地質的には、基本的には下位より観音寺層・庄内層群下部層・庄内層群上部層が整合に堆積している。本調査地域では庄内層群下部層が広く分布し、西側より背斜・向斜・背斜との構造を示す。これは池辺ほか（１９７９）の平田背斜・一条向斜・観音寺背斜とそれぞれ対応する。観音寺層は観音寺背斜軸がカルミネーションとなる日向川〜荒瀬川付近にのみ露出する。八幡町の吉野沢付近では庄内層群や観音寺層の傾斜は低角であるが、常禅寺付近の庄内層群下部層との境界では南北走向で西傾斜６０〜７０°となる。調査地域の東側で観音寺層は酒田衝上断層群をなす断層によって庄内層群下部層と接している。庄内層群上部層は平田背斜の西翼のみにみられ、南北走向で傾斜は西傾斜約４０°である。

鈴木ほか（１９８３）によるトレンチ調査の報告や反射法の結果を踏まえて、考えられる地質断面図を図５−３−１に示した。

段丘の年代としては、八幡町観音寺の露頭ＳＬＴ５９において低位段丘�U堆積物から３２，７４０±３６０ｙ．Ｂ．Ｐ．のＡＭＳ年代測定結果を得ている。試料採取位置を露頭スケッチに入れ図５−３−２に示す。松山町石名坂の露頭ＳＬＴ３１５で低位段丘�U面より高い位置にある段丘堆積物から３８，０００ｙ．Ｂ．Ｐ．を越えるβ線年代測定結果を得ている。露頭スケッチおよび試料採取位置を図５−３−３に示す。この段丘堆積物はきれいな段丘面を作らず、西に緩く傾斜している。松山町下餅山の農業用水路の工事露頭ＳＫＴ１１６の沖積段丘堆積物より６，８４０±８０ｙ．Ｂ．Ｐ．のβ線年代測定結果を得ている。