据专家考证,大约38亿年前,张家界黄龙洞所处地区是一片汪洋大海,沉积了大量石灰岩和白云岩地层。现发育典型的喀斯特岩溶地貌。研究发现:黄龙洞有四层,与索溪的四级阶地有明显的对应关系,其形成还与植被覆盖度密切相关。图中阶地T1~T3具有冲积物二元结构特征,上层为河漫滩相较细的粉砂质黏土,砾石较小;下层为河床相粗大的砾石,砾石磨圆度高;T4较少,只有部分河段零星分布。下图示意黄龙洞与索溪河流阶地的对应关系。