石灰岩岩溶地形由于大自然的造化，往往形态万千，古人为其命名颇不一致，徐霞客在游记中对之进行了较全面的厘定。他将由水冲凫而成漏陷洼地地貌中体积较小的称为“眢井”（今称落水洞或斗淋），较大的称为“盘洼”（今称圆洼地）[62]，并指出两者都有消水性，水可透泄而出，若将底部透泄孔堵实，则可贮成“天池”[63]。对于特大型的溶浊洼地，徐霞客呼之为“坞”，并记录了“夹环为坞”（圆形坞）[64]、“南北石山排闼成坞”（长形坞，今称机理谷地形）[65]等各类“坞”的结构。除漏陷洼地地貌之外，徐霞客对于石灰岩地区广泛出露的石林、石芽地貌特别注意把握其特征，并为之命名，称之为“石萼”、“石齿”、“石锷”等，以“出水青莲，萼丛瓣裂”[66]，“利若剑锋，簇若林笋”[67]，“石齿如锯、横锋竖锷”、“薄若裂绡，耸若伸掌”[68]等形象的语言描述其面貌。石芽、石林是由雨水沿地表石灰岩裂隙冲蚀或溶蚀而成的，其特征是石色青润，石态玲珑，往往丛聚成林。徐霞客的描述，准确地把握了石芽、石林地貌的实质性特征。
在岩溶地貌中，还有大量各类溶洞及洞内姿态迥异的钟乳石存在。因石灰岩有溶解于水的特性，而我国西南地区恰恰湿热多雨，充足的水流沿石灰岩原始孔隙和裂隙溶蚀，形成地下伏流，这种伏流的通道即是溶洞。随着地层抬升，一些溶洞高出河流水位而为各种形态的平洞；平洞之外还有竖洞，是由山上流水下渗汇流溶蚀石灰岩而成的。在溶洞内，其滴沥水流中的岩酸钙能够析出凝结，天长日久形成了造型各异的钟乳石。明代以前文献对石灰岩溶洞的记载比较简陋，唯有宋代范成大在《桂海虞衡志》中推测过钟乳的成因是“石液融结所为”，其说颇具科学见地。徐霞客深入一百多个石灰岩溶洞，细致考察了这些洞穴的地理位置、结构和成因。如他查清了桂林七星岩洞穴系统是由2大洞府、6个洞天、15个岩洞组成。1953年9月，中国科学院地理研究所对七星岩实地勘测，发现15个岩洞大部分还可以找到，说明三百多年前徐霞客的记述是正确而切实的。徐霞客解释广西三里城佛子岭前岩溶洞及其对面的石润光滑若磨砺的原因是水大时溶洞水满之际反溢逆流，“激涌势壮，故洞与涧皆若磨砺以成云”[69]，说明他已认识到水流增压溶蚀力亦随之增大的科学原理。
对于溶洞里各种形态的钟乳石，徐霞客都作了比较科学的命名，如他称洞底耸立的钟乳石为“石笋”、“乳笋”，悬垂在洞顶的为“玉乳”、“石乳”，上下相连如柱者为“石柱”、“乳柱”、“琼柱”，而“石幢”、“石床”、“石蕊”、“石龙”等则是他对一些特殊形态的钟乳石给予的形象称呼，这些命名和称呼在今日介绍钟乳石时仍常被使用。徐霞客并未略过探讨钟乳石的成因，他指出：“盖石膏日久凝胎而成”[70]，“皆玉乳之所融结”[71]，“皆石髓所凝”[72]。虽然当时他还无法知道这些从水中结晶析出的物质是碳酸钙而称之石膏、玉乳等，但其意已清楚表示水中夹带有形成钟乳的物质，这种见解是符合科学的。
徐霞客对石灰岩岩溶地貌的系统考察和科学记述从时间上看比欧洲最早研究喀斯特地貌（即石灰岩地貌）的学者爱士倍尔（Esper）早一百多年，比欧洲最早对喀斯特地貌进行系统分类的瑙曼（）早二百多年。由此可见，《徐霞客游记》是无可争议的世界上最早的石灰岩岩溶地貌学文献，它的科学价值至今仍有待进一步认识。
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