Vịnh Hạ Long, các đảo phụ cận và vùng ven bờ Vịnh bao gồm nhiều hệ tầng trầm tích có nguồn gốc lục địa và cacbonat, có tuổi từ 500 triệu năm trƣớc đến ngày nay. Đó là những trang sử đá ghi lại những biến cố vĩ đại của các quá trình địa chất khu vực xảy ra, đƣợc thể hiện qua các đặc điểm màu sắc, thành phần vật chất, sự sắp xếp, cấu tạo các lớp đá, các di tích hóa thạch còn đƣợc bảo tồn cho đến ngày nay.
Nhiều hệ tầng trầm tích chứa đựng các vết tích cổ sinh vật dƣới các dạng hóa thạch khác nhau, trong đó có những nhóm ngành động, thực vật đã bị tiêu diệt hoàn toàn hoặc gần nhƣ bị tiêu diệt hoàn toàn trên trái đất. Đó là kho báu để tìm hiểu về quá trình phát triển, tiến hóa của sự sống trên trái đất tại khu vực này.
Giải trí đẳng cấp quốc tế Đại dương và bãi biển Mua sắm giá rẻ Di sản Thế giới UNESCO
Huyện đảo Vân Đồn Móng Cái
Cộng đồng dân tộc và sinh thái Di tích Lịch sử
Hải sản tươi sống Hành trình
tâm linh
Uông Bí Hoành Bồ & Ba Chẽ TP Hạ Long
Vịnh Hạ Long Vịnh Bái Tử Long
Về cấu trúc địa chất, khu vực Vịnh Hạ Long nằm trong phạm vi đới Duyên Hải, chịu vận động nghịch đảo, tạo sơn cách nay khoảng 340 đến 285 triệu năm trƣớc.
Khu vực Vịnh Hạ Long có nhiều nét độc đáo về địa chất thuộc kỷ Đệ tứ: Các hệ tầng trầm tích kỷ Đệ tứ, các bề mặt thềm biển nâng cao, các bề mặt đồng bằng phân bậc nằm chìm, các hệ thống thung lũng sông cổ bảo tồn dƣới dạng các luồng lạch kế thừa dƣới đáy Vịnh, hệ thống hang động và trầm tích hang động, các ngấn biển cổ dƣới dạng các hàm ếch và các hệ hầu hà cổ bám trên vách đá là những vật chứng sống động về các sự kiện địa chất Đệ tứ.
Dƣới góc độ địa chất biển ven bờ, Vịnh Hạ Long đƣợc ghi nhận nhƣ là một bồn tích tụ hiện đại, đƣợc tạo nên không phải từ những mũi nhô của lục địa, mà nhờ sự tồn tại của hệ thống đảo chắn ngoài. Tại đây, quá trình bờ bị ăn mòn hóa học đá cacbonat rất phát triển trong môi trƣờng nƣớc biển kiềm tạo nên các ngấn hàm ếch sâu rộng làm tăng thêm dáng vẻ kỳ dị cho các đảo đá vôi trên Vịnh Hạ Long.
Vịnh Hạ Long là một mẫu hình tuyệt vời về Karst trƣởng thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm. Nơi đây có một quá trình tiến hóa Karst đầy đủ trải qua 20 triệu năm nhờ sự kết hợp đồng thời của các yếu tố nhƣ tầng đá vôi dầy, khí hậu nóng ẩm và quá trình nâng kiến tạo chậm chạp trên tổng thể. Quá trình phát triển đầy đủ Karst khu vực Vịnh Hạ Long đã trải qua 5 giai đoạn: Giai đoạn khởi đầu là một đồng bằng cổ hoặc một cảnh quan bằng phẳng kế thừa; Giai đoạn hai là sự phát triển của địa hình phễu Karst; Giai đoạn ba hình thành các cụm đồi hình chóp, hình nón liên kết nhau; Giai đoạn bốn phát triển thành các tháp cao có vách dựng đứng tách rời nhau và cuối cùng là đồng bằng Karst.
Hệ thống các hang động ở Vịnh Hạ Long cũng hết sức phong phú, đa dạng. Đến nay đã biết đến trên 30 hang động lớn, thƣờng dài từ vài chục đến vài trăm mét. Các hang động ở đây thuộc về ba nhóm chính:
- Nhóm hang ngầm cổ: tiêu biểu là các hang Sửng Sốt, động Tam Cung, động Lâu Đài, động Thiên Cung, hang Đầu Gỗ. Các hang động này phần lớn là những lối thông thoát nƣớc từ các phễu Karst của các hang ngầm cổ đƣợc tạo ra dƣới mặt đất. Ngày nay, chúng nằm ở những độ cao rất khác nhau, có lối đi dốc và khoảng chênh vênh đáng kể.
