索溪峪以东及北侧的天子山、袁家界地区,分布着二叠纪、三叠纪石灰岩和白云质灰岩等地层。湘西北地壳沉降时期形成近陆浅海后的2.8亿年时,鱼类、珊瑚、海百合和其他浅海动物大量栖息。经过若干万年的沉积成陆,留下了很多竹节虫、三叶虫、海百合等古生物化石,丰富多彩,因此被称为化石博物馆。