直江の露頭はおもに布志名層（１４００万年前〜１２００万年前）の砂岩、シルト及び泥岩の層と斐川層（1200万年前〜1000万年前）からできています。布志名層は、陸域に近い海で堆積した砂やシルトの層が見られます。布志名層はたくさんの化石が産出することで有名ですが、貝の化石から布志名層の堆積当初は暖流の影響をおもに受けていましたが、だんだんと寒流の影響を強く受けてきたことがわかっています。斐川層の堆積当時は、海は島根半島と内陸部にはさまれたせまい地域だけになっていました。主に砂が浅い海に堆積してできたもので、汽水域の特徴を示す化石も産出します。
