起初是钻过黏土和沙，那些是莫斯科平原上的沉积物，是由北侧的斯堪的纳维亚大冰川冲来的。这是那次冰川时代最后一次的爆发，这场爆发将俄国欧洲部分的整个北部埋在了厚厚的冰雪底下。穿过黏土往下是各种各样的石灰岩，每两层石灰岩中间隔着一层泥灰岩和黏土，有的则是夹带着各种石灰质贝壳和骨骼，石灰岩往下是沙，沙中夹着煤层，这块是煤田，是俄国中部工业地带煤与煤气的供应地。
地质学家仔细研究了古代石炭纪海里的沉积物，发现当时海不是很深，加上当时天气温暖潮湿，使得沿岸植物生长茂盛。后来，海水变深，并且自东北向西南侵袭，森林被冲毁，植物被淹没，海里繁殖的水生动物开始堆积起珊瑚礁和介壳石灰岩的浅滩。就是这时候生成的石灰岩后来成为莫斯科房屋的建筑材料，使莫斯科得到了“白石莫斯科”的美誉。钻孔穿过几千万石炭纪沉积出来的复杂底层，碰到了另一类沉积物——石膏。这几百米厚的石膏岩层中间夹杂着多层黏土，这层过后，钻孔遇到了大量的水。
这些水的上层含有很多硫酸盐，往下氯化物越来越多；钻机钻进盐水，盐水中的氯化物含量是海水的10倍。这些氯化物中主要是氯化钠和氯化钙，并且还有溴化物和碘化物掺杂在其中。这里已不是石炭纪了，而是更早出现的泥盆纪的遗迹：那时候有大海、盐湖和三角港，海岸周围还有沙漠；海底沉积了厚厚的盐层，盐层里有时会夹着薄薄的淤泥或是灰沙，灰沙是从沙漠刮进海里的。
这时，钻孔已达1000.5米深。再往下会是什么？古代泥盆纪大海沉积物地下掩埋的又是什么？科学家对这些问题进行了复杂的推测，又从推测出发做出各种假定。可这时，在1645米的地方钻出了沙，这很明显是泥盆纪的海岸，沙里有个别火成岩的砾石，有海岸常见的圆形碎石片。可见，这里是真正的海岸，再下去10米，我们钻进了坚硬的花岗岩中。
在1940年7月，莫斯科钻机第一次钻到了花岗岩——北面自圣彼得堡起到南面乌克兰为止全部的土地便是奠定在此基础之上的。
不久后，在塞兹兰和塞兹兰以东的另一些钻机也是钻到了大约相同的深度碰到了花岗岩。从而证实了科学院院士卡尔宾斯基的天才预言：整个俄国欧洲部分大平原的地下是花岗岩陆台。北起卡累利阿芬兰共和国，南到德涅泊河和布格河的沿岸，这一带美丽的花岗岩和片麻岩断崖也说明了这点。
钻机再往下钻了20米，钻进了坚硬的花岗岩中。据地质学家判断，这是真正的花岗岩，是不止10亿年的远古沉积物。我们已探到了莫斯科地下深处的花岗岩，可再往下呢？这层花岗岩地下会是什么地层？可否再钻2000米好到达托着花岗岩的那层呢？科学家对此进行了激烈的争论。有人说，无法钻得更深了，想钻透这层又硬又厚的陆台，还要再钻几百米甚至几千米。另一部分科学家则坚决主张继续钻下去，他们想知道问题的答案。可再钻下去确实很难，钻探工作者已从地下深处取出来粉红色的坚硬的花岗片麻岩的岩心，再多钻1米不知要花多大力气。
这是因为今天我们所掌握的技术还不能支持我们钻得更深。所以，要想了解更深地层的情况，我们还要另想办法。对于这一点，奥地利青年地质学家爱德华·修斯于1875年提出了新想法。
