Ve svrchním devonu se srazila pevnina Gondwana na jihu s kontinentem Laurussie na severu. Vzniklo rozsáhlé variské horstvo. Jeho trosky jsou v pásu, který se táhne od Irska až k nám do střední Evropy. Současně s vrásněním došlo i metamorfóze horninových komplexů. V jižní části Čech (moldanubiku) byla metamorfóza velmi silná a horniny jsou tu zcela změněny. Severněji ležící Barrandien byl naproti tomu jen jednoduše provrásněn. V té době vznikla většina našich komplexů hlubinných vyvřelin – plutonů.

Toto vrásnění také zformovalo český masiv. V karbonu putoval po své dlouhé trase z jižní polokoule na polokouli severní a právě přecházel rovník. Unikl tak velkému zalednění. V Gondwaně zasahovaly ledovce až k 300 jižní šířky. Jeho stopy byly nalezeny nejen v dnešní Antarktidě, ale i v Austrálii, Jižní Africe, Jižní Americe a v Indii.

Ve svrchním karbonu, před více než 300 miliony let, vznikla velká mezihorská pánev. Dnešní kamenouhelné pánve v okolí Plzně a Kladna jsou pouze její zbytky. Vytvářela se zde jezera a mokřady. Z okolí sem byl naplavováno velké množství sedimentů. Z nahromaděných rostlin vznikly uhelné sloje.

Karbon ve středních Čechách se rozděluje na čtyři souvrství - spodní šedé, spodní červené, svrchní šedé a svrchní červené. Na Dvořákově stezce je odkryto svrchní šedé souvrství - slepence, arkózy, pískovce a jílovce. V arkózách při zvětrávání vznikají drobné dutiny (aeroxysty a malé jeskyňky). Pokusy dolovat zdejší drobné slojky byly neúspěšné. V horní části skalního defilé jsou v písčitých jílovcích zkameněliny karbonských rostlin.

Nadložní horniny jsou již křídové pískovce.