九寨溝位於青藏高原最東緣，地處向四川盆地的過渡地帶。
4億年前，這裡還是一片淺海，海水清澈溫暖、陽光直射海底，大量古生物在此繁衍生息。
日復一日的光合作用，一代又一代生物死去之後殘留的骨骼，使得一種毫不起眼的物質，開始在此經年累月地聚積，這種物質便是，鈣。
鈣以碳酸鹽巖的形式沉積在海底，億萬年後其總厚度居然高達，4000米，相當於在九寨溝的地表之上，覆蓋了50個黃土高原的厚度。
在久遠的未來，它將是形成九寨溝美景最重要的物質基礎。
6500萬年前，印度板塊與亞歐板塊開始碰撞，青藏高原劇烈隆起。
到了距今330萬年前，青藏高原的東緣已經隆升到海拔3000米，一塊覆蓋著厚厚的碳酸鹽岩層，有著平緩山體的高原山地，誕生了，這便是九寨溝的雛形。
260萬年前，冰期來臨，全球氣溫驟降，作為高原山地的九寨溝，發育出了大規模的山嶽冰川，冰川對山峰產生強烈剝蝕，平緩的外殼被冰川“破壞”，一座座山峰開始變得陡峭。
其中最重要的山峰有三座，分別是扎依扎嘎山、達戈山、沃洛色嫫山，扎依扎嘎山海拔4400米，山峰尖削崢嶸、直刺蒼穹。
70萬年前，第二次冰期捲土重來，冰川規模更大、切割更加猛烈，平坦的高原大地被劃出一道道高深寬闊的U型谷。
今天九寨溝景區內的重要溝谷，多數都在此時被冰川創造出來。
則查窪溝、日則溝、樹正溝構成了九寨溝的Y字形溝谷分佈，主要景點皆在這三條溝內分佈。
23萬年前，冰川退卻，原來覆蓋著冰川的山體出現了多個冰斗湖，例如扎依扎嘎山附近的黑湖，因為湖水較深，在周圍白雪的映襯下顯得通體漆黑。
在海拔更低的溝谷中，則形成了多個冰磧湖，最著名的當屬九寨溝內最大的湖泊，長海。豐水期容積達4600萬立方米，相當於3個西湖。
21萬年前，諾日朗南北山體大量崩落，崩滑物質急劇疊加，谷底水流之處逐漸堆積形成了一個微凸弧形的直立崖面，九寨溝內最寬的瀑布，諾日朗瀑布誕生了。
尤其秋季來臨，諾日朗瀑布被周圍植物襯托得多姿多彩，完全無法想像這樣一處美景，曾是因山體崩落而誕生，又因地震而被毀。
諾日朗瀑布下游的樹正瀑布，也同樣是由崩塌、滑坡形成。
16萬年前，第三次冰期來臨，洪荒之力層層加碼，不但大小溝谷繼續加深、加寬，還在許多地方形成大量堆積物堵塞河道，堵塞之處又積水成湖，形成堰塞湖。
號稱九寨溝最美湖泊的五花海，便在此時因泥石流堵塞河道而形成，至今兩岸均可見泥石流扇伸入湖中。
五花海上游的箭竹海，亦由同樣原因造成。
熊貓海的形成原因還包括生物鈣華堆積堰塞物，形成時間約在距今23.5萬年-19萬年前。
熊貓海兩岸群山夾峙，如若發生山體崩塌，非常容易形成新的堰塞物而改變海子的現狀。
大量的降水使得九寨溝地下的碳酸鹽巖地層被破壞，形成了一個極為強大的地下水系統，幾乎隨處可見被水切出的裂縫或洞口。
水流不但為湖泊補充水源，還帶來了上文中提到的重要物質，鈣。
水將碳酸鹽巖中的鈣質溶解，在沿途不斷沉積，所形成的沉積物被稱為鈣華，鈣華粘附於岩石、湖底，甚至附著於跌落水中的樹木。
一般家庭燒水壺底的水垢與鈣華為同一種物質，美與醜的差別在於它所處的位置。
鈣華沉積逐步進入穩定期，今天我們所看到的九寨溝鈣華，絕大部分都形成於這一時期，小小的鈣華積少成多，開始顯現極強的破壞力，它們累積成堤壩，將“好端端”一條河流切割得“支離破碎”。
卻也創造出了新的風景，最為典型的是樹正群海，鈣華累積的堤壩在溝谷中形成了大大小小23個海子。
鈣華的沉澱還可以形成瀑布，例如箭竹海瀑布。
落差更大的珍珠灘瀑布也是如此。
就連諾日朗瀑布，也是因為鈣華才得以變得更加壯觀。
鈣華的色彩還在更大程度上豐富了九寨溝的景觀，根據生長在表面的微生物群落的不同，鈣華會呈現出不同的顏色，包括淡黃色、黃褐色、灰白色、淺灰色、灰黃色等等，這些顏色不一的鈣華沉積湖底，再加上週圍植物的繽紛色彩，古老的五花海，從此幻化為一個極為絢爛的世界。
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