城門谷主要的基岩是凝灰岩,只有在城門水塘中部和北面是花崗閃長岩和長石斑岩。凝灰岩對抗風化和侵蝕的能力較強,所以形成高聳的山峰如大帽山、草山和水牛山。風化和河流侵蝕作用會造成坡度大、凹曲的坡面,如大城石澗,同時亦會造成兩側陡斜、狹長而圓凸的山脊,如東洋山。

沙田谷大部分地方的基岩是花崗岩,所以山脊多數較低矮和圓鈍,但也有較險峻的如針山、筆架山、獅子山、大老山等。由於花崗岩易於風化和侵蝕,所以部分地方出現細溝和沖溝等劣地地貌。

根據地質分析,山貝河下游深涌村和欖口村一帶在六千年前原本是個海灣,之後海岸進夷,海灣後退至現時的后海灣,露出了昔日在海床的海洋沉積物,即是夾雜著貝殼碎片的深灰色海泥,主要成份是柔軟的黏土,含鹽份稍高而滲透性低。

城門河道兩岸,由香港文化博物館至沙田污水處理廠兩岸,原本是沙田海深邃的內灣,現時兩岸的土地均由填海得來。原本城門河的天然河口則位於現在的沙田頭。城門河下游沒有大面積的沖積平原,最大的分布在大圍和田心一帶。另外,於九肚坑、馬麗口坑和蚊坑下游亦有小面積的沖積物。坡積物是山坡崩塌堆積成的物料,分布在部分河谷內,如大城石澗、草城石澗、坳背環坑、花心坑等。


溪澗沿斷層下蝕(攝於城門水塘)


凝灰岩的基岩被侵蝕成凹曲的坡面(攝於四方山)


針山的基岩為花崗岩


交錯山咀(攝於大帽山)

滲泉(攝於蚊坑)

大老山的基岩為凝灰岩

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