Das typische Gestein am Mittelrhein ist der Schiefer. Nach ihm wurde eine ganze Landschaft benannt: „Rheinisches Schiefergebirge“.
„Schiefer herrscht hier vor allen anderen Gesteinen in unserem Gebirge, welches ich deshalb nach ihm benenne“. Karl Georg Raumer: Geognostische Versuche; Berlin 1815
Das „Rheinische Schiefergebirge“ bietet aber mehr als den blau-grau gefärbten Schiefer. Um Lorch gibt es neben Schiefern unterschiedlicher Farbvariationen auch Quarzite, Sandsteine, Basalte und Tuffe sowie Löss und Kies. Bergmännisch abgebaut wurden einst Dachschiefer und Eisenerze.

Metamorphose – Gestein im Wandel
Schiefer sind feinkörnige Gesteine, die man leicht an ihrem „schiefrig“ genannten Gefüge erkennt. Die Schieferung entsteht bei Tonsteinen durch die Einwirkung von Druck und Wärme in mehreren Kilometern Tiefe.
Allseitiger Druck (lithostatischer Druck) entsteht durch die Auflast mächtiger Gesteinsschichten. Die Schieferung benötigt aber gerichteten Druck (tektonischer Druck). Er entsteht durch Prozesse, wie sie bei der Faltung von Gebirgen auftreten. Das Rheinische Schiefergebirge entstand durch die  Auffaltung von Meeressedimenten. Dabei kam es im Gestein zur Umbildung und zur Neubildung von Mineralen, „Metamorphose“ genannt.

Platt(ig)gedrückt – Schiefer bestehen aus feinen Lagen blättchenförmiger Minerale
Tonschiefer bestehen aus blättchenförmigen, elastischen Mineralen wie Tonminerale, Glimmer sowie Chlorit. Wird aus einer Richtung Druck auf diese Minerale ausgeübt, ordnen sich die Blättchen senkrecht zur Druck ausübenden Kraft neu an: Eine Schieferfläche entsteht. Entlang dieser Schieferfläche ist das Gestein leicht spaltbar.
Je tonreicher das Ursprungsgestein, desto besser seine Spaltbarkeit: „Dachschiefer“ sind ganz reine, perfekt spaltbare Tonschiefer.

Hunsrückschiefer
Die dunklen Schiefer werden auch HUNSRÜCKSCHIEFER genannt. Es sind zu Stein gewordene Meeresschlämme. Zur Zeit des Unterdevons (ca. 417-400 Mio. Jahre) war hier ein urzeitliches Meer, der „Rheinische Trog“. In dem tiefen Meeresarm mit
schwacher Strömung sammelte sich Schlick an. Da sich das Meeresbecken stetig senkte, sedimentierten Gesteinsschichten von mehreren tausend Metern Mächtigkeit. Durch den gewaltigen Druck des auflagernden Gesteins entstand aus dem Schlamm Silt- und Tonstein. In der Zeit des Unterkarbon (359-328 Mio.
Jahre) wurde das Gebirge aufgefaltet, aus dem Sedimentgestein wurde Schiefer. Die Meeresablagerungen bestanden jedoch nicht allein aus Schlick. Tiere und Pflanzen bevölkerten das Urmeer. Sie finden sich manchmal als Versteinerungen wieder, meist aber nur als feine Beimengung kohliger organischer Substanz, die das Gestein grau-blau färbt.

Taunusquarzit
Quarzit nennt man ein metamorphes Gestein mit hohen Quarzgehalten
(bis 98%). Im bewegten Wasser wurden quarzreiche sandige Meeressedimente abgelagert und im Unterkarbon aufgefaltet. Das Mineral Quarz ist selbst farblos. Gelbe und rote Gesteinsfarben werden durch tropische Verwitterung des Gesteins im Tertiär und durch Beimengung anderer Stoffe, z.B. Eisen, verursacht.
Quarzite sind massige Gesteine ohne Schieferung. Bei der Metamorphose wurden die Sandkörner verformt und die Zwischenräume durch Quarz ausgefüllt. Quarzite sind daher sehr harte, verwitterungsresistente Gesteine. Im Mittelrheintal bilden Quarzite die steilen Bereiche, z.B. die Gesteinsklippen.
Hier wirkt die Landschaft „rau und wild“.

Die Lebensgemeinschaft im Hunsrückmeer
Zur Zeit des Hunsrückschiefermeeres begannen die Pflanzen gerade das feste Land zu erobern. Leben war fast ausschließlich im Wasser anzutreffen. Die
Einbettung verstorbener Tiere in feinem Schlamm war entscheidend dafür, dass uns die Tierchen heute als Zeitzeugen überliefert sind.
Die Funde aus der Schiefergrube „Kreuzberg“ zeigen Lebewesen küstenferner
Tiefwasserregionen.