شکل۲-۳- نقشه جهت شیب دشت بیستون
۲-۳- زمین‌شناسی
منطقه مورد مطالعه در کمربند کوهزایی زاگرس قرار دارد. این کمربند کوهزایی قسمتی از کوهزایی تتیس را شامل می‌شود که بین اوراسیا و قسمت های مختلف گندوانا اتفاق افتاده است. کوهزایی زاگرس از شمال شرق به جنوب غرب شامل مجموعه آذرین ارومیه – دختر، پهنه سنندج سیرجان و زاگرس چین خورده می‌باشد.(۱۹۹۴ Alavi,m)
به عبارت دیگر برش های ساختاری در پهنه برخوردی بین صفحه عربستان و صفحه ایران در شمال باختر ایران شواهد دو زمان برخورد را در طول بسته شدن اقیانوس تتیس جوان به خوبی آشکار می سازند. ساختارهای به وجود آمده با برخورد اول در کرتاسه پسین، با فرارانش مجموعه پوسته اقیانوسی بر روی لبه قاره ای آرام صفحه عربستان و چین خوردن مجموعه رسوبی در زیر پهنه‌های بیستون، رادیولاریتی و زاگرس بلند همراه است و گسل پیشانی زیر پهنه زاگرس بلند، نهایت پیشرفت تأثیر برخورد در دگر شکلی نهشته های موجود در لبه آرام قاره ای صفحه عربستان بوده است. ساختار این رویداد زمین ساختی در هر کدام از زیر پهنه‌های بیستون، رادیولاریتی و زاگرس بلند متفاوت است. (الیاس زاده۱۳۸۹)
۲-۳-۱- سنگ‌های آهکی دشت بیستون
این واحد از رنگ آهک خاکستری روشن تا تیره ریز تا درشت دانه ، نازک تا ضخیم لایه از۲۰سانتی متر تا بیش از یک متر ) در بعضی قسمتها دارای اینتراکلست ایست ، قطعات فسیل دو کفه ای ها، جلبک ها و شکمپایان ، تشکیل شده است .رخساره های بایومیکرایت تا بابواسپارایت و فسیل های نبتیک و بلاژیک ریز در این واحد وجود دارد. با توجه به فسیل های همراه ، سن این واحد سنومانین است و این واحد سنگی را می توان هم ارز سازند سروک نبتیک و بلاژیک در نظر گرفت.
Jb₃ این واحد شامل سنگ‌های آهکی خاکستری روشن –تیره تا کرم، ریز تا درشت دانه ضخیم لایه (ضخامت لایه ها ۶۰-۷۰ سانتی متر) بودار در بعضی افقها میکرو برشی، کمی دولومیتی بعضی لایه ها دارای گرهکهای چرتی و دارای پلیت،اللسیت سپودوالیت،اینترالکست، بایوکلست،مرجان، جلبک، شکمپایان و خرده های فسیل دو کفه ای هاست.رخساره های این واحد شامل بایوپل میکرایت تا بایوپل اسپارایت است. مجموعه فسیلی این واحد حاکی از سن ژوراسیک پسین مالم است. خصوصیات سنگ شناسی و فسیل های همراه همانند فراوان این واحد با سازندهای سورمه و نجمه نشان می‌دهد.
Qt₂ رسوبات آبرفتی ماسه ای در دره های اصلی ناحیه مانند قره سو از رسوبهای آبرفتی آرژیلی ماسه ای و تا اندازه ای ریزدانه پر شده‌اند که ممکن است به ستبرای زیاد برسند. در دره قره سو جنس مواد سازنده آبرفت گوناگونی بیشتری دارد. چرا که خواستگاه آن‌ ها از راندگیهای رادیولاریتی، افیولیتی و فلیش های ترسید است این آبرفتها دارای ذخائر زیرزمینی با ارزش هستند.

