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天子山年平均气温12℃，年降雨量1800毫米，无霜期240天，冰冻期60～80天左右，为台地地貌类型。从地质上可分为上下两层，上层在以900米标高以上，为二迭纪泥质石灰岩。900米以下为泥盆纪原层砂岩、石英砂岩，均成水平展状分布。由于砂岩垂直节理发育，加上外营力的长期使用，从而出现两侧壁立的峡谷和板状石峰的奇特地貌。 　　天子山处于武陵源腹地，地势高出四周。置身天子山主峰，举目远眺，视野辽阔，透视线长，层次丰富，气象万千，方圆百里景观尽收眼底。 　　天子山不但险绝，且给人神秘幽静之感，尤以石林奇观闻名遐迩。无数石峰如剑如戟，森然列于其间，更似千军簇拥，气势雄浑无媲。览胜之间，令人遐思无限，不得不惊叹造物者的鬼斧神工。 　　天子山有云涛、月辉、霞日、冬雪四大奇观。山间云雾变幻无穷，仪态万千，时如江海翻波，涌涛逐浪，时若轻纱掩体，飘渺虚无。日出时晖映长空，日落处霞光无限，又将天子山装点成瑰丽明艳的帝王宫阙。夜风下，皓月弄影，峭壁如洗，万籁俱寂，浪漫陶人，大有“起舞弄清影，何似在人间”之感。入冬后，则雪压险峰，霜被松柏，冰锥倒悬，经久不化，俨然一派银妆素裹的奇幻景象。享有“谁人识得天子面，归来不看天下山”、“不游天子山，枉到武陵源”之美誉。