＜白亜紀花崗岩類＞

朝日・飯豊山地をつくる花崗岩で、調査地域の基盤岩として分布している。寺泉西方の採石場から西方山地に広く分布し、割れ目が多く優白色の黒雲母花崗閃緑岩を主体とする。寺泉の採石場では（上位層との境界付近）、褐色を呈すマサ化した強風化部が認められる。花崗岩中には小規模な断層や、完全に破砕角礫・粘土化した部分が認められる。小断層の方向は様々であるが、採石場内には明瞭な逆断層構造も観察される。

＜更新統＞

西部の花崗岩とＭ面堆積物の間に分布し、主に山岸西方の緩傾斜をなすＭ面段丘堆積物の下位に、ほぼ水平面を境して分布している。層相は、未固結の砂礫、火山灰質シルト・粘土からなり、特に赤褐色粘土として特徴的に観察される。このような赤色風化の特徴から、最終間氷期以前の堆積物であると判断できる。

＜段丘堆積物および崖錐堆積物＞

Ｍ面堆積物は、長井市山岸地区では、標高では２６０〜３２０ｍの範囲で西方緩斜面の表層を広く覆っている。層相は花崗岩類の亜角〜亜円礫（最大径１５ｃｍ）と、赤褐色を呈する粘土基質からなる砂礫であり、最上部に腐植土が伴う。　しかし、これより南では崖錐堆積物が厚いため不明である。寺泉の採石場では、材化石を多量に混入する砂礫主体のＭ面堆積物が、基盤の花崗岩類にアバットしている様子が確認される。この堆積物中の材化石より、１４Ｃ年代値７，１５２±５７ｙ．Ｂ．Ｐ、暦年補正年代値７，９３５〜７，９８０ ｃａｌ ｙ．Ｂ．Ｐの年代値が得られた。層理面の走向・傾斜は、Ｎ４３°Ｅ・２０°Ｎである。山岸地区でのＭ面は、２０ｃｍ大以下の淘汰の悪い花崗岩礫を含む。Ｍ面の下には赤色粘土で特徴づけられる更新統が分布している。更新統は赤色を呈する粘土からなり、その上位にＭ面堆積物の花崗岩（φ１０ｃｍ）の基底礫が見られる。このことから、更新統とＭ面堆積物は不整合関係をなすと考えられる。寺泉地区北方の採石場では、花崗岩に直接アバットする低角度傾斜のＭ面堆積物（Ｎ３Ｅ１６Ｅ）が数箇所で確認できる。水平層は淘汰の悪い礫を含む。花崗岩・岩体の上に堆積するものは標高で３２０ｍ付近まで分布する。

Ｌ４面堆積物は、西方の緩斜面が途切れる位置から東に向かって広く分布する。寺泉地区では山岸地区のＭ面の断層崖（および撓曲崖）の南部延長にあたる撓曲崖が、沖積面中に認められる。後述するボーリング調査地点はすべてこの沖積面に相当する。

崖錐堆積物は、南の野川から続く西側の山腹斜面および河川・尾根沿いに分布し、おうど色を呈する淘汰の悪い砂礫からなる。礫は、凝灰岩、シルト岩および安山岩の亜角〜角礫を主体とする層と、中新統の硬質シルト岩の角〜亜角礫を主体とする層がある。