Das vorrückende Zechsteinmeer hat unmittelbar auf den anstehenden paläozoischen Grauwacken seine Ablagerungen hinterlassen. Diese beginnen in den Senken der ehemaligen Landschaft mit einer bis zu 0,5 m mächtigen Kalksteinbank, dem sogenannten Mutterflöz. Ihm folgt der bis zu einem Meter mächtige Kupferschiefer, der allerdings sehr karbonatreich ist und keine abbauwürdigen Kupfergehalte aufweist. Darauf folgt der Zechsteinkalk. Er ist sehr fossilreich und widerspiegelt die Tatsache, dass das Zechsteinmeer hier sehr flach und relativ warm war. Der darüber folgende Dolomit wird nach oben immer fossilärmer. Das bedeutet, dass das Meer immer weiter vorrückte und sich ein Tiefwasser - Milieu ausbreitete, welches zunehmend immer lebensunfreundlicher wurde.

Die Löcher in den oberen Teilen des Dolomits entstammen herausgewitterten Gipskonkretionen. Der Steinberg bildet einen Oberterrassen- und Erosionsrest zwischen Mönchtal und Bremketal. Die Dolomitschichten waren früher weitflächiger verbreitet. Heutige Täler verlaufen etwa entsprechend dem Relief der Rotliegendzeit (vor ca. 280 Millionen Jahren.), d.h. die Dolomitschichten überwölben die heutigen Kuppen. In den Tiefenlinien begann bevorzugt die Unter- und oberirdische Entwässerung im frühen Quartär. Die spätere Taleintiefung legte solche älteren Karstgerinne trocken und schnitt sie an.

Die Steinkirche bildet ein frühes Beispiel hierfür. Der Schacht (künstlich erweitert) dürfte bis auf die Schichtgrenze Dolomit (löslich) über Grauwacke (unlöslich) herabführen, die voraussichtlich der Haupthöhlenbildungshorizont war. Die Schachtsohle ist jedoch verschüttet.