Qf این واحد رسوبهای مخروطه افکنه ای واقع در بلندی های ناحیه را در بر می گیرد.( شکل شماره ۲-۶)
شکل ۲-۴-نقشه زمین‌ شناسی دشت بیستون
۲-۳-۲- گسل
نقشه گسل‌ها که از روی نقشه زمین‌شناسی با مقیاس ۱:۱۰۰۰۰۰ استخراج شده که به دو گروه گسل های اصلی و فرعی تقسیم‌بندی شدند. در منطقه بیستون گسل ها و درز و شکافهای بسیاری وجود دارد و همین مساله باعث افزایش خطر پسابهای زباله در منطقه می‌شود. همچنین در گسل های فعال خطر تخریب مدفن توسط حرکات لرزه خیز وجود دارد. گسلهای فعال و درز و شکاف های فراوانی در توده آهکی بیستون وجود دارد که به وسیله گسل سراسری توده کوه بیستون از دشت بیستون جدا شده است.در سطح دشت بیستون گسل های زیادی به چشم نمیخورد بجز چند گسل فعال در حاشیه غربی و جنوب شرقی دشت بیستون که گسل غربی دشت بیستون یک مخروطه افکنه در پایکوه دیواره بیستون را تشکیل داده است.(در شکل شماره ۲-۷ نقشه زمین شناسی به همراه گسل های منطقه نشان داده شده است)
۲-۳-۳- چینه شناسی منطقه بیستون
مطالعات چینه‌شناسی از یک طرف مبتنی بر شناخت توالی طبقات رسوبی در زمان های مختلف زمین‌شناسی به منظور پی‌بردن به تاریخ حوادث زمین و تکامل موجودات بوده، از طرف دیگر تغییرات جانبی رخساره‌ها در مکان‌های مختلف را بررسی می کند که بوسیله‌ی آن با وضع جغرافیایی گذشته زمین در هر زمان آشنا می‌شویم.
ردیفهای چینه‌شناسی:
ردیفهای چینه‌شناسی و سازندهایی که در هر یک از گستره‌های اصلی منطقه  کرمانشاه با آن‌ ها برخورد می‌شود تازگی داشته و عموماً با گستره همسایه خود تفاوت بسیار دارد، مهمترین بخشهای موجود در این منطقه را می‌توان به صورت زیر تفکیک کرد که با توجه به منطقه مورد مطالعه سفره های رورانده کرتاسه به طور کامل توضیح داده می شود.
الف- گستره زاگرس برجا (کوههای اطراف ماهیدشت و اسلام‌آباد)
ب- سفره‌های رورانده کرتاسه (رادیولاریتهای کرمانشاه – آهکهای بیستون – افیولیتهای صحنه هرسین)
ج- ورقه‌های ترسیر (گاوه رود واقع در جنوب غرب سنقر و شمال شرق روانسر).
د- گسترده دگرگونی کرمانشاه – همدان (برون – برود – ریکو – اشتوکلین)
ب- سفره های رورانده کرتاسه:
این راندگیها شامل سه گروه اصلی در منطقه هستند که همگی در کرتاسه پایانی (ماستریشتین) تحت تأثیر جنبشهای ساختمانی (تکتونیکی) قرار گرفته و در جهت جنوب غربی بر روی افقهای کرتاسه زاگرس برجا رانده شده‌اند. این سه گروه عبارتند از:
رادیولاریتهای کرمانشاه – آهکهای بیستون – افیولیتهای صحنه و هرسین
ب-۱- رادیولاریتهای کرمانشاه – رادیولاریتها طبقات قرمز و خاکستری چرتها و شیلها و آهکهای چرتی است که همراه با توده‌هایی از سنگهای بازیک تا بازیک شدید مشاهده می‌شوند. (آقانباتی،۱۳۸۳)
رادیولاریتهای کرمانشاه به صورت نواری کم و بیش منظم با پهنای حدود ۱۵کیلومتر از ناحیه پاوه در شمال غرب شروع شده و با گذر از شهر کرمانشاه تا بروجرد در جنوب شرق به طور پراکنده گسترده است، با وجود پیچیدگیهای ناشی از تغییر شکلهای وارده براین واحد می‌توان ردیف چینه‌شناسی زیر را در آن تشخیص داد:
تریاس، ژوراسیک- این واحد شامل یک سری آهکهای زیستاواری (بیوکلاستیک) با لایه‌بندی تا اندازه‌ای منظم اغلب با گره‌های سیلیسی همراه با میان لایه‌هایی از افقهای رادیولاریت است، مجموعه فسیلهای یافت شده در پایه آهکی این واحد نشان‌دهند سن تریاس بالا، ژوراسیک زیرین است.
