Στο Πάρκο Σιγρίου διακρίνονται δύο ορίζοντες ηφαιστειακών πετρωμάτων, μέσα στους οποίους φιλοξενούνται τα απολιθώματα.
Ο ανώτερος ορίζοντας, με πάχος 20 μέτρα περίπου, αντιπροσωπεύει μία πυροκλαστική ροή με μεγάλα λιθικά τμήματα, κυρίωςκομμάτια λάβας ακανόνιστου σχήματος. Μέσα στον ορίζοντα, κατά τη διάρκεια των ανασκαφικών εργασιών, αποκαλύφθηκαν εννέα αυτόχθονες (in situ) κορμοί, η περίμετρος των οποίων κυμαίνεται από 1,20 μέτρα έως 3,20 μέτρα. Οι απολιθωμένοι κορμοί χαρακτηρίζονται από έντονους καφέ-κόκκινους χρωματισμούς στο εσωτερικό τους τμήμα και λευκό-πράσινο φλοιό, ενώ διακρίνονται τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της εσωτερικής δομής του ξύλου. Συχνά πάνω στο φλοιό των κορμών ή μέσα σε μικρορωγμές παρατηρούνται επιφλοιώσεις δευτερογενών ορυκτών του πυριτίου, οι οποίες προήλθαν από την επαναδιαλυτοποίηση του υλικού της απολίθωσης.
Ο κατώτερος ορίζοντας αποτελείται από λεπτόκοκκο ηφαιστειακό υλικό, κυρίως ηφαιστειακή στάχτη. Στον ορίζοντα αυτό αποκαλύφθηκαν πέντε απολιθωμένοι κορμοί οι οποίοι βρίσκονται στην αρχική τους θέση και με βεβαιότητα ανήκουν στα γυμνόσπερμα κωνοφόρα. Η συστηματική ανασκαφική εργασία αποκάλυψε πλήρως το ριζικό σύστημα των κορμών αυτών, που πιστοποιούν με τον πλέον κατηγορηματικό τρόπο την αυτοχθονία του Απολιθωμένου Δάσους της Λέσβου. Οι κορμοί αυτοί χαρακτηρίζονται κυρίως από καφέ και κοκκινωπούς χρωματισμούς. Το λεπτόκοκκο ηφαιστειακό υλικό συντέλεσε στη διατήρηση ευαίσθητων τμημάτων φυτών, όπως κλαδίσκοι, φύλλα αγγειόσπερμων δένδρων διάφορα είδη της οικογένειας των Δαφνίδων, όπως τα φύλλα της κανέλλας (Cinnamomum polymorphum), καρποί καθώς και τμήματα ριζικών κόμβων. Στον ορίζοντα αυτό ανακαλύφθηκε χλοοτάπητας με πληθώρα κλαδίσκων, βελόνες και κώνων πεύκης (Pinus sp.).
