Penelitian terdahulu di daerah Gunung Sundoro telah membahas tatanan geologi dan
geokimia batuan, namun pemetaan daerah penelitian dengan menggunakan konsep
vulkanostratigrafi yang disertai dengan analisis petrogenesis yang lebih lengkap belum
dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengidentifikasi tatanan geologi, seri magma, dan lingkungan tektonik pada daerah
Gunung Sundoro dan sekitarnya.
Analisis pengindraan jauh digunakan untuk membagi satuan geomorfologi dan geologi
tentatif yang kemudian dibuktikan kembali dengan observasi lapangan. Hasil
observasi lapangan kemudian disajikan dalam peta geologi detail dengan
menggunakan konsep vulkanostratigrafi. Analisis petrogenesis dilakukan dengan
pengamatan sayatan tipis yang dikombinasikan dengan analisis geokimia whole rock.
Dari hasil pengamatan, daerah penelitian dapat dibagai menjadi delapan satuan
geomorfologi, sedangkan stratigrafi daerah penelitian dapat dibagi ke dalam tiga
khuluk, yaitu Khuluk Dieng, Khuluk Sundoro, dan Khuluk Sumbing, yang dibagai
menjadi 28 satuan litologi. Pada daerah penelitian, Khuluk Sundoro sendiri terdiri atas
empat gumuk yaitu Gumuk Pagerluhur, Gumuk Kembang, Gumuk Kekep, dan Gumuk
Watu. Struktur sekunder yang berkembang pada daerah penelitian berupa Sesar Geser
Mengiri Pagerejo. Hasil observasi lapangan yang didukung dengan analisis petrografi
menunjukkan bahwa litologi pada daerah penelitian terdiri dari andesit, andesit
piroksen, breksi piroklastik, breksi-tuf, lapili-tuf, dan tuf. Hasil analisis petrografi
dikombinasikan dengan hasil perbandingan antara kadar SiO2 terhadap unsur utama
dan beberapa unsur jejak menunjukkan bahwa kondisi magmatisme daerah penelitian
dikontrol oleh proses seperti fraksionasi kristal, magma mixing, asimilasi, dekompresi
adiabatik, dan konveksi. Berdasarkan kelimpahan fenokris yang didukung dengan
analisis geokimia menunjukkan bahwa seri magma pada daerah Gunung Sundoro
adalah kalk-alkali yang dihasilkan dari lingkungan tektonik batas lempeng pada daerah
subduksi yang membentuk barisan pegunungan sebagai busur kepulauan (island-arc).