Din punct de vedere geologic, Peregu Mare se situează în sectorul românesc al Depresiunii Pannonice.
Depresiunea Pannonică reprezintă o unitate geologică cu extensie mare, (600 km lungime şi 400 km lăţime) dezvoltată , de la vest spre est , pe teritoriile Austriei, Ungariei, Cehiei, Slovaciei, Iugoslaviei şi României. Sectorul românesc al acesteia ocupă partea vestică a teritoriului României, fiind limitat spre est şi nord de structurile Munţilor Carpaţi, iar spre vest şi sud de frontiera României cu Ungaria şi Serbia.

Evoluţia acestei unităţi geologice, ca arie depresionară intramontană, s-a făcut începând din neogen, simultan cu ridicarea unităţilor carpatice. Această situaţie a condus la separarea a două etaje structurale distincte, care se regăsesc în toată Depresiunea Pannonică.
Etajul inferior, constituit din formaţiuni preneogene, prezintă o structură complexă, ca urmare a consolidării în mai multe cicluri tectono-genetice şi a evoluţiei ulterioare îndelungate , în regim subaerian.

Etajul superior, constituit din formaţiuni neogen, prezintă o structură mai simplă, determinată de răspunsul casant al etajului inferior la eforturile tectonice şi de viteza de subsidenţă diferită a blocurilor rezultate.
Zona Peregu Mare se situează în partea centrală a sectorului românesc al Depresiunii Pannonice , la cca. 60 km vest de rama Munţilor Zărand. Ca urmare a acestei poziţii, în etajul structural inferior, s-au putut identifica elemente ce atestă prelungirea spre vest a unităţilor carpatice.
Etajul structural superior este rezultatul acumulării sedimentelor neogene şi cuaternare, iniţial în mediu marin şi ulterior, pe măsura scăderi salinităţii, salmastru, lacustru şi deltaic-fluviatil.

Acest aranjament structural face ca la alcătuirea structurii geologice a sectorului unde se situează Peregu Mare, să participe depozite aparţinînd fundamentului cristalin, corespunzând etajului structural inferior şi depozite sedimentare neogene şi cuaternare, aparţinând etajului structural superior.
Fundamentul cristalin se găseşte la adâncimi ce variază între 2500 şi 3000 m, corespunzând unuia dintre blocurile coborâte ale sectorului românesc al Depresiunii Pannonice.
El este constituit din şisturi epimetamorfice, cu un grad de metamorfism scăzut, corespunzător faciesului şisturilor verzi, izogradul cloritului, astfel încât pot fi recunoscute unele dintre particularităţile texturale şi structurale ale rocilor precursoare.

S-au identificat şisturi cloritoase, şisturi clorito – epidotice, şisturi clorito- cuarţoase, sernifite cu aspect grafitos, şisturi cuarţoase cu aspect pătat, şisturi filitoase, cu depuneri de cuarţ şi pirită pe fisuri.
Ele sunt constituite în principal din mică albă ( sericit , muscovit ) , cuarţ şi clorit, la care se adaugă subordonat amfiboli, epidot, biotit. Prezintă structură lepidoblastică şi textură şistuasă accentuată.
Din partea de sud a Munţilor Zărand, din şisturile cristaline ale Dealului Cetăţii Şiria, s-au recoltat probe care , prin conţinutul palinologic, indică vârsta devonian superior-carbonifer inferior a rocilor. Astfel , s-au identificat speciile : Stenozonotriletes simplicissimus Naum., Trachitriletes sp., Punctatisporites globatus (Luber.) Luber, Leiotriletes microrugosus (Ibr.) Naum., Zonotriletes cf. auritus Waltz.
Rocile cristaline ce constituie fundamentul zonei Peregu Mare, prezintă acelaşi facies petrografic cu formaţiunile descrise în Seria de Păiuşeni, din alcătuirea Munţilor Zărand, precum şi din Munţii Bihor (bazinul văilor Runcu şi Poşaga).

Etajul structural superior este constituit din roci sedimentare aparţinând la două cicluri sedimentare : miocen superior (badenian-sarmaţian inferior) şi ponţian-cuaternar.
Ciclul miocen superior ( badenian-sarmaţian) reprezintă un ciclu transgresiune- regresiune ce s-a manifestat pe arii extinse în întreaga Depresiune Pannonică, fiind dealtfel perioada caracterizată prin iniţierea şi dezvoltarea proceselor de extensie , însoţite de subsidenţa intensă a unor sectoare, fenomene ce au condus la configuraţia actuală a zonei.
În zona Peregu Mare, datorită distanţei relativ mari faţă de rama muntoasă, fenomenele de subsidenţă s-au manifestat mai târziu şi cu o amploare mai mare, fapt ce a condus la acumularea unei stive relativ mici de sedimente badeniene şi mari de sedimente ponţiene. Dacă la aceasta se mai adaugă şi evoluţia în sistem subaerian instalată în sarmaţianul mediu, care a îndepărtat o parte din rocile acumulate, devine explicabilă grosimea redusă a depozitelor miocen superioare cunoscute în zonă.

Peste rocile cristaline ale fundamentului, în zona Peregu Mare, se dispune , discordant şi transgresiv, o serie de roci sedimentare, de vârstă miocen superioară, cu grosimi ce variază între 30 şi 100m. Se constată prezenţa unui complex conglomeratic, constituit din elemente de şisturi cristaline epimetamorfice, prinse în matrice grezoasă, silicioasă.
Ciclul ponţian – cuaternar constituie ultimul ciclu sedimentar al zonei şi marchează colmatarea finală a Depresiunii Pannonice.
Ponţianul, ca etaj final al miocenului, corespunde ultimei transgresiuni de amploare din Depresiunea Pannonică. Datorită întreruperii legăturilor cu domeniul oceanic, încă din timpul badenianului, marea ponţiană are un caracter evident dulcicol, marcat prin dispariţia speciilor marine şi salmastre şi dezvoltarea unor specii caracteristice mediului lacustru.

