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L'anticlinal de la Fontaine Salée fait partie des unités sous-pyrénéennes qui constituent la couverture méridionale du massif paléozoïque de Mouthoumet. Ce pli, dissymétrique et d'axe E-W, est une structure héritée des déformations pyrénéennes. Les terrains mésozoïques qui le constituent sont en partie décollés sur les argiles gypseuses triasiques qui affleurent dans la ride anticlinale.
Dans le pli, le Crétacé supérieur repose en discordance sur le Crétacé inférieur qui, lui-même, repose en contact anormal sur les formations triasiques. Cet ensemble est interprété comme résultant de déformations antécénomaniennes. Ce dispositif bien visible plus à l'est de la source dans la Serre de Bouchard. Aux abords de la Fontaine salée, les calcaires du Gargasien inférieur reposent, en discordance, sur les argiles bariolées du Keuper, à gypse et, localement ici, à halite. Le contact est masqué par des éboulis.
La source émerge à la base de l'escarpement de calcaire crétacé, dans les éboulis, et au toit des argiles triasiques imperméables. Elle a pour origine le drainage, par les calcaires aptiens, des précipitations recueillies sur le plateau la surmontant. Ce plateau, dans les calcaires du Cénomanien, parsemé de dolines ( Trou de la Reille) constitue l'impluvium de la source. Dans les calcaires, l'eau acquiert sa minéralisation en HCO3- et Ca2+. C'est durant son trajet souterrain, au contact avec les couches salifères du Trias supérieur, que l'eau se charge en sels minéraux tels que NaCl, CaSO4 et MgSO4.
