桃源洞因盛产栟榈树，古有拼榈山之称，是闽中著名的丹霞地貌风景区。构成桃源洞风景区的岩层是属晚白垩纪赤石群的紫红色厚-巨厚层砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩，因为这些岩石形成于炎热干燥气候下的氧化环境，颜色赤红，所以又俗称“红层”。所谓丹霞地貌，指层厚、产状平缓、节理发育、铁钙质混合胶结不匀的红色砂砾岩，在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地貌。该地貌因在广东丹霞山表现典型而得名。因其形态类似岩溶，故又称“假喀斯特”。
那么丹霞地貌是如何形成的呢？让我们先来了解一下这里的地质历史吧。约在1亿年前，这里还是一个南北长约9公里、东西宽约8公里的封闭式内陆盆地。环绕盆地的大小溪流不断地把大量不同粒度、不同岩性的岩石碎屑带入盆地并沉积下来。经过数千万年的时间，在盆地里沉积了厚达一千米以上的地层。由于大量铁的氧化，岩石颜色赤红。约在五千万年前开始了新的造山运动（喜马拉雅运动），本地区开始抬升，地层中发育了大量的节理、裂隙，盆地遭到破坏，沙溪和桃花涧开始形成。这些大小河流对红层进行侵蚀、冲刷、切割，并把冲刷下来的碎屑带走，使河流、沟谷两侧峭壁丛生，形成最初的丹霞地貌。但是这最初的丹霞地貌经过数千万年的侵蚀、风化作用已基本被夷平。
现在景区看到的丹霞地貌是在约300万年前的最后一次造山运动后形成的。这次运动使景区抬升约200米。在岩层的节理、裂隙及软弱岩层（如砂岩、粉砂岩）处，流水、大气的侵蚀、风化作用特别强烈。经过一段时间后，软岩层变低，而较硬的砾岩、砂砾岩则相对变高，形成了大面积的多彩多姿的典型丹霞地貌。这些坚硬的砂砾岩形成的悬崖峭壁，高度有时可达数千米。但本地区地壳上升幅度不够，其悬崖峭壁的最大高度只能达到142米，一般只达到数十米至100米左右，所以，在桃源洞风景区内常可见到这种高度的悬崖峭壁。全风景区300米以上的山峰共有50个，平均高度为322.05米。
【丹霞地貌形成过程】丹霞地貌是侵蚀地貌的一种，一般将侵蚀地貌的发育演化过程分成以下几个阶段：1、岩层沉积或形成期；2、幼年期：岩层产生多方向断层、节理和裂隙，3、青年期，峡谷和巷谷发育，巷谷；4、壮年期：山坡崩塌后退，沟谷扩大，峰林、峰丛发育；5、老年期：山坡继续崩塌后退，仅有孤峰或孤立石；6、受新构造运动影响，岩层再次断裂抬升，新的一轮侵蚀开始。目前永安红色盆地大致处于青年期向壮年期过渡的发育阶段。
【永安丹霞地貌类型】永安丹霞地貌可分为正地貌、负地貌、微地貌与丹霞岩溶地貌四大类，正地貌包括丹霞崖壁、石堡、石墙、石柱、石峰、崩塌堆积等。由崩塌作用形成的赤壁丹崖是丹霞地貌最重要的特征，桃源洞就是由北东、近东西、近南北几组方向赤壁所围限的石堡。
【走马岩】这块岩顶较平整为走马岩顶，全长375m,紫红色砂砾岩中砾石成分为石英、硅质岩、砂岩、石灰岩等，其中石灰岩砾石直径15cm~20cm,经风化溶蚀后，留下了许多马蹄状小浅坑。
【天柱峰】这处景观在徐霞客的游记里有对它的记载，叫天柱峰，高108.9m,位于栟榈潭边葛里的进口处，岩柱上刻有“凌霄劈秀”，是明代天启年间郡司马陶崇政所题。
