Geomorfologi daerah penelitian dibagi menjadi empat satuan geomorfologi, yaitu Satuan Perbukitan Karst, Satuan Perbukitan Lipatan, Satuan Dataran Homoklin, dan Satuan Dataran Aluvial. Pola aliran sungai di daerah penelitian umumnya berpola rektangular karena dikontrol oleh struktur berupa sesar dan rekahan. Stratigrafi daerah penelitian terdiri dari enam satuan batuan. Satuan tersebut berurutan dari tua ke muda, yaitu Satuan Marmer (Formasi Kuantan) yang berumur Pra-Tersier yang merupakan batuan dasar dari daerah tersebut, Satuan Konglomerat- Batupasir (Formasi Brani Anggota Kulampi) merupakan endapan kipas aluvial yang berumur Eosen Akhir yang diendapkan tidak selaras di atas Satuan Marmer, Satuan Batupasir-Batulempung (Formasi Sawahlunto) merupakan endapan sungai berkelok yang berumur Eosen Akhir – Oligosen yang diendapkan selaras di atas Satuan Konglomerat-Batupasir, Satuan Batupasir (Formasi Sawahtambang) merupakan endapan sungai teranyam – transisi yang berumur Oligosen – Miosen Awal yang diendapkan selaras di atas Satuan Batupasir-Batulempung, Satuan Napal (Formasi Ombilin) merupakan endapan neritik tengah-neritk luar yang berumur Miosen Awal yang diendapkan selaras di atas Satuan Batupasir dan Satuan Endapan Aluvial yang berumur Resen yang diendapkan tidak selaras di atas Satuan Napal. Struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian terdiri dari sesar naik dan lipatan yang relatif berarah baratlaut – tenggara serta sesar mendatar menganan yang berarah utara timurlaut – selatan baratdaya dan sesar mendatar mengiri yang berarah timurlaut – baratdaya.