Sierra de las Quijadas se aloja en la "Cuenca de San Luis", también conocida como "Bolsón de las Salinas". Allí afloran en superficie rocas sedimentarias, igneas y metamórficas de edades muy variadas. Los límites del bolsón quedan definidos al este por el bloque de la Sierra de San Luis, mientras que hacia el oeste el bolsón debe estar conectado en subsuelo con las Cuencas del Triásico (250 a 200 millones de años) de las Provincias de Mendoza y San Juan y por el norte la cuenca se prolonga hasta Marayes en San Juan.
Dentro de este bolsón aparece como elemento montañoso de mayor importancia, el "Cordón de Serranías Occidentales", conformado de norte a sur por las Sierras de Guayaguas, Cantantal, Las Quijadas, El Gigante, Cerrillada de Las Cabras, Charlone y de Varela.
Desde el punto de vista geomorfológico las serranías occidentales conforman un cordón montañoso de baja altura que se extiende en forma casi continua con dirección casi norte – sur desde la Sierra de La Huerta en la provincia de San Juan hasta la Sierra de Varela al sudoeste de San Luis. El relieve de este cordón está vinculado esencialmente a geoformas plegadas, ocasionadas a partir del levantamiento de la Cordillera de los Andes que comenzó hace unos 25 millones de años atrás y continua en el presente.
Sierra de las Quijadas presenta una forma elíptica en planta, su eje mayor se extiende en sentido meridiano con una longitud de 35 Km, mientras que el ancho serrano es de aproximadamente 15 Km en la porción central. La máxima altura corresponde al Cerro Portillo (1250 metros sobre el nivel del mar) que se ubica en el punto más elevado de los farallones al sur del Potrero de la Aguada. Desde allí el filo de la sierra continúa hacia el norte y sur con alturas suavemente descendentes.
La estructura de Sierra de las Quijadas corresponde a un pliegue anticlinal. Se han mencionado la existencia de dos fallas principales en la zona y es muy posible que el trazo de la Quebrada del Arroyo la Aguada, orientada Este–Oeste, coincida con una falla en subsuelo.

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