Im Nüxeier Dolomitsteinbruch wird ein heller, hochqualitativer Dolomit (> 98%) abgebaut. Dolomit ist ein Magnesium-haltiger Kalkstein mit der chemischen Formel CaMg(CO3)2.
Die massige Ausbildung und die dichte Struktur machten die Nüxeier Dolomite zu einem hervorragenden Naturwerkstein, der schon im frühen Mittelalter beim Bau einer Vielzahl von Profan- und Sakralbauten Verwendung fand. Ein herausragendes Beispiel hierfür ist das Kloster Walkenried. Heutzutage wird der Nüxeier Dolomit hauptsächlich für den Straßenbau und als gebranntes Produkt (Sinterdolomit) in der Stahlindustrie verwendet. Aufgrund des Magnesiumgehaltes wird Dolomit auch in der Düngemittelindustrie und der Feuerfestindustrie eingesetzt. Weitere Bereich sind u. a. die Glas- und Giesserei-Industrie.

Über den so genannten Werksteinbänken ist ein Karsthorizont ausgeprägt, von dem aus tiefe Karstschlotten und -spalten den oberen Teil der Werksteinbänke durchziehen. Darunter folgen gelblich-graue und rote Mergel. Den Abschluss bildet eine etwa 2-3 m mächtige, unregelmäßige Wechsellagerung von Kalk- und Dolomitsteinen, die Anzeichen eines übersalzenen flachen Wassers aufweisen.

Die Ausbildung dieser Dolomitlagerstätte ist einer alten Meeresschwelle zu verdanken, die während der Zeit des Zechsteinmeeres (vor etwa 250 Millionen Jahren) ein östliches und ein westliches Meeresbecken, in denen sich die mächtigen Gipsvorkommen von Osterode im Westen und Walkenried im Osten des Landkreises Osterode ablagerten. An der Schwelle, die als „Eichsfeldschwelle“ bezeichnet wird, war das Meer flach, so dass es günstige Lebensbedingungen im Wasser gab (Lagunen-Charakter). Abgestorbene, kalkschalige Meerestiere und kalkhaltige Ausfällungen hinterließen in der Untiefenzone mächtige Ablagerungen von Kalkstein – CaCO3 -, der sich durch das Vorhandensein von Magnesium im Meerwasser mit der Zeit in Dolomit umwandelte.

Die „Eichsfeldschwelle“ als heute unscheinbarer Höhenzug schwenkt westlich von Steina vom Harz nach Südwesten und taucht in das thüringische Eichsfeld ab. Die „Eichsfeldschwelle“ bildet die Wasserscheide zwischen Elbe und Weser. Die westlichen Südharzflüsse gelangen über Rhume, Leine, Aller und Weser in die Nordsee, während östlich davon der Zufluss in die Nordsee über die Helme, Unstrut, Saale und Elbe erfolgt.

Auch Dolomit löst sich langsam im Wasser auf und bildet Karsterscheinungen. Das kleine Bachtal vor der Steinbruchswand ist längst trocken gefallen. Etwa 500 m bachaufwärts befindet sich eine aktive Bachschwinde, in der der Bach seinen Lauf unterirdisch fortsetzt.

Die oberhalb liegende Steingrabenschwinde überstaute ab März 1995 und die Hochwässer des Steingrabens - aus der Feldflur Osterhagens, aus Schneeschmelze und Niederschlägen gespeist - flossen in den natürlichen Unterlauf, die Wolfskuhle, ab. Hier versickerten sie in den dortigen Erdfällen allmählich. Die ursprünglich-natürliche Fortsetzung wäre dann Richtung Nüxei das Ichtetal. Bis hier sind seit langen Zeiten die Wässer des Steingrabens aber nicht mehr gelangt. [ Steingraben-Schwinde 2023 überflutet ]