滑前的滑区范围内只有靠近大坝的地区有3个勘探孔，岩滑发生后，在坍塌体上打了18个以上的钻孔，并详细研究了已暴露的滑动面地质情况。
岩滑区由道格统基底及麻姆统、下白垩统、上白垩统组成(图4.1)，岩层构造类似椅形，上部椅背，岩层走向EW，向N倾斜，倾角45°～50°。椅子的座部，走向SN，向E倾斜，倾角在滑坡两侧，为18°及20°，中央部分接近水平。椅背与座部过渡段倾角是突然变化的。
图4.1 瓦央峡谷左岸的理想地质剖面
区域岩层共有4种建造。层厚约1000m。建造A由灰岩组成，在坝下游出露。在滑坡范围内，建造B最大厚度350m。由鲕状灰岩组成，有的已白云岩化，本建造属道格统，是发生大部分岩滑的基床，岩层是刚性的，不易变形。建造C，厚230～350m，主要为结核灰岩，或燧石灰岩，偶夹有薄层泥灰岩，滑坡体基本上由本建造构成，建造C层共分8层(图4.1)自下而上为:1麻姆层;2上麻姆层;3～5为下白垩统;6～8为上白垩统。其中1、3、7单层厚度5～20cm，易于变形。建造D，不在滑坡范围内。
在滑坡体中岩层的层理与层面节理很重要，建造C下部岩层的层面节理间距仅为5～15cm，约60%的滑动面与层面和层面节理重合。1960～1963年，调查岩石滑坡的地质学家怀疑道格统与麻姆统组成的接触面是个可能的滑动面，布格伊利的详细调查指出:滑动面不在接触面处而是在稍高的地方切入麻姆统的内部。
岩体中的主节理是走向SN的垂直节理，成为岩滑的上下游(东西侧)边界。
新近纪以来的喀斯特作用，使得灰岩内地下洞穴很发育，地表有不少落水洞，地表水很易下渗。
更新世冰川的冰蚀作用刨削去数百米厚的岩层。形成宽浅河谷。冰期后河流强烈下切形成深度超过300m的V型河谷。瓦央河在坝上游切过一个向斜褶皱，向斜轴向大致为EW向。两岸岩层向河谷倾斜。
大量的岩层蚀去，使得岩体表部产生御荷裂隙，许多裂隙平行于谷壁，裂隙带厚度达100～150m，分离出来的岩板厚约9m。
滑坡发生后，根据打在滑坡体上的钻孔资料绘制的地质剖面，其剖面位置如图4.2。
滑坡后打的钻孔中发现滑动面以上有几米厚的糜棱岩或破碎带，主要由砂、粉土与粘土组成，其中粒径小于2μm部分的粘土矿物约35%。1960年坝址勘探孔没有报道过这个糜棱岩带。
图4.2 瓦央岩滑体地质图
层面节理间有极薄的泥化物，肉眼估计粘土矿物约占16%，X光衍射得知主要为蒙脱石。这些泥质薄片在高压下高度固结，显得很硬，浸水不溶解，并不变成塑性，节理面粗糙，泥质薄层分布少，因此认为它不影响稳定性。
坝址区曾在固结灌浆前后测过岩体震波速度，在滑坡发生前两年，观测到波速突然降低，短期内纵波波速从5000～6000m/s降至为2500～3000m/s。可能意味着边坡岩体逐渐破坏。