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오르도비스기 암석(약 4억 3,000만 년에서 5억 년 전 것으로 추정됨)이 돔의 중심부에 노출되어 있는 가장 오래된 지층을 구성한다. 그 주위에 미시시피계 지층과 펜실베이니아계 지층(약 2억 8,000만 년에서 3억 4,500만 년 전 것)이 겹쳐 있다. 이 돔은 여러 차례 물 속에 가라앉았고, 그렇지 않을 때는 가운데 부분이 수면 위로 솟아올라 침식되었다. 내슈빌돔은 2차례의 큰 융기의 영향을 받았다. 첫번째 융기는 데본기 말기(데본기는 3억 9,500만 년 전에 시작되어 약 5,000만 년 동안 지속됨)에 발생해 상당한 침식이 있었고 약 150m 두께의 퇴적물이 쓸려나갔다. 2번째 지각변동은 미시시피계 말기와 펜실베이니아계 초기에 발생했고, 다시 광범위한 침식작용이 일어났다.