都田川の発源地である浅間山付近一帯は、角閃石ばかりで組成されている角閃岩の大きな岩体から成っている。渋川温泉付近では、石墨片岩を貫いた橄欖岩体がいくつもみられ、その一部は、蛇紋岩に変わっている。石墨片岩地帯は西久留女木付近の断層で境されて緑色岩類の地帯に入り、川名・伊平方面への分岐点である久留女木橋近くにはふたたび蛇紋岩体が現われる。さらに下って浜松市と引佐郡との境界をなす境橋付近には、古生層のチャート・珪質粘板岩などが現われている。