Limita superioară a depozitelor ponţiene nu este tranşantă, întrucât evoluţia bazinului sedimentar nu a fost sincronă, pe toată aria sa de dezvoltare. Astfel, zonele marginale au fost primele colmatate, moment din care sedimentarea a continuat în regim fluviatil, cu acumularea unor depozite specifice. La ieşirea râurilor din zona montană în câmpie, s-au acumulat conuri aluvionare ale căror dimensiuni au fost în funcţie atât de debitul râurilor, cât şi de distanţa faţă de aria sursă a sedimentelor şi rata de subsidenţă a sectoarelor din imediata vecinătate.
Faţă de această situaţie, s-a adoptat o separare a stivei sedimentare ce corespunde ciclului ponţian-cuaternar, pe criterii litologice, în două serii:

  • seria inferioară, predominant pelitică, ce corespunde sedimentării în mediul lacustru ponţian,
  • seria superioară, predominant psamitică, ce corespunde sedimentării în domeniul fluviatil, eventual deltaic.

Grosimea depozitelor ce aparţin celor două serii variază , în zona Peregu Mare, între 2500 şi 3000m .

Seria inferioară prezintă grosimile cele mai variabile, între 1500 şi 1000m, prin adăugarea de sedimente la partea inferioară a seriei.
Începând din bază spre partea superioară, se disting câteva complexe:

  • complexul conglomeratic inferior cu frecvente intercalaţii nisipoase, având grosimea maximă de cca. 500 m;
  • complexul marnos superior, cu dezvoltare areală şi grosimi de cca. 600-700 m.

Complexul marnos superior este constituit din marne cenuşii, compacte, slab nisipoase, cu intercalaţii de argile nisipoase, fosilifere, în care s-au identificat specii de macrofaună ca: Paradachna abichiformis, Didacna oliophora, Lymnocardium promultistriatus, L. sp., Planorbis sp.Ostracod, la care se adaugă microfaună cu: Globigerina bulloides, Elphidium macellum, Bakunella dorsoarcuata, Cyprideis pannonica , Silicoplacentina hungarica.
Acesta conduce la atribuirea vârstei ponţiene depozitelor descrise.
Mai apar intercalaţii nisipoase, grezoase, cu grosimi mici şi dezvoltare locală.

Seria superioară prezintă în acest sector, grosimea medie în jurul valorii de 1500m. Este constituită din depozite detritice de dimensiuni psemitice la psamitice , cu frecvente intercalaţii marnoase, argiloase.
Se pot identifica, pe criterii litologice, de jos în sus, mai multe complexe:

  • complexul inferior nisipos-argilos, cu grosimi de cca. 500 m, constituit din alternanţe ritmice de nisipuri cu argile şi marne , în strate cu granoclasare normală în jumătatea inferioară şi granoclasare inversă în partea superioară;
  • complexul median marnos, cu unele intercalaţii nisipoase grezoase, cu grosimi de ordinul zecilor de metri;
  • complexul superior psamitic, cu grosimi de cca. 500 m, constituit din depozite de pietrişuri şi nisipuri, cu intercalaţii de marne şi argile, aparţinând părţii distale a conului aluvionar al Mureşului.

La partea superioară a seriei, se dezvoltă depozitele de vârstă cuaternară , constituite din pietrişuri şi nisipuri, aparţinând terasei joase, luncii şi zonei de divagare a Mureşului. Acestea prezintă structuri tipice unui mediu sedimentar fluviatil, şi anume sectorului caracterizat prin gradient hidraulic scăzut, curenţi cu putere de transport scăzută, detritusul fiind transportat în suspensie şi mixt (sediment târât şi /sau în suspensie) (sistem fluviatil meandrat).

Aceasta a condus la apariţia unor structuri în care se poate recunoaşte traseul canalelor de curgere, a căror umplutură este mai grosieră decât cea a malurilor, pe de o parte, iar pe de alta, se constată o granoclasare pozitivă a sedimentelor (dimensiunile particulelor scad pe verticală, de jos în sus). Fenomenele de meandrare au deasemeni ca rezultat apariţia unor structuri în care dezvoltarea straturilor s-a realizat prin acreţie laterală, marcată prin apariţia laminelor.

Grosimea depozitelor cuaternare este apreciată la cca. 80 m, fără însă a exista o confirmare a acesteia pe baze biostratigrafice.
Importanţa deosebită a seriei superioare a ciclului sedimentar ponţian – cuaternar rezidă în importantele acvifere pe care le cantonează în depozitele de pietrişuri şi nisipuri, acvifere ce sunt în comunicaţie hidrodinamică, pe cca. 500 m din grosimea seriei. Aceasta se datorează caracterului discontinuu al stratelor de argile şi marne , ce apar în succesiunea litologică, caracter ce le împiedică să se constituie în ecrane ale acviferelor.

La partea superioară a depozitelor cuaternare , se dispune pătura de sol. Conform “Normativului pentru proiectarea antiseismică a construcţiilor de locuinţe social-culturale, agrozootehnice şi industriale – Indicativ P-100-92”, oraşul Arad se încadrează în zona D din punct de vedere al valorilor coeficienţilor Ks, ceea ce înseamnă Ks = 0,16, iar din punct de vedere al perioadelor de colţ Tc (sec), în zona Tc = 10. Pe baza acestor date, din tabelul A.2. al normativului menţionat mai sus, rezultă că Peregu Mare se încadrează în zona de intensitate seismică VII (exprimată în grade MSK).