החתך הגיאולוגי של מרחב שקמה כולל שכבות קירטון וחוואר מתקופת האיאוקן (כ-65 מיליון שנה טרם זמננו), הנוטות מערבה ונעלמות בעומק, תחת סלעים מתקופת הניאוגן (25 מיליון שנה טרם זמננו). שכבות הניאוגן כוללות חוואר מתצורת יפו במערב, ושכבות אבני חול מתצורת פלשת וקנגלומרט אחוזם במזרח. שכבות אלה מכוסות בחול ובכורכר מתקופת הפלייסטוקן (כ-2 מיליון שנים טרם זמננו), ובין שכבות החול ישנה חמרה. ברוב השטח מכוסים הכורכר והחמרה בחרסית, כאשר שכבת החרסית עבה יותר בשטח פשט ההצפה של הנחלים.
