中央構造線

　中央構造線は日本で一番大きい断層である。この中央構造線が、大鹿村から南信濃村へかけて走っており、その部分が直線状の谷となっている。中央構造線は、諏訪湖付近からはじまり、その続きは、四国から九州へとつながっている。中央構造線に沿い有名な圧砕岩…鹿塩片麻岩という呼名で知られている…が分布している。この岩石は断層ができるときの強い力を受けて生じた変成岩である。



西南日本内帯

　中央構造線より西側の地域は西南日本内帯と呼ばれる。下伊那では伊那山脈、天竜川、木曽山脈の地域が内帯にはいる。内帯の部分には花こう岩が広く分布している。花こう岩と共に変成岩もあちらこちらに見える。内帯では中央構造線に近い部分に花こう岩がおおく、この地域を特に領家帯と呼んでいる。伊那山脈から木曽山脈にかけて、圧倒的に花こう岩が多く、さまざまな花こう岩が分布するのはこのためである。領家帯にみられる変成岩は、主にホルンヘルスで、黒雲母が非常に目だっている。伊那山脈の部分のホルンヘルスは黒雲母などの結晶が大きくなり、見かけは花こう岩と似てきて、片麻岩と呼ばれるものがおおい、これらのホルンヘルス-片麻岩などを領家変成岩-または領家片麻岩-と呼んでいる。

富士見台から恵那山にかけて、特別な岩石が分布している。これは濃飛火砕岩類とか、濃飛流紋岩類とか呼ばれている、この岩石は領家帯の花こう岩類が貴入してきたときとほぼ同じような性質のマグマが激しい火山活動となって地表に噴出して堆積した凝灰岩を主としている。
根羽村や阿南町など、郡の南部に第三紀の地層や火山岩が分布している。町を中心として富草層群と呼ばれる第三紀層が豊富な化石を件って分布する。

根羽村、池ノ平や茶臼山周辺には、安山岩ー玄武岩などの火山岩が分布する。



西南日本外帯

　中央構造線より東側の地域、つまり大鹿村、上村、南信濃村など、赤石山地は、西南日本外帯に入る。外帯と呼ばれる地域は、中央構造線より太平洋側の地域全体をさし、赤石山脈から紀伊山脈、四国山脈、九州山脈と連続しており、これらの地域に同じ時代の地層が連続しており、これらの地域に同じ時代の地層が連続して分布している。

　分布の仕方が、非常に規則正しい。中央構造線と接する部分を三波川帯と呼び結晶片岩類や蛇紋岩など超塩基性岩類がみられる。

三波川帯のはしには、戸台構造線と呼ばれる断層線を境にして秩父帯が分布する