in einer weiten, flachen Meeressenke - Geosynklinale - wurden, ähnlich wie es heute im Gebiet des Wattenmeeres an der Nordsee der Fall ist, zur Zeit des Unterdevons Sande und Tone in mannigfaltiger Abfolge und Vermischung abgelagert, die von der beschreibenden Geologie Siegener Schichten genannt werden.

Als Ergebnis der Verfestigung und Gesteinsbildung (Diagenese) aus dieser Ablagerung sind heute Grauwacken (Sandsteine), Grauwackenschiefer (Sandschiefer) und Tonschiefer in wechselnder Ausbildung, Mächtigkeit und Erstreckung zu verzeichnen. Die gesamte, tausende von Metern mächtige Schichtenfolge wurde bislang in drei Gruppen - Untere (Tonschiefer), Mittlere (Rauhflaser) und Obere Siegener (Herdorfer) Schichten - unterteilt, denen neuerdings noch die Obersten Siegener Schichten (Ulmen-Gruppe) zugeordnet werden.
Dem Aussehen nach sind diese mehr oder weniger grauen Schichten bis auf die im unruhigen Flachmeerbecken entstandenen, vorzugsweise sandig-flaserigen Mittleren Siegener Schichten ("Rauhflaser") schwer unterscheidbar. So ist unter anderem die Bezeichnung Tonschiefer-Schichten für die Unteren Siegener Schichten keineswegs kennzeichnend, denn auch darin sind sowohl mächtige Ablagerungen von Grauwacken, als auch flaserige Wechsellagen von Ton und Sand zu finden. Die in anderen Gebirgsschichten oft häufigen und wohlausgebildeten versteinten bzw. inkohlten Zeugen (Fossilien) der ehemaligen Pflanzen- (Floren) und Tierwelt (Faunen) sind hier an sich schon spärlich verbreitet. Dazu ist die Mehrzahl der vorhandenen Fossilien durch die Verdrückung während der Gebirgsbildung, die der Einbettung in die Meeresablagerungen folgte, bis zur Unkenntlichkeit verformt.
Eine Besonderheit der Siegener Schichten ist fernerhin die weitgehende Umwandlung der Aragonitsubstanz der Fossilschalen und -glieder in Ankerit bzw. in der Nähe der Erzgänge in Siderit.