Per entendre els orígens i la formació geològica de la cavitat, ens hem de remuntar 40 milions d’anys enrere, moment en què les terres que avui formen part de la Conca de Barberà, eren part del fons marí d’un gran mar, en el qual s’hi anaven dipositant els còdols arrodonits provinents dels rius i barrancs que hi desembocaven. Fa 25 milions d’anys, les aigües d’aquest mar es van desplaçar i en el seu lloc hi va quedar un extens espai de plana pantanosa. Amb el temps aquesta zona pantanosa es va assecar i els còdols i sediments que havien format part d’aquell antic fons marí es van compactar, convertint-se en una roca sòlida i dura, que coneixem com a conglomerat.
Des de temps remots, les aigües de les pluges i els desgels de les neus caigudes en passades èpoques glaciars, així com la presència del frondós Bosc de Poblet que actua a mode d’esponja, han conferit en aquesta àrea un grau important de retenció hídrica. La major part d’aquestes aigües es precipiten cap al pla de la Conca, tot formant un conjunt de rierols i barrancs com el del Titllar, els Torners, les Fargues, la Pena i, principalment, el de Castellfollit que aplega les aigües dels vessants de l’Argentada i del Tossal Rodó.
La major part de l’aigua que recullen i transporten tots aquests rierols i barrancs conflueix a l’alzinar de la Mata, una àrea que està formada per materials sorrencs i de gran capacitat de filtració, que actua com un gran camp de dolines o embuts per on es filtren les aigües cap a l’interior de la terra. Aquesta circulació d’aigües subterrànies va provocar el desgast dels conglomerats i l’obertura de diverses fissures o fractures, que donaren lloc a la formació de tot un entramat de conductes i galeries per on va començar a córrer un autèntic riu subterrani.