西側のボーリング孔では中新統の塩手層が東側のボーリング孔では中生界の相馬中村層群が分布し，この間に双葉断層が存在することは確実である。これらの基盤を覆う堆積物の基底面には，東西で鉛直約数１０ｃｍの高度差が認められるものの，各孔間では顕著な不連続は認められない。

したがって，ボーリング調査結果によると，断層は堆積物に変位を与えていないことも予想された。