Nas paredes do Cânion Fortaleza podem ser identificados 13 derrames de composição ácida (riolíticos), com limites perfeitamente tabulares e espessuras que variam entre 15 a 55 metros, com espessura média em torno de 25 metros. O limite entre derrames é ressaltado pela presença de horizontes vesiculares junto ao topo e disjunção tabular centimétrica junto a base de cada derrame, o que possibilita um maior aporte de água e o desenvolvimento de um perfil de alteração mais acentuado, possibilitando a instalação de uma vegetação arbustiva mais densa ao longo da linha de contato e o surgimento de quebras de relevo, especialmente nos horizontes superiores, entre derrames.

A base do cânion está instalada sobre uma intercalação de derrames ácidos e básicos, passando para um pacote essencialmente de basaltos pertencentes à Fácies Gramado. Esta diferença composicional também esta caracterizada na transição geomorfológica entre a região do planalto dos Campos de Cima da Serra (Campos Gerais) e os Patamares da Serra Geral, onde predominam basaltos até o limite inferior onde afloram os sedimentos da Formação Botucatu já a uma cota inferior aos 100 metros.