Morfología de la sierra de Leire. La sierra de Leire, desde el punto de vista geográfico y estructural, corresponde a importantes accidentes dentro de una extensa cuenca prepirenaica integrada por depósitos secundarios y terciarios de origen marino, comprendida entre el Pirineo Axial y la depresión del Ebro. Esta sierra constituye una zona montañosa con dos alineaciones paralelas, de dirección aproximada Este-Oeste, separadas por una estrecha depresión en la que se asientan los pueblos de Bigüezal y Castillonuevo. La estribación más septentrional está formada por la sierra de Illón. Sus puntos culminantes son Borreguil (1.420 m.) en la sierra de Illón y el Arangoiti (1.355 m.) en la sierra de Leire. Los ríos Ezka, Salazar e Irati que taladran perpendicularmente la sierra, dan valles encajados y abruptos: foz de Arbayún, foz de Lumbier. Esta sierra la forman calizas y dolomías, a veces muy arenosas, del Cretácico Superior, que afloran en el núcleo de los anticlinales; dolomías y calizas del Paleoceno, y calcarenitas con Alveolinas y Numnulites del Eoceno, que forman los relieves principales. Tales sedimentos representan una biofacies nerítica de zona interior de plataforma. Entre las sierras de Illón y Leire se abre un pasillo ocupado por margas y flisch del Eoceno, reflejo de un ambiente de sedimentación más profundo. En la sierra de Leire estos materiales aparecen plegados y vergentes hacia el Sur; llegan, en ocasiones, a fallarse y constituyen pliegues cabalgantes con una orientación Este-Oeste. En dicha sierra las calizas arenosas cretácicas no se prestan al desarrollo kárstico. Las margas intercaladas con frecuencia impiden que aparezcan cavidades en profundidad, y su rápida alteración superficial facilita la formación de un suelo sobre el cual crece la vegetación. Aun así, se registra algún fenómeno kárstico importante, que coincide con la existencia de alguna falla. No sucede lo mismo con las calizas eocénicas, las cuales por su composición química y por su fisuración han sido muy karstificadas, con extensos campos de lapiaz, dolinas, simas, etc. Al contrario, el flisch y las margas se comportan como cobertera impermeable, que excavan los cursos de agua. Los acuíferos kársticos son drenados en Leire por los materiales de Arbayún, o bien por los propios ríos. Un rasgo morfológico que conviene resaltar son las vertientes meridionales, escarpadas y rectilíneas de la sierra de Leire; tales frentes son de origen tectónico, debidos a los cabalgamientos más importantes que caracterizan la estructura de la Zona. La sierra de Leire, desde el punto de vista estructural está situado en una región afectada de lleno por la tectónica pirenaica, al igual que los valles pirenaicos, situados al Norte; sin embargo, al formarle depósitos de plataforma (calizas, a veces, arenosas), de menos plasticidad y espesor, su respuesta a los empujes tectónicos es distinta. Las calizas forman el armazón de las estructuras y resisten mejor la erosión. Presenta un estilo tectónico, de gran complejidad. El anticlinal muestra un cabalgamiento del flanco meridional con marcadísima vergencia Sur. Hacia el Este la estructura se complica y van apareciendo una serie de anticlinales, que llegan a fallarse y a ser cabalgantes. Parece ser que los empujes tectónicos son mayores, por este lado, por lo que los anticlinales cabalgantes van quedando solapados por los que les siguen más al Norte. Presenta, además, el hundimiento de sus ejes tanto al Este como al Oeste. De este modo desaparecen los materiales calcáreos bajo el flisch y las margas eocénicas. Desde el punto de vista geomorfológico, llama poderosamente la atención la impresionante Foz de Arbayún y el gran farallón de la sierra de Leire sobre la canal de Berdún. Otro rasgo morfológico es el abrupto escarpe con que termina la sierra de Leire, por su lado meridional. Se trata de una elevación del relieve producida por el importante cabalgamiento de la sierra. Posteriormente ha podido actuar la erosión diferencial, que hace retroceder el escarpe y den un relieve más evolucionado. El frente consta de dos partes; la superior, formada por materiales resistentes, principalmente por calizas arenosas del Cretácico, con una pendiente fuerte que llega a alcanzar un desnivel medio de unos 300 m., y la inferior, que forma un talud algo más suave, excavado en las margas, con un desnivel hasta el río Aragón de unos 600 m.