Ce verrou est constitué par les calcaires et dolomies du Trias moyen qui se poursuivent en rive droite par l'arête du Grapillon des Merles et en rive gauche par l'Aiguille des Aimes en formant l'unité des Aimes. Ses couches sont disposées presque verticalement et supportent du côté amont (sud) des termes qui vont du Jurassique supérieur à l'Éocène.
Le lac lui-même est installé à cheval sur la limite entre cette succession briançonnaise et des schistes lustrés qui représentent l'extrémité sud-occidentale de la klippe du Chardonnet. Plus au sud, entre le col du Palet et celui de la Croix des Frettes la crête de partage des eaux entre le Ponturin et le Doron de Champagny est formée par une large bande de cargneules, mêlées de gypses, qui appartient à la nappe des gypses.