Südlich der Ruhr und damit am Rande des Ruhrgebietes bzw. im Übergangsbereich zum Bergischen Land und zum Sauerland treten die Schichten des Karbons großflächig zu Tage. Während sie in weiten Teilen des Ruhrgebietes unter dem jüngeren Deckgebirge begraben sind und nach Norden hin schnell in größere Tiefe abtauchen, streichen sie längs der Ruhr und weiter südlich direkt an der Oberfläche aus und bauen dort eine Mittelgebirgslandschaft auf.
Das Ruhrkarbon, bestehend aus dem Flözleeren und den flözführenden Schichten, die in der lithostratigraphischen Ruhr-Gruppe zusammengefasst sind, wird aus einer mächtigen Wechselfolge von Ton-, Schluff- und Sandsteinen aufgebaut. Letztere sind teilweise konglomeratisch ausgebildet. Eingeschaltet in diese klastischen Ablagerungen sind innerhalb der Ruhr-Gruppe zahlreiche Steinkohlenflöze.
Die verschiedenen Schichten haben sehr unterschiedliche Verwitterungsresistenzen. Ton- und Schluffsteine sind weich, werden schnell abgetragen und bilden in der Landschaft daher vorwiegend Täler. Sandsteine, insbesondere solche mit konglomeratischen Einschaltungen, sind dagegen härter und verwitterungsresistenter. Sie bilden die Höhenzüge, die die Landschaft am Südrand des Ruhrgebietes in markanter Weise prägen.
Die gesamte Abfolge der Karbon-Schichten wurde während der Variszischen Gebirgsbildung gefaltet und in Sattel- und Muldenstrukturen unterschiedlicher Größenordnungen gelegt. Dabei setzen sich größere Falten auf ihren Faltenschenkeln aus Falten niedrigerer Ordnung zusammen. Die Streichrichung der variszischen Faltung ist etwa Nordost-Südwest gerichtet. Der Faltenbau des Ruhrkarbons ist in großtektonischer Hinsicht eher flach ausgeprägt (Drozdzewski & Wrede 1994).
Der hier betrachtete Kartenausschnitt in Abb. 1 liegt im Bereich des Stockumer Hauptsattels und zeigt das Höhenmodell für einen Geländeausschnitt südlich und östlich von Essen-Kupferdreh. Die Höhendifferenzen zwischen den Tälern und den Bergrücken in dem Gebiet betragen maximal rund 180 m. Der Ausstrich der Falten lässt sich sowohl anhand der Berg-und-Tal-Verläufe in Abb. 1 als auch in der geologischen Karte in Abb. 2 gut verfolgen. Die Faltenachsen, also die gedachten Linien der stärksten Krümmung, liegen nicht horizontal im Raum. Sie zeigen vielmehr ein wellenartiges Auf- und Absinken. Dies wird als Achsenwellung bezeichnet und führt an der Oberfläche zu umlaufendem Streichen. Dies ist in Abb. 2 gut erkennbar.
Die Faltung der Karbon-Schichten und ihre Heraushebung fanden am Ende des Oberkarbons stattfand. Schon im folgenden Perm wurde das Gebirge weitgehend wieder abgetragen. Die Anlage des Reliefs in der Form, wie es heute den Südrand des Ruhrgebietes begleitet, ist eine sehr junge Erscheinung. Erst starke tektonische Hebungen am Ende des Neogens und vor allem im Quartär führten zur Ausmodellierung der heutigen Topographie. Voraussetzung für die Wirksamkeit der unterschiedlichen petrographischen Verwitterungsresistenzen war zudem das kühlere Klima. Zuvor im Paläogen und Neogen hatten beinahe tropische Bedingungen geherrscht. Unter solchen Verhältnissen mit intensiver chemischer Verwitterung kommt es zu flächenhaftem Abtrag, der zu einer weitgehend ebenen Landschaft führt. Starke lineare Erosion dagegen ist ein Kennzeichen des Quartärs.
Drozdzewski, G. & Wrede, V. (1994): Faltung und Bruchtektonik - Analyse der Tektonik im Subvariszikum. - Fortschr. Geol. Rheinld. u. Westf. 38: 7-187, 101 Abb., 2 Tab., 2 Taf.; Krefeld
Juch, D. & Drozdzewski, G. (2010): Geologie des flözführenden Oberkarbons in Aufschlüssen beim Bau der Bundesstraße B 227n zwischen Essen-Kupferdreh und Velbert, Niederbergisches Land. - Scriptum 19: 5-35, 26 Abb., 2 Taf.; Krefeld
Kasielke, T. (2014): Exkursion: Hattingen-Niederbonsfeld, geologisch-geomorphologische Exkursion im Ruhrtal am Isenberg. - Jahrb. Bochumer Bot. Ver. 5: 98-102, 10 Abb.; Bochum
Rippert, K.H. (2007): Erläuterungen zu Blatt C4706 Düsseldorf- Essen. - Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:100000, 86 S., 23 Abb., 3 Tab., 1 Taf.; Krefeld
Rippert, K.H. (2012): Geologie im Rheinischen Schiefergebirge - Teil 2 Bergisches Land. - 192 S., 94 Abb.; Krefeld