Litología. Desde el punto de vista de la litología, podemos señalar las siguientes características: Del Cretácico únicamente aparecen los niveles superiores, que afloran en el núcleo de los anticlinales y forman el escarpe de la sierra de Leire. Está formado por: -Dolomías, calizas oscuras y calizas grises muy recristalizadas, a veces algo margosas. -Margas con algunos bancos de calizas arcillosas. Contienen restos de corales y equínidos. -Calizas y dolomías muy arenosas con niveles margosos (Maatrichtiense). Los depósitos de transición del Cretácico al Paleoceno (facies Garumniense) afloran sólo en un área muy pequeña y tienen un carácter local. Aparece en la sierra de Leire, y en la garganta excavada por el Ezka. Son margas de tonalidades rojas, verdes y pardas. Los materiales pertenecientes al Terciariomarino (Paleoceno y Eoceno), básicamente de naturaleza calcárea, forman los relieves principales de la sierra y muestran la siguiente sucesión: -Dolomías, generalmente gris oscuras, con niveles de calizas de algas (Danés-Montiense). Por encima de las dolomías se encuentran calizas con Lithothamnium que, hacia el Este (Norte de Salvatierra de Esca), pasan a margas (Thanetiense). -Cal carenitas con Alveolinas (Ilerdiense). A continuación, viene un tramo de margas, sólo representado en la estrecha depresión que separa las sierras de Illón y de Leire (Guisinse). -Calcarenitas con Numnulites y Alveolinas, que pasan lateramente a flisch con escasez de areniscas, en el corredor entre las sierras de Illón y Leire (Luteciense). El primer tramo pertenece al Paleoceno, y el segundo y tercero, al Eoceno.