【负地貌】包括线谷、巷谷、峡谷、峡谷曲流。线谷又叫一线天，谷底宽在2米至1.5米之间，最著名的代表景点有桃源洞一线天，徐霞客对它的评价是“大、逼、远、整”被誉为亚洲之最，谷底宽在2米到15米之间成为巷谷，代表景点有水上一线天位于百丈岩西北侧桃花涧溪流，谷深200m，长约300m,宽2m-5m。峡谷谷壁陡直，谷底平坦、一般宽在15m以上，横切面呈宽“V”型或“U”型，代表景点有栟榈谷，它是一条沿北东10°方向展布长约350m，两壁高约百余米的峡谷。
【峡谷曲流】受多种方向断裂控制形成的蜿蜒曲折的溪流，其河谷往往呈“V”型，两侧崖壁陡峭。代表景点有桃花涧，是一条沿着北西和北东方向两组断裂结构面发育的峡谷。全长7km,从铜盘开始，经过了十八道湾，桃花涧两岸古树名木，奇花异草繁茂，因古时两岸长满桃树而得名。
【微地貌】洞穴、岩槽、凹曹均属于微地貌，顺层凹槽往往是风化剥蚀丹霞洞穴形成的初期阶段。栟榈景区的香泉一带顺层凹槽十分发育。顺层凹槽进一步沿软岩层风化、剥蚀、崩塌，使槽顶逐渐增高，形成水平状或倾斜状延伸的岩槽。岩槽深度数米至十余米，长度近百米至数百米不等。葛里景区洞穴发育种类较多，类型丰富，有形似喇叭的额状洞，长生洞，是当地人存放骨灰的地方，洞顶呈平缓阶梯状，洞底平坦的扁平洞。还有神奇的牛鼻洞，它的形成是由于崖壁上因地壳应力作用产生了一条垂直的裂隙，崖壁顶端的水流沿裂隙冲刷、侵蚀，使下部软岩层中的洞体不断扩大，形成了呈喇叭状的扁平洞。顶部呈弧形、极似门拱的洞穴。
【天生桥】穿洞将山体活石墙蚀穿形成的洞穴。当穿洞的高度大于穿洞顶部的岩层厚度时，则称为天生桥。
【峰窝状洞穴】峰窝状洞穴的形成主要是由于崖壁上的砂岩、砂砾岩中的砾石及砂质等填隙物经差异风化（砂状风化)，疏松、脱落，残留的凹坑经进一步风化，逐渐扩大而形成。
【波状崖壁】水流侧蚀可以改造溪流两侧崖壁的形态，在不同的河段，流水的侧蚀作用不相同，从而使崖壁在水平方向呈弧形内凹或外凸。当地壳发生抬升运动时，河流下切，不同时代河床的摆动使崖壁在纵向上也形成“S”形，于是整个崖壁就变得波状起伏，形似一个天然造化的香炉。
【垂直凹槽】崖壁上方汇水面积较大的坡面，降雨时，常形成大股的水流直泻而下，对陡崖壁及坡脚产生冲蚀。当崖壁发育垂直节理或裂隙时，水流沿节理、裂隙冲蚀，形成上小下大呈方形、半圆形及圆弧形的大型垂直冲蚀凹槽。
【崩积岩块】在崖麓及崩积缓坡上，常堆积着许多巨大的岩块，葛里连壁、水尾等处都可见大小不等的崩积岩块。
【错落体】崖壁上局部岩块沿节理、裂隙等破裂面整体崩塌、下错，但没有倾倒，形成与主体分离、直立的错落体。
【崩积洞】由陡崖坡崩塌的崩积物在坡麓相互堆叠，形成的洞穴，规模大的人可通行。
【崩积天生桥】崩积的长条状岩块，恰好横亘在小溪上面形成的天然桥。
【丹霞岩溶地貌】永安地质公园出露的崇安组紫红色厚层砂岩不同程度地含有CaO等可溶性盐。在高温多雨的气候条件下，大气降水沿裂隙渗入并溶蚀砂岩、砂砾岩中的CaCO₃,当这些含碳酸钙的裂隙水从岩石中裂隙渗出后，受到减压及蒸发作用，使碳酸钙结晶形成钙华，形成石钟乳、石笋、石柱、石幔。·
【水上丹霞】水体景观与丹霞地貌结合，增强了丹霞地貌的观赏性，提高了游客的旅游兴致。山因水媚，水因山活，山水互动，旅游者到此无不心旷神怡。