Эоцен (P2) на территории района представлен зыбзингской свитой (P21zb) сложенной глинами светло-зелеными плотными с прослоями светло-серых крепких алевролитов, мощностью отложений 50 м;
- кутаисской свитой (P22kt) толща светло-зеленых и голубовато-зеленых плотных мергельных глин, мощностью 75-100 м.
- калужской свитой (P22kl) серовато-зеленых плотных глин, часто переходящими в серовато-зеленые плотные крепкие мергели. Мощность свиты 250-300 м.
Олигоцен (P3) в районе исследований представлен майкопскими слоями (P3-N11-2mk)- серых, темно-серых, местами черных, плотных глин с прослоями песчаника, мощностью отложений до 500м.
Неогеновая система (N) представлена отложениями нижнего (миоцена N1) и верхнего (плиоцена N2).
В составе миоцена выделяются тортонский (N12 t), сарматский (N13s) и меотический (N13m) ярусы, отложения которых представлены преимущественно глинами с прослоями мергелей и известняков, сменяющимся в северо-восточном направлении песчано-глинистыми. Мощность их достигает 1300м.
Плиоцен представлен понтическим (N21pn) и нерасчлененными киммерийским и куяльницким (N22+3km+kl) ярусами. Их отложения представлены светло-серыми и желто-серыми глинами с прослоями песка и известняка, мощность составляет около 750м.
Четвертичные отложения (Q) разнообразны и сложены валунно-галечниковыми отложениями среднечетвертичного (QII) возраста, развитыми ограничено на склонах долин рек Псекупс, Кобза, Хатыпс и др. Валунно-галечниковые отложения верхнечетвертичного (QIII) возраста, относятся к эрозионно-аккумулятивным террасам рек Псекупс, Кобза, Хатыпс. Современные отложения (QIV) представлены делювиальными суглинками и аллювиальными песками и галечниками. Общая мощность отложений 20 м [1].
Гидрогеологические условия территории определяются ее промежуточным положением между складчатой областью северо-западной части Кавказа и Азово-Кубанским артезианским бассейном [15].
Большой интерес представляют палеогеновые отложения свиты Горячего Ключа, поскольку именно к ним приурочено Псекупское месторождение сульфидных минеральных вод. В водоносном горизонте свиты выделяется два основных слоя (верхнего и нижнего песчаника) и три слабопроницаемые толщи (верхняя, промежуточная и нижняя чередующиеся толщи) [6].
Ниже и вышезалегающие отложения свит Цице и Ильской являются практически безводными.
Слабопроницаемая верхняя чередующаяся толща представлена переслаиванием аргиллитов, алевролитов и песчаников, причем глинистые отложения доминируют. Данные опытно-фильтрационных работ свидетельствуют о низкой водообильности этой толщи [1]. Гидродинамические напоры вод уменьшаются с запада по направлению к руслу р. Псекупс. это может свидетельствовать о движении подземных вод в этом направлении.
Естественный режим подземных вод отложений толщи определяется выпадением атмосферных осадков. Максимальные уровни - в марте, апреле. Направление движения подземных вод субмеридиальное по Центральному разлому и зоне пониженной трещиноватости вдоль левого склона Минерального ущелья (рисунок 3). Движение подземных вод горизонта нижнего песчаника происходит с северо-востока и северо-запада по направлению к Центральному разлому и Минеральному ущелью.
Разгрузка осуществляется в виде восходящих источников, а также в вышележащие отложения [15].
Слабопроницаемые отложения нижней чередующейся толщи представлены чередованием аргиллитов, алевролитов и песчаников. Данная толща характеризуется низкой водообильностью.
Разгрузка подземных вод осуществляется в вышележащие отложения чередующихся толщ в долине реки Псекупс, или в виде отдельных источников, выходы которых фиксируются на Минеральной площадке и в русловой части реки Псекупс. Максимальные уровни подземных вод наблюдаются в марте - апреле, минимальные - в сентябре-ноябре.