旗山斷層是西南部麓山帶中位於最東側的逆衝斷層，可能是西南部麓山帶中最先形成的逆衝斷層，形成時代為早期更新世。陳文山等（2005）認為旗山斷層南段區域斷層上盤的烏山層逆衝到古亭坑層之上，斷層兩側地層的垂直錯距至少有2000公尺。

深水坑露頭的上盤為早期上新世烏山層，下盤屬於更新世古亭坑層，出露約數公尺寬的斷層剪切帶，並截切全新世的崩積層，顯示全新世旗山斷層尚有活動。深水坑溪1號剖面（圖4-1），位於深水坑溪主流，出露有四個地層，烏山層、古亭坑層、全新世崩積層，以及近代河階礫石層。剖面產狀顯示一厚約3公尺的砂礫石層沉積不整合在烏山層、古亭坑層與全新世崩積層之上。旗山斷層未截切至河階礫石層，顯示河階堆積之後，旗山斷層未有活動。全新世崩積層的碳十四定年年代為7700-8330 yr BP，沉積不整合在烏山層之上。之後，旗山斷層的活動，烏山層逆衝至全新世崩積層之上，斷層位態為N72ºE，S76º。全新世崩積層的西側亦以斷層與古亭坑層泥岩接觸，斷層位態為N38ºE，N48º。

圖4-1、深水坑溪1號剖面。

深水坑溪2號剖面（圖4-2），位於深水坑溪支流，深水坑溪1號剖面南側約80公尺。2號剖面出露地層只有烏山層、古亭坑層，以及河階砂礫石層。河階砂礫石層亦沉積不整合在烏山層與古亭坑層之上，斷層未截切河階砂礫石層。古亭坑層逆衝覆蓋在烏山層之上，斷層傾角約為N80ºE，50ºN。河階沉積層不整合沉積在烏山層之上，位態雖然已具有12º傾角，但未顯現與斷層有關，因此無法判斷此傾動是否受斷層擾動，還是受邊坡潛移的影響。

圖4-2、深水坑溪2號剖面。