丹波帯中・古生層は調査地域東側，東山地域に分布する基盤岩である。主に砂岩・泥岩からなりチャート，緑色岩が見られる。

大阪層群は清水寺付近から東山山麓に深草付近まで分布している。深草以北の大阪層群については，有効な鍵層が見つかっていないため，層準は明らかでない（市原，１９９３）

しかし，三木（１９４７）は東山日吉町で浅海性の植物化石を記載し，石田（１９６９）は東山トンネル西口で海性粘土層を記載している。そのため大阪層群上部層が分布すると考えられる。

深草地域の大阪層群はＭａ３からＭａ６に相当し，層厚は１３０ｍである。

また，深草地域から南では高位段丘相当層の桃山礫層が分布している。深草団体研究会（１９６２）によれば，桃山礫層は稲荷山北西山麓から七面山付近・大岩山西麓・伏見桃山に至る地域の標高７０〜１２０ｍに，大阪層群または丹波帯中･古生層を不整合に覆い分布している。

中位段丘及び，低位段丘が大阪層群分布域の西側に分布しており，さらにその西側に扇状地堆積物及び沖積層が分布する。