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Le périmètre retenu autour de Buxières reflète la géologie et l’histoire du bassin :
-le contact entre les sédiments du bassin et le socle (au niveau du lieu dit le Guillot et à la sortie de Buxières sur la D 68).
-La couche du toit et les schistes bitumineux ainsi que la zone de digitation de la couche du toit par l’apparition de celle du mur (dans les secteurs des Cotes et du Gayot).
-Les anciennes zones d’exploitation du Méglin, des Creuses, de La Maison Neuve.
Les collections paléontologiques de Buxières-les-Mines sont composées de fossiles de poissons, de requins, d’amphibiens primitifs et de végétaux datant de la limite entre le Stéphanien et l’Autunien, (300 Ma). Orthacanthus buxieri, un requin possédant un aiguillon de 25 cm à l'arrière du crâne, a été défini sur le site de Buxières. Ces fossiles ont été retrouvés dans une petite partie du bassin houiller de l’Aumance autour de Buxières-les-Mines, dans la série sédimentaire composée de matériaux détritiques, grés et conglomérats, (« assise de Buxières »). Elle correspond à des dépôts fluvio-lacustres mis en place en climat tropical.
