גאולוגיה של הגרנד קניון
התגבשות המשקעים > טמפל ביוט, רדוול, וקניון סרפרייז

שתי התקופות הבאות בלוח הזמנים הגאולוגי: האורדוביק והסילור חסרות בטור הסטרטיגרפי של הגרנד קניון. הגאולוגים אינם יודעים האם משקעים הורבדו בתקופות אלו ואחר כך הוסרו בשל סחיפה או שהם מעולם לא הושקעו. בכל מקרה, פער זה בהיסטוריה הגאולוגית משתרע על כ-165 מיליון שנים. כך נוצר סוג של אי התאמה הקרוי אי התאמה סחיפתית שבה יש עקבות לסחיפה בשכבה שמתחת לאי ההתאמה שעליה הורבדו משקעים חדשים.
עם זאת הגאולוגים יודעים כי בתקופה זו התחתרו ערוצים עמוקי באבן הגיר מואב. גורם אפשרי היו נחלים, אבל גם גריפה ימית יכולה להיות אשמה. בכל אופן, שקעים אלו התמלאו באבן גיר ששקעה במים מתוקים לפני כ-385 מיליון שנים באמצע תור הדבון בתצורת אבן גיר טמפל ביוט, התצורה הבאה בטור הסטרטיגרפי של הגרנד קניון. להלן המשך הטור הסטרטיגרפי:
אבן גיר טמפל ביוט (Temple Butte Limestone - ראו 4a בשרטוט 1) - בקניון מרבל (Marble Canyon - "קניון השיש") השוכן בחלקו המזרחי של הפארק ניתן לראות היטב ערוצים מלאים שגונם סגלגל. תצורת אבן גיר טמפל ביוט יוצרת צוקים בחלקו המערבי של הפארק שבו עיקר המסלע הוא דולומיט שגונו אפור עד צבע קרם. מאובנים של בעלי חיים בעלי חוליות נמצאו בתצורה זו; קשקשים מאובנים מדגי מים מתוקים נמצאו בחלק המזרחי ומספר דגי ים מאובנים נמצאו בחלק המערבי. עובי של תצורת אבן גיר טמפל ביוט נע בין 15 ל-84 מטרים. השכבה דקה יותר בסמוך לכפר גרנד קניון ועבה יותר בחלקו המערבי של הגרנד קניון. אי התאמה המייצגת 40 עד 50 מיליון שנים שאבדו מההיסטוריה הגאולוגית מסמנת את הקצה העליון של תצורה זו.
אבן גיר רדוול (Redwall Limestone - "חוֹמה אדומה") תצורה זו יוצרת צוקים אנכיים בגובה מ-150 מטרים ועד 240 מטרים (ראו 4b בשרטוט 1). תצורה זו מורכבת משכבות עבות של דולומיט ואבן גיר בגוונים שבין חום כהה לאפור כחלחל שבהן מעורבות נודולות של צור לבן. תצורה זו הורבדה בים טרופי רדוד נסוג בסמוך לקו המשווה במהלך 40 מיליון שנים בתקופת קרבון מיסיסיפי תחתון עד תיכון (לפני כ-335 מיליון שנים). בתצורת רדוול נתגלו מאובנים רבים של חבצלות ים, חיטחבים, ברכיופודים, Rugosa, נאוטילוסאים, וספוגיים, יחד עם אורגניזמים ימיים אחרים כדוגמת טרילובטים גדולים ומורכבים. בשלהי קרבון המיסיסיפי התרומם אזור הגרנד קניון לאיטו ותצורת רדוול נסחפה בחלקה. נוצרה טופוגרפיה של קרסט שכללה מערות, בולענים וערוצי נחלים תת-קרקעיים. אבל כל השכבה כוסתה לבסוף באבן גיר נוספת. המשטחים החשופים של רדוול מקבלים את גונם האופייני האדום ממי גשם המחלחלים משכבות הסלע העשירות בתחמוצות ברזל של פצלי סופאי והרמיט השוכנים מעליה. הגאולוגים מחלקים תצורה זו לארבעה פרטים: "הורסשו מסה" (Horseshoe Mesa - "הר השולחן פרסת הסוס"), "מוּני פולס" (Mooney Falls - "מפלי מוּני"), "תנדר ספרינגס" (Thunder Springs - "מעיינות הרעם") ו"ויטמור וואש" (Whitmore Wash - "נחל אכזב ויטמור").
תצורת קניון סורפרייז (Surprise Canyon Formation - "קניון ההפתעה") - היא שכבת משקעים של פצלים בגוון אדום-סגלגל שהורבדה בשכבות מקוטעות של חול ואבן גיר מעל לתצורת רדוול (ראו 4c בשרטוט 1). היא נוצרה בשלהי קרבון מיסיסיפי וייתכן שממש בתחילת תקופת הקרבון הפנסילבני כשהאדמה שקעה ומי ים חדרה בזמן הגאות לשפכי הנהרות ומלאו את עמקי הנהרות במשקעים. תצורה זו קיימת רק בעדשות מבודדות שעוביין בין 15 ל-20 מטרים. קניון סורפרייז לא היה מוכר למדע עד 1973 וניתן להגיע אליו במסוק בלבד. בתצורה זו נתגלו מאובנים של גזעי עצים, חלקי צמחים אחרים וקונכיות של בעלי חיים ימיים. אי התאמה קיימת על גג תצורת קניון סורפרייז. במרבית המקומות בגרנד קניון כוללת אי התאמה גם את תצורת קניון סורפרייז שנסחפה, ואי ההתאמה מתחילה כבר בתצורת רדוול.