เทือกเขาภูมิประเทศแบบคารสต์แนวเหนือ-ใต้ยุคเพอร์เมี่ยนด้านตะวันออกของจังหวัดเลยและตะวันตกของหนองบัวลำภู เป็นหินคาร์บอเนตหมวดหินน้ำมโหฬาร หลักฐานซากดึกดำบรรพ์บ่งชี้ว่าหินตะกอนคาร์บอเนตเหล่านี้มีอายุตั้งแต่ตอนบนของช่วงปลายของยุคคาร์บอนิเฟอรัส(จีเลี่ยน) ต่อเนื่องขึ้นมาถึงปลายตอนกลางของยุคเพอร์เมี่ยน (มูกาเบี่ยน) ผลจากการศึกษาการลำดับชั้นหินซึ่งครอบคลุมพื้นที่ต้นแบบของหมวดหินน้ำมโหฬารทำให้ทราบค่าความหนาของหมวดหินประมาณ 500 เมตร จากลักษณะปรากฏหินทำให้สามารถแบ่งหมวดหินออกได้เป็นสามหมู่หินจากล่างขึ้นบนของลำดับแท่งชั้นหินได้แก่ (1) หมู่หินถ้ำเสือหมอบซึ่งเป็นหินปูน หินดินดานและหินทราย (2) หมู่หินบ้านหนองหินที่ประกอบด้วยหินปูน เชิร์ตและโดโลไมต์เป็นหลักและ (3) หมู่หินภูผาขาวโดยมากมักเป็นหินปูนและโดโลไมต์บ้างเช่นกัน ลำดับของแท่งหินแสดงถึงความต่อเนื่องของหมวดหินน้ำมโหฬารที่วางเกยทับเหนือหมวดหินวังสะพุง แต่ขาดความต่อเนื่องอยู่ใต้หมวดหินห้วยหินลาด อายุหินซึ่งกำหนดจากซากดึกดำบรรพ์ฟอแรมมินิเฟอราจำพวก Pseudofusulina sp., Schagonella sp. และ Tetrataxis sp., จัดอยู่ในอนุยุคจีเลี่ยนของปลายยุคคาร์บอนิเฟอรัสตอนบนถึงอนุยุคยาททาเชี่ยนของปลายยุคเพอร์เมี่ยนตอนล่าง สภาวะแวดล้อมบรรพกาลแสดงถึงความต่อเนื่องของการสะสมตะกอนในทะเลตื้นตั้งแต่ปลายยุคคาร์บอนิเฟอรัสตอนบนถึงตลอดช่วงยุคเพอร์เมี่ยนตอนต้น ลักษณะเนื้อหินคาร์บอเนตและซากดึกดำบรรพ์จำพวกแบรคิโอพอดฟอแรมมินิเฟอราขนาดเล็ก ฟูซูลินิดและสาหร่ายที่อยู่ร่วมกันบ่งชี้ถึงการสะสมตัวในทะเลเปิดระดับตื้นที่ได้รับแสงสว่างใกล้ชายฝั่งตั้งแต่บริเวณเขตอิทธิพลของคลื่นลงไปจนถึงบริเวณใต้แนวระดับของคลื่น ผลการศึกษาไอโซโทปคงที่พบว่าอัตราส่วนไอโซโทปของออกซิเจนมีค่าเฉลี่ยตั้งแต่ -7.51 ถึง -6.20 %o PDB และค่าเฉลี่ยอัตราส่วนไอโซโทปของคาร์บอนอยู่ในช่วงระหว่าง +2.51 ถึง +3.67 %o ตามลำดับ ลักษณะนี้ย่อมยืนยันถึงตะกอนคาร์บอเนตของหมวดหินน้ำมโหฬารมีกำเนิดจากทะเลตื้น ในสภาวะแวดล้อมของการสะสมตัวในทะเลที่มีค่าความเป็นเกลือปรกติ ซึ่งอาจมีการปนเปื้อนของน้ำจืดเข้ามาในระบบทำให้ค่าความเป็นเกลือของน้ำลดลงจนเป็นน้ำกร่อยในบางช่วง ค่าความเป็นเกลือของน้ำมีค่าในช่วงระหว่าง 18.44 ถึง 30.08 %o และมีอุณหภูมิของน้ำเฉลี่ยสูงกว่า 45 องศาเซลเซียส ซึ่งอาจแสดงถึงสภาพภูมิอากาศร้อนในช่วงระยะเวลาดังกล่าว ซึ่งการศึกษาทางไอโซโทปนี้ให้ผลเหมือนกับที่ได้จากการศึกษาตะกอนวิทยาคาร์บอเนตและบรรพชีวินวิทยา