这也是旅游地学知识中引人注意的一个方面，有所谓“地裂神仙府”或“别有洞天”之赞。能构成游览洞穴的地质条件主要有三类：
第一类是石灰岩地区的溶洞，占洞穴胜景的绝大部分。就我国来说，广西、贵州、滇东、湘西一带最为发育。赣北、皖南、苏南及浙北也有若干名洞。这些地方，古生代及三叠纪的石灰岩地层分布颇广，厚度大，地层倾角小，当地气候亦属亚热带环境，岩层容易被溶蚀，特别当地表雨水通过岩石缝隙渗透汇集成较大的水流在地下形成暗河或潜流以后，在平整的层面上流过，冲击、破碎，溶蚀岩体，使暗河道日益扩大。随着地壳上升，水流下降，原来的暗河河道就变成洞穴。多次升降以后，便形成多层的洞穴。这就是溶岩造洞的基本过程。洞壁间又由于高浓度的碳酸钙溶液徐徐流动展布，年长月久以后，形成碳酸钙结晶体（方解石），即所称的钟乳石、石笋之类，它们构成千姿百态的人物、飞禽、走兽、瀑布、宫殿等各种各样、形神兼备的景观，再配上富有妙想的名称或迷人的神话故事，游人到此，游兴倍增。
第二类洞景是大溶洞坍顶以后，乱石堆积而成，由无数小洞与岩石间的缝隙相互接连起来，人行其间，时而石壁贴胸，时而匐匍爬行，寄寓了另一番旅游的乐趣。例如江苏宜兴的张公洞即属此类。有时，这类“乱洞”也在大溶洞内据一隅所有，大小相配，扑朔迷离，亦自然成趣也。
至于江苏连云港花果山上分布着的众多若断若续的小洞，这是由于花果山在地质近期内山体不断迅速上升，山势十分陡峻，山石容易造成崩落，顺坡滚下，相互垒叠而成。本来这小洞并没有什么起眼，只因一部吴承恩的《西游记》，把这里作为故事的发祥地，于是这些平常的小洞身价骤增，游人到这里，探索奥秘，弄假成真了。这也是自然风光与人文景观很好结合的一处范例。
第三类洞穴，发生在软硬岩层相间的地方，硬岩层（如石英砂岩之类）不易风化，往往形成突出的巉岩；而软弱岩层（如泥岩、页岩之类）则容易风化，被侵蚀成凹穴，根据其体积大小的不同，有些佛殿、神坛往往也建设在其中，善男信女，前来膜拜，旅游业也随之热闹起来，庐山仙人洞即属于此类洞景。火山岩系发育的地区，亦可见此类洞穴，如浙江雁荡山灵峰的观音洞，再结合断层裂隙，构筑成10层楼房寺殿，自洞口至顶层，有石磴377级，游人到此，颇有攀登“仙宫”之感。南方诸省白垩纪至早第3纪的红色砂岩发育区，亦多有此类洞景，如浙江永康方岩、四川北部峡谷地带常有所见，也都为佛寺僧人所占，游人亦多。
颠三倒四的地磁场
磁石可以指南，在这个基础上制造出的指南针，是世界公认的我们祖先的四大发明之一。为古今中外多少伟大的航海家、旅行家们指引迷津，立下了不朽的功劳。因此千余年来，人们认定了地球磁场是亘古不变的。说地磁场颠三倒四，岂不是海外奇谈？！其实，这不是海外奇谈，而是近几十年在海底地质研究中取得的重大发现之一。
20世纪初，当年轻的德国气象学家魏格纳以门外汉的身份提出“大陆漂移”的见解时，曾遭到许多科学家们的冷嘲热讽：“大陆怎么会漂移呢？简直是怪论”。然而，到了20世纪50年代，多数人已经确认了“大陆漂移”观点颇有见解、十分可能的时候，科学史以惊人的相似性记录下新的一页。英国以布莱克特为首的科学家小组，以他们测得的大量古地磁资料为出发点，提出了在地质时期，地球磁场曾可能发生过倒转的见解。这个观点一提出来，科学界为之哗然。有些“权威”的学者断言“有人认为地磁场曾发生过倒转，这怎么可能呢？这是根本不可能的！”
