美濃の壺石が産出する岐阜県土岐市付近一帯の地表面に近い地質は、岐阜県東部の東濃地域から愛知県北部にかけて発達する、新第三紀鮮新世に形成された粘土層や砂礫層で覆われている。このうち粘土層は土岐市や多治見市付近に多く分布し、昔からこの地域の地場産業として盛んな美濃焼など、窯業の原材料として粘土の採掘が行われてきた。この新第三紀鮮新世の最上部を構成する礫層は土岐砂礫層と呼ばれ、美濃帯堆積岩類、濃飛流紋岩類、花崗岩類などで構成され、チャート礫以外は風化が進んでいるためスコップ等で削れるほど軟らかく、この砂や礫が混ざる土岐砂礫層の中から壺石が産出される。

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