汤山猿人洞位于南京市东郊汤山镇的汤山北坡，距南京28Km。其位于汤仑复背斜汤山段近核部倾伏端的北翼，溶洞发育在奥陶系红花园组灰岩中。1993年开山采石时，发现该洞，因其形似葫芦而称为“葫芦洞”。其东西长80m，南北最宽处30m，洞底海拔85.9m，洞顶高18m。葫芦洞可分为大厅和支洞两部分，均有第四纪堆积，并且在堆积物中富含哺乳动物化石，而闻名于世的南京直立人化石则发现于支洞堆积物中。据对地层中化石研究和钙板的TIMS年龄测试，堆积物的时代应为中更新世中晚期，而南京直立人的年龄范围应老于500Ka.B.P.。葫芦洞的洞壁和洞外还可见红色溶洞堆积角砾和泥，其形成时代较早（白垩纪末——第三纪初），分布范围总体大于现今葫芦洞，由此并结合汤山地区古溶洞特点分析，葫芦洞的雏形形成于白垩纪末——第三纪初，后来古溶洞逐渐萎缩，充填物封闭了溶洞的进出口，古溶洞发育结束。进入喜马拉雅期，在断裂和层间裂隙发育及古溶洞的基础上，葫芦洞受地表—地下水共同作用而再次发育，现今葫芦洞主体形态形成。后随着山体上升，山坡的片流和沟流发育，山坡后退，葫芦洞洞口被揭开，为动物生栖提供了一个优良的场所，并为后来古人类的生活、繁衍创造了有利条件，使葫芦洞内锥状堆积保存古人类和各类动物化石成为可能。中更新世后，洞口的堆积物继续增多，加上溶洞自身的化学堆积，洞口逐渐被覆盖，葫芦洞再一次进入一个相对封闭的环境。直至1993年开山采石时，才发现该洞，使得这一古老的溶洞及古人类化石重见天日。
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