- Nhóm hang nền karst cổ: tiêu biểu là các hang: Trinh Nữ, ồ Nâu, Tiên Ông, Hang Trống. Các hang nền cổ đƣợc thành tạo khi quá trình karstơ đạt đến xâm thực mở rộng ngang tại mức cơ sở và có thể đóng vai trò thoát nƣớc từ hệ thống hang ngầm lớn hơn trong lòng khối đá vôi. Chúng có lối thông gần nhƣ nằm ngang và thƣờng có quan hệ với các thềm bào mòn đá hoặc thềm tích tụ nằm ngang mức cơ sở.
- Nhóm hang hàm ếch: là điểm nổi bật của Karst ở Vịnh Hạ Long. Quá trình hòa tan đá vôi vào nƣớc biển đƣợc tăng cƣờng nhờ hoạt động của sóng và thủy triều đã tạo nên các hàm ếch biển. Trong những điều kiện thuận lợi, hàm ếch đƣợc khoét sâu thành hang nhỏ, thậm chí xuyên qua các khối núi đá vôi thành hang luồn nối với các hồ nƣớc, hoặc vụng nƣớc biển. Đặc trƣng của các hang hàm ếch biển là có một mái trần nằm ngang, khá phẳng, cắt ngang qua khối đá vôi. Các hang hàm ếch biển không chỉ đơn thuần đƣợc tạo ra ở mực nƣớc biển hiện tại, mà còn liên quan đến các mực biển cổ dao động trong biển tiến Holoxen, thậm chí với mực biển cổ Pleitoxen.
Cảnh quan Karst Vịnh Hạ Long có ý nghĩa quốc tế và có tính nền tảng cho khoa học địa mạo. Một đặc điểm rất quan trọng tạo nên sự độc nhất vô nhị của Karst Vịnh Hạ Long là bị biển ngập và xâm thực biển cùng với qui mô của các tháp bị nƣớc biển làm chìm ngập.
Hang động, bãi tắm: Không chỉ những biến đổi của những đảo đá màu
xanh đen trên mặt nƣớc biếc vùng Vịnh hấp dẫn du khách, trên những chiếc thuyền dơi màu nâu đỏ xuất phát từ bến tàu Hạ Long bắt đầu hành trình ngoạn cảnh, những khám phá lại tiếp tục khi du khách lên đảo, thăm thú
những hang động ẩn chứa nhiều chứng tích lịch sử. Những hang động tại Hạ Long, theo các nhà thám hiểm địa chất ngƣời Pháp, khi nghiên cứu về vịnh Hạ Long đầu thế kỷ 20, khẳng định rằng hầu hết trong số chúng đều đƣợc kiến tạo trong thế Pleistocen kéo dài từ 2 triệu đến 11 ngàn năm trƣớc, nằm trong 3 nhóm hang ngầm cổ, hang nền carxtơ và các hàm ếch biển.
Biển đảo: Các đảo ở Vịnh Hạ Long có hai dạng là đảo đá vôi và
đảo phiến thạch, tập trung ở hai vùng chính là vùng phía Đông Nam Vịnh ái Tử Long và vùng phía Tây Nam vịnh Hạ Long. Theo thống kê của ban quản lý vịnh Hạ Long, trong tổng số 1.969 đảo của vịnh Hạ Long có đến 1.921 đảo đá với nhiều đảo có độ cao khoảng 200m. Đây là hình ảnh cổ xƣa nhất của địa hình có tuổi kiến tạo địa chất từ 250-280 triệu năm về trƣớc, là kết quả của quá trình vận động nâng lên, hạ xuống nhiều lần từ lục địa thành trũng biển. Quá trình carxtơ bào mòn, phong hóa gần nhƣ hoàn toàn tạo ra một vịnh Hạ Long độc nhất vô nhị, với hàng ngàn đảo đá nhiều hình thù, dáng vẻ khác nhau lô nhô trên mặt biển, trong một diện tích không lớn của vùng Vịnh.
Vùng tập trung các đảo đá có phong cảnh ngoạn mục và nhiều hang động đẹp là vùng trung tâm Di sản Thiên nhiên vịnh Hạ Long, bao gồm phần lớn vịnh Hạ Long (vùng lõi), một phần vịnh ái Tử Long và vịnh Lan Hạ thuộc quần đảo Cát à (vùng đệm).
Các đảo trên vịnh Hạ Long có những hình thù riêng, không giống bất kỳ hòn đảo nào ven biển Việt Nam và không đảo nào giống đảo nào. Có chỗ đảo quần tụ lại nhìn xa ngỡ chồng chất lên nhau, nhƣng cũng có chỗ đảo đứng dọc ngang xen kẽ nhau, tạo thành tuyến chạy dài hàng chục kilômét nhƣ một bức tƣờng thành. Đó là một thế giới sinh linh ẩn hiện trong những hình hài bằng đá đã đƣợc huyền thoại hóa.