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Dans le secteur de Llo, s'observent les schistes et calcaires du groupe de Canaveilles et les orthogneiss de type Carançà. Les gorges entaillent le groupe de Canaveilles. Elles débouchent à Llo, sur des argiles datées de l'Oligocène au Pliocène. Localement, les schistes apparaissent en olistolites dans les remblaiements néogènes (route de Llo-Eyne). Les orthogneiss ordoviciens de type Carançà forment une écaille isolée au sein de la formation de Canaveilles d'âge fini-protérozoïque à cambrien.
La source de Llo est captée à 77 m de profondeur par un forage artésien qui alimente une piscine et un ancien lavoir. Les eaux atteignent la surface avec un débit de l'ordre de 30 m3/h. La température est comprise entre 34,5°C et 39°75° C. La source est située sur la faille du Têt. Cette faille réactivant une structure hercynienne a été particulièrement active au Crétacé tantôt en faille normale, tantôt en faille inverse. Entre 55-60 Ma, elle joue en faille inverse lors de la phase compressive pyrénéenne. Entre l'Oligocène supérieur et le Pliocène, elle est réactivée en faille normale permettant la surrection du massif du Canigou-Carançà et l'effondrement du fossé de Conflent-Cerdagne. A Llo, cette faille est visible dans la tranchée de la route au droit de la piscine: les gneiss mylonitiques présentent un miroir de faille. Elle est scellée par les formations alluviales du Pléistocène supérieur.
