Djupadalen i Karleby ligger på västra sidan av Åsledalen, och är en dalgång som skär ner genom Falbygdens sedimentära bergarter: kalksten, alunskiffer och sandsten.

Dalen ligger i väst-östlig riktning och den övre delen ligger på ca 210 m.ö.h. Naturreservatet är nästan 500 meter långt och den östra gränsen ligger på nivån ca 170 m.ö.h.

I väster och nordväst om reservatet ligger Karleby hed som är en jämn kalkstensplatå. Kalkstenens undre gräns kan ses strax nedan dammbyggnaden längst uppe i Djupadalen. Bäcken, som från kalkstensplatån rinner österut mot Åsledalen, har skurit ut en ravin genom den underliggande alunskiffern och sandstenen. När vi följer dalgången nedåt ser vi nästan hela alunskifferlagret, och efter ungefär 80 meter från starten kommer vi till sandstenen. I bäcken kan vi se hur sandstenen bildar som trappsteg. 

Djupadalen är en viktig geologiskt vetenskaplig plats. Redan 1869 genomförde geologen J G O Linnarsson undersökningar här, och platsen blev den viktigaste typlokalen för beskrivningen av de västgötska platåbergens bergarter som Linnarsson presenterade 1869.

Hitta Hit