不到10年的时间，人类的认识史就翻开了新的一页。20世纪60年代，人们在海上进行的大量航磁测量，所得到的海底古地磁资料，使一些科学家欣喜若狂，而另一些人则目瞪口呆。在基本平坦而阔大的海底，古地磁场的记录排列得十分整齐。它们呈现为平行的条带状，相邻的条带记录着相反的地磁场方向；同位素方法测定的地质年龄又告诉我们，凡同龄的海底，都记录着相同的地磁场方向。一切杂乱的干扰都可以被排除了，地质学家、地球物理学家，都不得不承认他们从未曾料到的一个事实，在地质时期内，地球的两个磁极确确实实几次互换位置，在每种位置上，地磁极稳定的时间从几万年到几十万年不等。陆地上的古地磁考察资料完全证实了这一新发现。
今天，可以理直气壮地说，地磁场确曾颠三倒四，这并非幻想和夸大其辞，而是千真万确的事实——人类尚不能给以科学解释的许多自然谜团之一。
古洋底踪迹
在20世纪50年代之前，最富想象力的人大概也不会想到竟然有什么神奇的力量可以“抽换”大洋之底。在1957～1958年的国际地理年期间，美国、前苏联、挪威、日本等十多个国家的科学考察船上的海洋科学家们，在充分研究了获取的资料后，惊奇地发现，已有30多亿年生命史的海洋，其海底地壳的年龄却很少超过2亿年。古老的洋底哪里去了？是科学家们疏忽了没有发现它们呢，还是另有我们尚不知道的原因？
在其后的十多年间，各国的海洋地质学家们进行了一场规模浩大的“洋底大搜索”。其结果，谁也没有发现那怕是一小片2亿年以前的洋底地壳。
这时，要解释这怪异诡诞的古洋底失踪之谜，只好靠一些杰出的地质科学家头脑的想象力了。于是，一系列关于海底地质史的科学假说应运而生。其中，对洋底地质考察最富指导意义，又成功地经受了一系列新科学发现检验的，就是海底扩张的学说。
海底扩张的理论设想，是美国普林斯顿大学地质系系主任赫斯和美国海岸和大地测量局的研究人员迪茨在20世纪60年代初最先提出来的。按它们的观点，现代洋底本身就是不断运动着的，冷凝了的地幔——地壳之下的物质。这些地幔物质从大洋的中部涌起，然后向两侧分流，使整个海底不断生成并向两侧扩张。在这个学说的理论构架中，必然有一些海洋随着海底的扩张而扩张；还有的海洋因别的海洋的扩张而缩小，它们的古老洋底也缓慢地、但又是确切无疑地返回了地幔的深处。
现在，科学家已查明，大西洋就是一个诞生了1亿多年，每年都在增加面积的新大洋。占地球表面积1／3以上的太平洋的面积则在日益缩小，不过这个古老大洋的洋底部总处于不断更新的状态，平均每2亿年左右，太平洋“换一次底”。这些古老的洋底，有些悄然而去；有些却不甘“寂寞”，在环太平洋的深海沟处，它们潜入地球深处的同时，引发一系列的火山和地震，造就了举世闻名的“火环”。
迢迢北上的次大陆
号称“世界屋脊”的青藏高原的阔大高绝，使得其南边的印度半岛一带在自然地理方面，似乎另成一番天地，人们常称之为“次大陆”。在最早使用“次大陆”这一说法的地理学家中，却很少有人想到过这块欧亚大陆上的“次大陆”竟是一位远道而来的不速之客。
