Cette "rivière de pierres" est le résultat de l'évolution, à l'ère quaternaire, d'une coulée basaltique datée d'environ 4 millions d'années. A cette époque, le climat qui règne est un climat méditerranéen chaud, car poussent le bambou et le baurier des Canaries et vivent des Gazelles, des Antilopes, des Tapirs, des Mastodontes (éléphants), des Castors, Hipparion (cousin du cheval). Cependant, les monts du Cantal culminent alors à des altitudes suffisantes (3000 mètres) pour engendrer sur ses flancs une flore s'étageant jusqu'au climat montagnard (chênes, érables puis hêtres, sapins, aulnes, saules). Les feuilles de ces plantes se retrouvent dans différents sites fossilifères. La coulée, au cours du refroidissement est soumise à une perte de volume se traduisant par un réseau de fissures occasionnant les orgues (ou colonnades) et les boules. (Ce mécanisme peut être comparé à l'argile qui se dessèche). Bien après, au cours d'épisodes glaciaires, l'alternance de périodes de gel et de dégel a favorisé la "fragmentation" de la coulée initiale et conduit à la formation d'éboulis.
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