後堀溪流自南化水庫後，進入西南部泥岩區，所在位置大約介於台南市南化區。構成本區的地層為上新世的北寮頁岩、竹頭崎層、茅埔頁岩，其岩性多以泥岩、泥質砂岩或頁岩夾薄層砂岩為主體。受岩性軟弱影響，河道二側的邊坡易受侵蝕，尤其是位於攻擊坡的坡地，河道容易改道且常見曲流地形。流經此區出現四個轉折的曲流地形，甚為特殊。此外，在本區河道兩側可見下部的泥岩質基盤上覆蓋厚約2-4公尺的礫石層，主要由礫石、砂、泥混合所構成，此受前期河川沉積作用形成，經後期構造活動作用，使後堀溪下切，而形成河階地形。河階地上的土地利用多以農作為主。

從玉山寶光聖堂可見本區的曲流與河階地形

後堀溪兩岸可見下部的泥岩質基盤上覆蓋厚約2-4公尺的礫石層(黃色層)，此河階地形主要受後期構造活動造成河流下切而形成。