Das Einzugsgebiet des Pegels Imsweiler liegt im Saar-Nahe Bergland und im Pfälzer Wald (Haartgebirge).

Das Saar-Nahe-Becken ist das größte geschlossene Rotliegend-Gebiet Deutschlands. Über Schichten des Karbon, die vor allem im Saargebiet zu Tage treten, liegen mächtige Rotliegend-Sedimente, in die teilweise sehr große Körper von Vulkaniten eingeschaltet sind. Das Becken entstand als intramontane Senkungszone des variskischen Gebirges. Durch terrestrische Sedimentation des Abtragungsschutts der umgebenden Gebirge entstanden im Oberkarbon und Rotliegenden Konglomerate, Breccien, Sand- und Tonsteine und Kohleflöze. Im Zusammenhang mit tektonischen Ereignissen kam es zur beckeninternen Förderung von Laven, Tuffen und sauren und basischen Intrusionen, so dass in die Rotliegend-Sedimente teilweise sehr große Körper von Vulkaniten eingeschaltet sind.

Im Norden des Einzgusgebietes, im Nordpfälzer Bergland, stehen Wechsellagerungen aus roten Ton-, Silt- und Feinsandsteinen, gebietsweise auch äolischer Fein- bis Mittelsandsteine der Kreuznach-Formation (Nahe-Subgruppe) aus dem Oberen Rotliegenden an. In die Rotliegendsedimente eingebettet befinden sich Vulkanite, besonders im Umfeld des Donnersberges. Der Donnersberggipfel selbst liegt zwar außerhalb des Einzugsgebietes, ragt aber mit seinem Westhang in das Einzugsgebiet hinein. Er besteht aus sauren bis intermediären Intrusiva: Rhyolit, Dazit bis Alkalifeldspat-Trachyt mit einer dichten, porphyrischen Grundmasse (Einsprenglingen aus Quarz, Sanidin und Biotit). Die Vulkanite der Donnersbergrandhöhen sind überwiegend basaltischer Andesit und Andesit mit subophitischem bis intergranularem Gefüge (basische bis intermediäre Effusiva).

Das Quellgebiet und der Oberlauf der Alsenz befinden sich im Pfälzer Wald. Die Sedimentgesteine des Pfälzer Waldes wurden in der Trias in der Pfälzer Mulde, Teil des sog. Germanischen Beckens, abgelagert. Heute wird der Pfälzerwald von verschieden wiederständigen Buntsandsteinformationen geprägt, die häufig ausgeprägte Schichtstufen bilden. Den Übergang vom Nordpfälzer Bergland zum Pfälzer Wald bilden schluffige, im basalen und oberen Teil oft geröllreiche Fein- bis Grobsandsteine des Zechstein. Sie sind häufig von pleistozänen, z.T. umgelagerten schluffig bis sandigen Lössen, Lösslehmen, Schwemmlöss und Sandlöss überlagert. Den südlichen Teil des Einzugsgebietes bilden Mittel- bis Grobsandsteine des Unteren Buntsandstein (Trifels-Schichten). Diese massigen Sandsteine sind häufig geröllführend.

Die geologische Karte basiert auf einem Auszug der Geologische Übersichtskarte von Rheinland Pfalz 1:300.000 (GÜK 300). Für die Darstellung wurden ähnliche geologische Einheiten unter Berücksichtigung der Durchlässigkeit der Gesteine vereinfachend zusammengefasst.

Quellen: GÜK 300 Stand 3/3003; Kneidl (1984), Henningsen/Katzung (1998), Steingötter (2005).