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辽宁本溪晶花洞发育在中奥陶世马家沟组(O2m)厚层灰岩中，主要受近SN、NE向断层控制，经历四次地壳抬升运动，沿近SN向断裂发育高度不同的四层洞穴。洞内沉积物以化学沉积为主，机械沉积较少。洞穴封闭性好，与外界大气循环较差。通过与洞外干河流阶地及形成时代上的对比研究，结合在主洞所采年龄样的铀系法测年，初步推断晶花洞发育于中更新世。