Le parc de la Chute-Montmorency met en valeur un site naturel spectaculaire qui a été le théâtre de plusieurs pages de notre histoire. Mais c'est aussi un site d'une grande richesse géologique, un lieu privilégié où, d'un seul coup d'oeil, on peut faire connaissance avec les trois grands ensembles géologiques du Québec. Les géologues retraçent, dans les roches qui forment les assises du parc, plus d'un milliard d'années du passé tumultueux de notre planète Terre.

Tout en vous promenant, ouvrez grand les yeux : vous pourrez y découvrir des gneiss vieux de plus d'un milliard d'années sur lesquels coule la rivière Montmorency en amont de la chute. Des calcaires gris s'y sont déposés 500 millions d'années plus tard en couches horizontales. Par les fossiles qu'elles contiennent, ces roches témoignent de la vie à l'Ordovicien.

Le parc de la Chute-Montmorency est à la jonction des trois grands ensembles de roche présents dans la région de Québec.

•Au nord, le Bouclier canadien et ses montagnes arrondies, formées de roches ignées et métamorphiques, vieilles d'au moins 1 milliard d'années.

•Au pied de la chute, les roches sédimentaires des basses terres du Saint-Laurent, deux fois plus jeunes.

•Au sud du fleuve, les Appalaches composés de roches sédimentaires qui ont été transportées sur de grandes distances lors de l'édification de cette chaîne de montagnes.

Les calcaires qui forment cette falaise se sont déposés en couches horizontales dans un océan, que les géologues ont nommé l’océan Iapétus, il y a environ 450 millions d'années.

De l’autre côté de la chute juste sous la passerelle, le gneiss précambrien fracturé et massif sur lequel coule la chute est surmonté de lits ondulants de calcaire brunâtre, nodulaire (Formation de Pont-Rouge) et de lits de calcaire gris (Formation de Deschambault).

Remarquez comme la surface du gneiss est irrégulière. Vous y apercevrez de petites dépressions presque circulaires, des marmites. Ces cavités se forment dans le lit d’une rivière lorsque des cailloux sont emprisonnés dans des fractures ou de petites dépressions. L'eau courante fait tournoyer les cailloux qui usent et agrandissent les parois. Sur de longues périodes de temps, les marmites deviennent de plus en plus grosses.

Le pont de la Faille, comme son nom l’indique, enjambe la faille qui sépare les gneiss précambriens au nord et les roches sédimentaires au sud.

Du point de vue géologique, la limite entre les basses terres du Saint-Laurent et les Appalaches n’a rien à voir avec la topographie. Cette limite est marquée par une faille de compression à l’échelle continentale - la Ligne de Logan.

L’escalier panoramique est construit sur des strates très inclinées d’une roche très friable, un shale. Pas étonnant que la rivière Montmorency y ait creusé son lit si facilement.