Die Val Lumnezia ist Teil der Alpenfaltung. Der Ursprung der Val Lumnezia liegt buchstäblich im Wasser. Während der Jura- und Kreidezeit (vor 195 bis 65 Millionen Jahren) war die Ausdehnung des Thetys-Meeres am grössten. Seine Wassermassen bedeckten ganz Mitteleuropa. Diese prähistorische Epoche war durch ein ausgeglichenes und mildes Klima bestimmt. In diesem Ozean bildeten sich im Laufe von Jahrmillionen zwei Sedimenttröge, der Walliser und der Piemont-Trog, welche lediglich durch eine Schwelle voneinander getrennt waren. Im Norden und Süden setzten sich grosse Mengen Kalke, Mergel und Tone ab. Die heutige Val Lumnezia wird aus Gesteinen des südlichen Walliser Trogs aufgebaut.
Vor 100 Millionen Jahren spitzte sich die Lage in Mitteleuropa dramatisch zu. Die afrikanische Kontinentalplatte verschob sich gegen die europäische und drückte die Thetys um wenige Zentimeter pro Jahr zusammen. Die Alpenfaltung war in vollem Gange. Aus den abgelagerten Meeressedimenten entstand der heutige Alpenbogen. Begleitet wurde diese Plattenkollision von zerstörerischen Vulkanausbrüchen und heftigen Erdbeben. Nach einer längeren Ruhepause wurde die Alpenfaltung vor 55 bis 30 Millionen Jahren erneut im rasanten Tempo vorangetrieben. In einer für geologische Verhältnisse kurzen Zeit hoben sich die Alpen zu einem stolzen Hochgebirge von bis zu 6000 m Höhe. Die letzten Gebirgserhebungen erfolgten vor 25 bis 5 Millionen Jahren, wobei die Hauptfaltung bereits abgeschlossen war. Gletscher gaben dem Tal den letzten Schliff
Die grössten Eismassen während der letzten zwei Millionen Jahre lagen in Nordamerika und Nordeuropa. Die Spuren dieser Kältezeiten prägen heute noch das Landschaftsbild der einst vereisten Gebiete. Nach der Erosion des alpinen Hochgebirges auf der Höhe der heutigen Alpen übernahmen die Gletscher vor etwa 1.2 Millionen Jahren die Erdgestaltungsarbeit. Die eiszeitlichen Gletscher formten die Alpentäler kräftig aus. Beim Zurückschmelzen erodierten die gewaltigen Schmelzwassermassen oft auch die Talflanken. Da die stützende Masse des Eises fehlte, kam es nach der Eiszeit zu zahlreichen Bergstürzen. Der erste Rückzug der Gletscher setzte sich vor 17000 Jahren ein. Aus diesem Zeitraum datiert der weltweit zweitgrösste Bergsturz von Flims, bei dem zirka 13 Kubikkilometer Gestein das Vorderrheintal verschütteten. Im Laufe der Zeit hat der Rhein eine 15 km lange Schlucht, die «Ruinaulta», durch die gewaltige Rutschmasse gegraben.
Während einer späteren Kälteperiode stand das Eis am Ausgang der Val Lumnezia auf 1100 bis 1200 m ü.d.M. Die terrassenförmigen Verflachungen der Dörfer Vignogn, Degen und Vella auf der linken und Camuns, Duvin, Pitasch und Riein auf der rechten Talseite dürften im Zuge mehrerer Vorstossphasen der Gletscher bereits fertig geformt worden sein. In der mittleren Val Lumnezia bildete sich südlich von Surcasti eine Mittelmoräne zwischen dem Glenner- und dem Valsergletscher. Die Ablagerungen des Valser Gletschers setzen sich aus Grüngesteinen, Gneisen und Findlingen zusammen. Dieser Gletscherstand lässt sich anhand des Geschiebes bis an den Ausgang der Valgronda verfolgen. Durch Gletscherablagerungen entstanden damals auch die beiden Terrassen von Uors und Sogn Luregn. In einer jüngeren Vorstossphase wurden diese terrassenförmigen Ablagerungen im Talgrund durch einen aus der Val Uastg austretenden Gletscher bei Peiden Bad aufgestaut. - Eine weitere Kältewelle liess den Glenner Gletscher bis nach Vrin vorrücken. Dies belegen Moränen und Geröllablagerungen zwischen Puzzatsch und Vrin. Die bis zu 30 m mächtigen Schotter von Cons und Surin wurden vom Serenastga Gletscher aus dem Einzugsgebiet des Péz Aul aufgeschüttet.
