Yerbilimleri iki büyük kola ayrılır. Jeoloji, geçmişte oluşmuş kayaçların tanımlanmasını, kökenini, yayılımını ve yaşlarını incelerken; Jeomorfoloji yeryüzü şekillerinin (vadiler, sekiler, sahiller vb.) nasıl ve ne zaman oluştuğunu araştırır. Bu ikisi ayrılmaz bir şekilde ilişkilidirler.

Gölbaşı civarının en yaşlı kayaçları yandaki jeoloji haritasında Ankara Grubu olarak gösterilen metamorfik kayaçlar (şistler)’dır (Şekil 2). Bu kayaçlar Gölbaşı’nın batı ve kuzeyinde yüzeye çıkarlar ve Triyas zamanında (250-210 milyon yıl arasında) bir denizde birikip, bu denizin kapanması sırasında 10-15 km derinlere gömülmüş ve daha sonra yeniden yüzeye çıkmış kırıntılardan oluşurlar. Bunu 140-85 milyon yıllar arasında Anadolu’nun ortasını kaplayan başka bir okyanusun tabanında, magmanın kristallenmesi ile oluşmuş kayaçlar (Eldivan Ofiyolit Topluluğu) izler. Bunlar en güzel Beynam Ormanları’nda görülür. Bu okyanusun, günümüzden 65-50 milyon yıl önce (Paleosen-Eosen) kapanması sırasında kalıntı deniz içinde kırıntılardan ve lavlardan oluşan kayaçlar birikmiştir. Miyosen’de (25-5 milyon yılları arası) artık kıta halini almış olan Anadolu’da bazı kırıklar yüzünden büyük çöküntüler oluşmuş ve bunların içinde akarsu ve göl sedimanları ve volkanlardan çıkan lav ve küller birikmiştir. Bu kayaçlar (bazalt, andezit, kireçtaşı ve çamurtaşı), özellikle de göl çökelleri Gölbaşı çukurluğunun doğu ve batı omuzları ile güneyinde geniş alanlar kaplar.

Gölbaşı civarı Kuvaterner zamanın başlarında (2.5 milyon yıl önce) bugünkü tekne görünümünü almaya başlamıştır. Bu zamanda kabaca K-G doğrultusunda uzanan 35-40 km uzunlukta bir fay zonu, Gölbaşı-Karagedik hattının doğusu boyunca gelişmiştir. Yaylabağ Fayı adını verdiğimiz bu kırık hattı, Miyosen yaşlı volkanik ve sedimanter kayaçları Kuvaterner kayaçlarından ayırır. Üzerindeki verev hareket yüzünden Kuvaterner yaşlı akarsu çökelleri 80 kadar eğimlenmiştir. Bu çökeller bazı faylar tarafından da kesilmiştir (Şekil 3).

Kırık üzerinde yamulmanın devam ettiğine ve bu kırığın Başkent üzerinde deprem riski oluşturduğuna şüphe yoktur. Bu kırık hattının ne kadar tehlikeli olduğunun anlaşılması için yeni ve özel çalışmaların yapılması gerekiyor. Bu fayın hareketi sonucunda fay hattının batısı çökmüş, çöküntünün doğu ve batısındaki yüksek alanlardan gelen derelerin tortuları ile dolmuştur. Çakılların dizilimi ve özel katman şekilleri yan derelerin birleştiği bu merkezi akarsuyun –bugünkünün tersine- güneye aktığını ve Karagedik kuzeyindeki alanlarda kuruyup genişleyen bir göl oluşturduğunu kanıtlamaktadır. Optik Uyarımlı Işıma (OSL) tekniği ile yaptığımız tarihlendirmeler, ortası düz ve bazen göl halini alan bu Gölbaşı Havzasının 60 bin yıl önceye kadar varlığını sürdürdüğünü gösteriyor. (Şekil 4)