ژوراسیک بالا، کرتاسه زیرین – این واحد شامل توده مهمی از ژاسب با لایه‌بندی خیلی ظریف به رنگ قرمز و قهوه‌ای و گاهی متمایل به سبز است که با میان لایه‌هایی از مارن‌نازک قرمز رنگ رادیولردار از یکدیگر قابل تشخیص هستند، این نهشته با ترکیب برتر سیلیسی و مورفولوژی ویژه به صورت تپه‌های قرمز متمایل به بنفش (تپه‌های پارک شیرین) که به شدت خردشده (تکتونیزه) هستند در شهر کرمانشاه رخنمون دارند.
مهم‌ترین میکروفسیلهای موجود در این واحد، رادیولرها هستند. سن این رسوبات ژوراسیک بالا کرتاسه زیرین است، همچنین رخنمونهای دیگری از رادیولاریتها را می‌توان در مسیر جاده کرمانشاه صحنه در حاشیه کوه هجر (روبروی روستای هاشم‌آباد) و پل شهدا مشاهده کرد، فراوانی اکسید آهن (هماتیت) موجب شده که این واحد کاملاً قرمز رنگ شده به طوریکه این واحد را سنگ‌آهن چرتی نیز می‌نامند. (تهرانی،۱۳۸۲)
ب – ۲ – آهکهای بیستون:
برش و مقطع تیپ این واحد در ناحیه بیستون توسط برود مطالعه شده و یکی از واحدهای اصلی در گستره مورد مطالعه محسوب می‌گردد، این واحد تنها شامل آهک بوده و به صورت همبری غیرعادی بر روی رادیولاریتهای کرمانشاه جای گرفته است و در نقاط دیگر نیز مانند کوه شاهو در شمال شرق و کوه شیرز در جنوب شرق کرمانشاه (راه هرسین) رخنمون دارد، این سری آهکی همه دوران دوم از تریاس بالا تا کرتاسه بالا را شامل می‌شود. ردیف چینه‌شناسی این واحد به صورت زیر است:
تریاس بالا – ردیفهای زیرین آهکهای بیستون در پای دیواره نزدیک به دهکده کنشت (نزدیک کرمانشاه) برونزد دارد که برروی رادیولاریتهای کرمانشاه جای گرفته و شامل ۳۰۰ متر آهک با لایه‌بندی ضخیم و آهکهای توده‌ای و ریفی در بالاست. میکروفسیلهای موجود در آن سن‌تریاس بالا را مشخص می‌کند.
ژوراسیک زیرین و میانی (لیاس – دوگر) برروی آهکهای ریفی تریاس بالا ردیفهای دولومیتی پدیدار می‌شود که توسط لایه‌های آهکی دنبال می‌گردد، این آهکها در آغاز لایه‌لایه بوده و سپس تبدیل به طبقات توده‌ای می‌شوند با داشتن فسیلهایی چون اوربیتوسپلا سن لیاس – دوگر را مشخص می‌کند.
(در پای دیواره آن در مقطع تیپ بیستون مجسمه سنگی قرار دارد)
ژوراسیک بالا (مالم) – ردیفهای آهکی ژوراسیک میانی بدون هیچ‌گونه نبود رسوبی یا دگرشیبی به صورت یک سری از آهکهای ضخیم‌تر رو به بالا ادامه می‌یابد، این آهکها سازنده دیواره توده‌ای کوه بیستون است که برروی آن نقشهای برجسته‌ای از دوره هخامنشیان کنده‌کاری شده‌است.
رخساره سنگ‌شناسی این آهکها نشان‌دهنده تناوب آهکهای پایانی و آهکهای ریز دانه‌ فسیلهای بر قاره‌ای چون دوکفه‌ایها و شکم پایان و روزنداران است.
