La haute vallée de l'Ouvèze, entre sa source au pied de la montagne de Chamouse et son resserrement au niveau de Sainte-Euphémie, s'est installée au coeur d'un synclinal géologique, dit Synclinal de Saint-Auban. C'est une structure en cuvette, d'orientation générale est-ouest (voir coupe au niveau de Saint-Auban), dont les roches sont constituées d'alternances de bancs calcaires et de marnes. Ces couches remontent à l'ère secondaire, et sont plus précisément d'âge Jurassique à Crétacé Supérieur, c'est-à-dire compris entre -160 et -90 millions d'années. Elles se sont déposées par décantation de vases, au fond d'un bassin marin (dit "fosse vocontienne") qui séparait deux plateformes à plus faible tranche d'eau et à dépôts beaucoup plus calcaires. La forme actuelle, en cuvette de ce synclinal de Saint-Auban est dûe à un plissement tectonique qui s'est produit de il y a 40 à 90 millions d'années, dit plissement pyrénéo-provençal, qui a précédé le plissement alpin proprement dit.

 

carte géologique de la Haute Ouvèze (M. Gidon, géologue alpin)

  

Coupe géologique Sud-Nord au niveau de Saint-Auban, d'après Flandrin (1963)