要说清这位不速之客的来历，还得让我们从德干高原上的古代冰川遗迹说起。德干高原大致位于北纬10°～20°之间，当上个世纪后半叶，地质学家在那里找到确凿无误的古代冰川遗迹时，他们曾大惑不解。而20世纪初，魏格纳大胆设想并论证说，印度次大陆是从南半球“漂”过来的。许多颇有资历的地质学家又对这一观点嗤之以鼻，而其原因仅仅是他们不敢也不愿意相信魏格纳的科学假设。然而，冰川遗迹出现在低纬地区这一无情的事实，却以巨大的魅力呼唤和鞭策后来的科学工作者们去进行无畏的、艰难的、大有希望的探索。
功夫不负有心人。20世纪50年代，当英国的布莱克特等人，在德干高原玄武岩的微弱古地磁痕迹中去寻找古代地球磁场的“蛛丝马迹”时，当他们在数以千百计的岩石标本中，进行了反反复复测算和校正工作之后，一丝科学发现的曙光，终于抛撒在这群勤奋的科学工作者的脸上。科学家们恢复了德干高原的古地磁坐标后，他们确信，在大约2亿年前的侏罗纪，印度次大陆位于南纬40°附近。而恰恰在2亿多年前的漫长的寒冷的岁月中，南北两半球的大陆冰川曾覆盖了南北纬40°以上的中高纬地区。德干高原南部的古冰川之谜得到了圆满的科学解释，人们对次大陆的来历也有了清晰的认识。原来，在2亿多年以前，印度半岛、澳大利亚、非洲的南半部，南极洲是连在一起的一块古老大陆。在约2亿年前，地球内部我们迄今还难以具体描述的伟大力量，无情地撕裂了这块古陆，使它的“碎片”各奔东西，原始的印度洋诞生了。印度古陆从这时起，开始了它北上的途程，在大约5000多万年前时，它跨过赤道，成了北半球的成员。简言之，在约2亿年间，次大陆迢迢北上7000多公里，到了今天的位置。
新海岭蜿蜒数万里
假如真有山神存在的话，那末，喜马拉雅山的山神当以它管辖的山脉之高伟为荣，安第斯山的山神则会以它坐守的那条山脉蜿蜒9000多公里、直逼浩瀚的太平洋为骄傲了。两位山神若是同游海底世界，“龙王爷”大概会使他们眼界洞开，看到海底另有一番广阔的天地。
过去，人们普遍认为，海底的起伏形态和陆地上大同小异，“沧桑巨变”，海陆互换位置而已。可是，第二次世界大战结束后，当科学家采用声纳装置探测海底地形时，所得到的结果却令人耳目一新。海底那些广阔的平原，面积之大，是陆上任何一个大平原都难以比拟的。而海底峭拔绝险的山脉那种蜿蜒数万公里的景象，陆地上没有一条山脉能望其项背。
这条连绵不绝的海底山脉，北起于北冰洋中亚洲东北的勒拿河口，穿过北冰洋后，在北欧的冰岛以北进入大西洋。在大西洋里，它东转西折，始终保持着居中的位置，人们常称之为大洋中脊。在大西洋南部，它向东转后，从非洲的好望角和南极洲之间进入印度洋。在南印度洋，这条宏奇的海岭分成两支：一支向北延伸，进入亚洲和非洲之间的红海；另一支则向东进入烟波浩淼的太平洋，然后转向东北方向，直抵北美洲的加利福尼亚湾附近。科学家们粗略估算，这条海岭总长约7.5万公里，大约相当于8条安第斯山的长度，沿赤道处可以绕地球1.88圈。
按长度稳居世界第一的这条海底山脉，又是全球最年轻的山脉。中国五岳独尊的泰山，隆起成山，大约有1亿多年的历史，而组成其山体的大部分花岗片麻岩，由炽热的岩浆冷凝成岩石，已经历了大约25亿年之久。而科学家在海岭附近进行的大量科学调查都告诉人们，组成这条海岭的玄武岩，最老的也不过是在100万～200万年前才冷却固结成岩。在不少地方，它们在几年、几十年、几百年前，还是刚喷发的炽热熔岩，当它们在深海中急剧冷却时，形成了酷似“松针”、“绳索”等一系列多姿多彩的形态，完好无损地保存在深深的海底。