کرتاسه زیرین – رسوبات آهکی ژوراسیک بالا با همان رخساره به کرتاسه زیرین تبدیل می‌شود چنانکه باز شناختن این دو واحد از یکدیگر دشوار است، این مجموعه به بلندی حدوداً ۲۵۰۰ متر دیواره اصلی و برجستگیهای ستبر واحد آهکهای بیستون را تشکیل می‌دهند. (پنجمین دیواره صخره‌ای دنیا)
این واحد با داشتن فسیلهایی چون اکتینوپورلا و کانئولینا سن کرتاسه زیرین را مشخص می‌کند.
کرتاسه بالا – افقهای کرتاسه فوقانی آهکهای بیستون در بُرش تیپ آن وجود نداشته بلکه در شمال روانسر شناسایی و مطالعه شده‌است، این افق شامل یک مجموعه آهکی با ستبرای ۲۰۰ تا ۳۰۰ متر می‌باشد.
این افق دارای میکروفسیلهای گلوبوترونکانا و گلوبوژرینا با سن کرتاسه بالا بوده و با دگر شیبی آشکار توسط آهکهای اولیگو میوسن (معادل تشکیلات قم) پوشیده می‌شود.
ب-۳- افیولیتهای صحنه و هرسین
افیولیتها مجموعه‌ای از سنگهای قلیایی شدید (الترا بازیک) گابرویی و پیلولاوا همراه با سنگهای رسوبی هستند، با توجه به وجود پیلولاوا (ساخت بالشی گدازه) و شباهت ترکیب شیمیایی یک مجموعه افیولیتی با سنگهای پوسته اقیانوسی نتیجه گرفته‌اند که افیولیتها خودبخشی از پوسته اقیانوسی بوده که در مراحلی از اقیانوس‌زایی بوجود می‌آیند. ( خسروتهرانی.۱۳۸۵)
مسئله تعیین سن افیولیتها از دو دیدگاه اصلی مطرح است:
۱- سن زمان تشکیل هر یک از اجزاء مختلف افیولیتی.
۲- سن زمان جایگیری ساختمانی مجموعه‌های مذکور
در مورد سن افیولیتهای صحنه هرسین می‌توان زمان تشکیل سنگهای الترابازیک آن را مربوط به اوایل دوران اول (کامبرین و اردوویسین) و حتی پرکامبرین دانست،  و زمان جایگیری آن در کرتاسه بالا بوده‌است (ماستریشین).
در این مجموعه می‌توان سه بخش را تشخیص داد:
نخستین بخش در ناحیه غرب صحنه قرار دارد که از سنگهای قلیایی شدید و پریدوتیت و پیروکسینولیت تشکیل شده‌است که به صورت تپه‌های نه چندان مرتفعی در غرب صحنه مشاهده می‌شوند و جاده صحنه کرمانشاه در چند نقطه آن را قطع می‌کند و با مورفولوژی ویژه به رنگ سبز تیره دیده می‌شوند.
دومین بخش که به سمت جنوب غرب ادامه دارد به شدت تکتونیزه شده و نمونه جالب آن در روستای ارگنه برونزد داشته و رخساره آن از سنگهای الترابازیک همراه با پولکهای آهکی و رادیولاریتها هستند که در نتیجه فشارهای ساختاری با یکدیگر آمیخته شده‌اند.
سومین بخش از این مجموعه در ناحیه هرسین قرار دارد که سنگهای افیولیتی آن از یک توده سرپانتینیت که احتمالا همراه با مقادیر قابل توجهی آزبست (پنبه نسوز) بوده که با مطالعات بیشتر می‌توان امکان بهره‌برداری و استخراج آن را مورد بررسی قرارداد. افیولیتهای صحنه – هرسین همراه با رادیولاریتهای کرمانشاه و آهکهای بیستون سفره رورانده کرتاسه پایانی را تشکیل داده و به طور دگر شیب توسط آهکهای الیگومیوسن پوشیده می‌شوند، همین پوشش پیش‌رونده ترسیر است که رویداد راندگی را در زمان کرتاسه پایانی تایید می‌کند. (آقانباتی.۱۳۸۳)