化或消失，有特殊的感应器官，缺乏色素，代谢较低，生长缓慢，繁殖能力差而寿命很长为其特征。

　　二是洞穴动物。这类动物的眼睛和体色发生了不同程度的变异，基本上能适应洞穴生活和繁衍后代。

　　三是拟洞穴动物。这类动物具有喜洞性，是一些暂居及季节性回洞内生活的动物。

　　水洞的洞穴生物目前在洞中发现的洞穴动物主要有：蝙幅、灶，这些动物多是从洞外迁入暂居的，或是在洞内已经适应了洞穴生马、马陆、蛾等。在地下河中见有鱼（白漂鱼）、虾和河蚌等。从动物的眼睛和体色等器官没有明显变化可以看出活环境而未达到遗传变异的拟洞洞穴动物。