El Cerro Pan de Azúcar está compuesto por sedimentos paleozoicos que descansan sobre un granito cataclástico.
El granito ha sido afectado en diferente grado por el movimiento que formó la Sierra, encontrándose desde una protomilonita hasta una milonita.
Los sedimentos del Paleozoico pertenecen muy probablemente al Silúrico y en ellos hemos reconocido los grupos de La Lola y de La Mascota. El grupo de La Lola está compuesto por un conglomerado basal de rodados, muy deformados especialmente en las charnelas de los anticlinales y de una arenisca conglomerádica. El grupo de La Mascota está compuesto por una arenisca cuarcítica de grano fino.
Estos dos grupos litológicos forman la parte inferior de la Serie de Curamalal y probablemente han sido depositados por una transgresión marina de fecha Silúrica. Los conglomerados del grupo de La Lola parecerían, pues, verdaderos conglomerados basales.
El movimiento que dió lugar a estas Sierras, que podemos considerarlo como perteneciente al ciclo Nevádico, actuó como una fuerza dirigida del Sud Oeste, produciendo un plegamiento arqueado y "en echelon" del tipo de Tokuda, que dio origen a los anticlinales, tumbados y compuestos del Hueco y de San Mario, este último un poco corrido sobre el primero.
Se podría ver una reactivación del movimiento durante el Cretácico superior en las vetas de cuarzo y microclino de la "Cantera de Talco".
