Die geologisch älteste Landschaft der 3-Landschaftserlebniswelten Möhnetal ist die Waldlandschaft des Arnsberger Waldes. Während der späten Karbon-Zeit (vor mehr als 300 Millionen Jahren) befanden sich Allagen und Niederbergheim nahe am Äquator. In einer Meerestrog-Lage wurden hier über Millionen von Jahren mehrere 1000 Meter mächtige Schichten (Arnsberg-Formation) abgelagert, die häufig Pflanzenfossilien urzeitlicher Sumpfwälder (Schachtelhalme, Siegelbäume und Farne) enthalten, die an den Randbereichen des Troges verbreitet waren.

Während der nachfolgenden Gebirgsbildungsphase, in der das heutige Sauerland mit dem Arnsberger Wald aufgefaltet wurde, entstanden die typischen Gesteinsformationen – Tonschiefer, Sandsteine und Grauwacken. Im ehemaligen Steinbruch am Krebsufer in Allagen sind diese Schichtenfolgen zu sehen, insbesondere auch bemerkenswerte kugelige Geodenlagen. Die silikatischen Gesteine verwittern zu weniger fruchtbaren Böden. Daher prägt die forstwirtschaftliche Nutzung bis heute den Arnsberger Wald.