西条市飯岡南から土居町にかけては,明瞭な石鎚断層崖がみられる。これを境に南側の基盤を構成しているのは三波川変成岩類である。
調査地域における三波川変成岩類は,(小島ほか,1956)による吉野川層群上部の富郷層(大生院層)から中部の三縄層に相当し,ほとんど泥質片岩からなり,うすい塩基性片岩・砂質片岩をはさんでいる。泥質片岩は一般に,片理や微褶曲が発達し軟弱な岩盤を構成することが多いが,本地域のものは,曹長石の斑状変晶を有する,いわゆる点紋片岩で,無点紋の泥質片岩よりは堅固である。
この付近の片理面の走向は,ほぼ中央構造線の西南西−東北東走向と同じかややこれに斜交している。微褶曲が発達しているものの大局的には傾斜35゜内で北に傾斜している。
(2) 和泉層群
和泉層群は主として砂岩・泥岩の互層よりなり,西条市東端付近を流れる早川以西では中央構造線の上盤として東西に延びる丘陵を,西条市東端付近から東方の新居浜市,土居町にかけては大きくみて2つの丘陵を海岸部に形成している。
西条市から川之江市にかけて分布する和泉層群は,基底礫岩層は観察されないが,含礫粗粒砂岩層から上位へ全体として細粒化している。厚さ10cm以下の砂岩・頁岩の互層が卓越する傾向にある。
本層群は中央構造線に平行な西南西−東北東方向の軸をもつ褶曲が2,3条発達し,新居浜市から西方の地域では,向斜の南翼部に小さい褶曲が形成されている。褶曲軸の方向は東西〜北北東−南南西である。
愛媛県に分布する和泉層群の堆積した時代は,大型化石や放散虫化石から,また,古地磁気から白亜紀後期のカンパニアンと考えられている(野田・田代,1973;山崎,
1987;小玉,1990)。田代(1985b)は,松山市−西条市付近の和泉層群の最下部層準から発見された貝化石I.schmidtiの年代はシャンパーニュ期中期ごろと考えている。
(3) 石鎚層群
中期中新世における瀬戸内火成活動によって,三波川帯を中心に噴出したもので,調査地域では,中央構造線に沿って幅数m〜数十mの輝石安山岩や流紋岩質岩石が貫入している。
中央構造線の断層破砕部に貫入している酸性〜中世火山類から約15MaのK−Ar年代が報告されている(田崎ほか,1990)。西条以西の中央構造線に貫入した酸性〜中世火山類は貫入および冷却後には,顕著な断層運動は受けていない。
(4) 岡村層
岡村層は, 愛媛県小松町,西条市,新居浜市周辺に分布する。本層は礫層を主体とし,粘土層,砂層を挟む河川−小規模な湖沼性の堆積物であり,層厚は少なくとも70m以上である。本層を構成する礫の大部分は和泉層群由来の砂岩であるが,場所によっては三波川変成岩類や石英閃緑岩の礫をまじえる。径数〜10数cm大の礫が多く,充填物は細砂〜泥質であり,湖沼に面した扇状地ないし三角州の岩相を呈している。礫の供給源からみてすでに外帯山地が相対的にやや高いような地形配置があったとみられる。岡村層からは,高橋(1958),稲見(1982)などによってMetasequoia disticha MIKIなどの植物化石が報告されており,本層の堆積した時代は鮮新世と考えられている。また,小松町岡村南方の標高120mの地点において,本層中に挟まれる厚さ80cm以上の火山灰中のジルコンから1.4±0.2Maフィショントラック年代が報告されている(水野,1992)。
岡村層は,一般に緩く北へ10゜前後で傾斜しているが,断層付近では北へ55゜〜65゜と急傾斜する箇所もある。
(5) 第四系
砂礫層よりなる高位・中位・低位の各段丘堆積物や崖錐堆積物が石鎚山脈北麓に,また,扇状地堆積物や沖積層が平野部に分布している。