大理石洞穴是天然岩層，彎曲的牆壁上覆蓋著旋轉的礦物圖案。它們坐落在卡雷拉將軍湖（General Carrera Lake）的岸邊，卡雷拉將軍湖是智利南部的一個冰川湖。湖水淹沒了洞穴，碧綠的湖水使洞穴充滿了藍色的光芒，賦予它們一種空靈的外觀。
大理石洞穴非常光滑，看起來就像是用冰淇淋湯匙挖空的。但這些洞穴是由於湖水的緩慢作用而形成的，湖水溶解了岩石中的礦物質，直到牆壁崩塌。研究人員認為，這種情況發生在過去 1 萬至 15,000 年間，當時冰川從該地區退縮，岩石暴露在風化之下。
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「冰川消退後，湖泊就形成了，這就是雕刻[洞穴]的過程開始的時候，」弗朗西斯科·埃爾韋·阿拉曼智利安德烈斯貝洛國立大學地質學教授、美國地質學會榮譽會員告訴英國廣播公司2019年。
洞穴中的石頭原本是石灰岩，一種由碳酸鈣組成的沉積岩。但埃爾韋·阿拉曼說，在洞穴打開之前，它在高溫和高壓下變成了大理石，這是一種變質岩。他說，石灰岩是世界上最容易溶解的岩石之一，這意味著它們極易受到水的侵蝕。
最初的石灰岩形成於比今天的智利更靠近赤道的地方，並在數百萬年前向南漂移。埃爾韋·阿拉曼說，它圍繞著地球移動。這次磨礪之旅使地殼變得混亂，岩石被埋得很深，以至於它們暴露在 570 至 750 華氏度（300 至 400 攝氏度）的高溫下。加上板塊運動的壓力，這種熱量使石灰石重新結晶成灰白色的大理石，並在石灰石中捕獲雜質的地方產生棕色和黃色岩石的波紋。
「當岩石經歷變質時，就會形成新的礦物質，」埃爾韋·阿拉曼說，他指的是大理石內的棕色和黃色礦脈。
大理石洞穴中水面的反射產生了令人驚嘆的圖像，這些圖像會根據光線和水位而變化。水的絢麗蔚藍顏色歸功於冰川淤泥，也被稱為「岩粉」。這種細石粉吸收最短波長的光- 紫色和靛藍 - 主要將淺藍色和綠色的光反射回表面，使水呈現出綠松石色。 （水吸收較長波長的光，產生紅色、橙色和黃色。）
碧綠的海水看起來像熱帶海洋，但它的冰川起源意味著它是冰凍的。
據旅遊網站稱，大理石洞穴只能通過水路進入，最好乘坐皮划艇探索，遊客可以在彎曲的牆壁上蜿蜒進出猛撲巴塔哥尼亞。
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