地質上小黃山的山脊是頭嵙山層香山間和火炎山相兩種岩性交互變化之所在；香山相是由淡青灰色或淡灰色細粒至粗粒厚層砂岩及間夾的粉砂岩及暗灰色頁岩所組成，火炎山相則由淘選不良之礫岩和間夾的透鏡狀或薄層的砂岩、粉砂岩和泥岩組成。此處頭嵙山層之砂泥相和礫岩相交界
▲本地景出露之頭嵙山層下部，主要為砂岩夾透鏡狀礫岩。
▲斗六丘陵中出露於林內鄉清水溪西岸的頭嵙山層，呈現地殊的礫石層惡地地形，當地稱為「小黃山」。
謝凱旋(1998)台灣中部地區特殊地景調查及登錄計畫(三)彰化縣、雲林縣、南投縣，行政院農業委原會。