高原孕育大洋
20世纪60年代自然科学所发现的最新鲜的事件之一，就是高原“怀胎”孕育之子竟是大洋。这是真正的旷古奇闻！
替高原进行这次“会诊”的不同凡响的大夫之一，是加拿大多伦多大学的威尔逊教授。海底扩张学说诞生之后，揭示出了近2亿年左右世界海洋诞生、成长、衰老、直至死亡的过程。例如，在非洲大陆和阿拉伯半岛之间的红海，只有2000多万年的生命，可称是世界上“幼龄”的海洋；大西洋，有1亿多年的生命，而且其面积还在逐年扩大，正是“后生可畏”的“青壮年”期的海洋；占大洋面积一半左右的太平洋，虽说威风不减当年，却已是确定无疑一年比一年变小了，正走在其生命途程的后半截路途上；至于像地中海，堪比为“伏枥老骥”，该是多几声“夕阳无限好，只是近黄昏”的感慨了。
显然，这一系列不同生命发展阶段的海洋原型，激发了科学家们求索其生命底蕴的浓厚兴趣。
威尔逊教授在详细研究了上述海洋的历史和大陆上的地质构造现象之后，指出大陆上的“地缝合线”是古代海洋的“墓地”，而大陆有些地区可能是海洋新婴“呱呱坠地”的地方。举例来说，喜马拉雅山以北的雅鲁藏布江谷地，是亚欧板块和印度洋板块的界线，也是俯冲到亚欧板块之下的印度洋板块最终“埋葬”了一个远古浩瀚大洋的地方，高耸的喜马拉雅山脉就是那逝去的巍峨的墓碑。威尔逊大胆而又颇有见地地指出著名的东非大裂谷，很可能在几百万年之后，或者上千万年之后，就会形成为一个新的大洋！因为，这条大裂谷南起自莫桑比克境内杀雷河和赞比西河相会处，北抵西亚的死海北部，全长5800多公里，正在缓慢，但却不可遏阻地把非洲大陆撕裂开来，许多地段谷深已达1000～2000米左右，其上的坦噶尼喀湖，深达1400多米，是世界第2深湖。如果威尔逊的预言正确，那么就可以理直气壮地说：
非洲东部的高原正在孕育着一个未来的大洋。为纪念威尔逊具有卓识远见的研究成果，人们称大洋的前述生死系列为“威尔逊循环”。
断层上的名城
擅长于航海的西班牙人，200多年前在北美洲西海岸登陆，在气候宜人的地方创建码头城镇时，谁也未曾料到他们竟成了大断层上2座世界著名大城市的奠基人。至今这条活动的大断层还在困扰着各城的管理者。
1776年，西班牙的航海者在圣佛朗西斯科海湾的入口处，创建了港口城堡。到19世纪中叶，因为在这一带发现了丰富的金矿，世界各地的“淘金者”纷至沓来，城市迅速发展，华侨称之为金山。后来，在澳大利亚又掀起了采金狂潮，墨尔本一带也被称为金山。为了区别，人们才把美洲西海岸的城市称为旧金山，即圣弗朗西斯。然而，这座喧闹繁华的小城好景不长，1906年4月18日发生了大地震，瞬间夺去了该市约600人的生命，建筑毁损严重。
初步调查发现，这座城市修建在约600公里长的一条大断层的北端。由于港湾优良，重建的圣弗朗西斯科迅速发展成了美国太平洋沿岸最重要的军港、商港和金融中心。
与此同时，地质科学家也查明了以圣弗朗西斯科海湾为起点的巨大断层，向东南延伸直抵加利福尼亚湾的北部，全长约960公里，在最近的约8千万年间，其东侧相对于西侧，至少向东南方向错动了200公里以上。精确的大地测量结果表明，这条被称为圣安德列斯的巨大断层的两侧，每年正在以约5厘米的速度继续相对运动。换言之，在这条断层线上，地应力的积聚，和这种力释放时引起的地震是不可避免的。