Особенность Новоекатерининсокого обнажения — многоярусность залегания карбоновых отложений. Степной путь ведет от поселка городского типа Старобешево на юго-восток. На 7-м километре, где дорога пересекается с рекой Кальмиус, мы перейдем через мост на левый берег. Здесь, в месте впадения в Кальмиус небольшой реки Осыковой, расположено село Новокатериновка. Неподалеку от Старобешево, где река Кальмиус делает большую излучину, на фоне всхолмленной степи поднимается террасовидное обнажение рифовых известняков.
Чем же оно интересно? Тем, что отложения нижнего карбона, которые залегают на стыке Донецкого кряжа и Приазовской возвышенности, находятся на больших глубинах. Выше они перекрыты почти десятикилометровой толщей морских и лагунно-континентальных отложений. В некоторых местах нашей области, а именно в Новокатериновском обнажении, глубинные известняки нижнего карбона выходят на дневную поверхность — это дает возможность изучать самые ранние, а следовательно, и глубокие породы каменноугольного периода.
Отслоения составляют живописные известняковые скалы, в расщелинах которых растут многочисленные деревья и кусты. Пласты известняка имеют мощность до 6 м и содержат большое количество разнообразной ископаемой фауны — остатки древних организмов, живших в мелководном море где-то 320-325 млн. лет назад. Бывают брахиоподы (более 40 видов), много кораллов, морских ежей, остракод, трилобитов, гониатитов. Преобладают моллюски, ракушки, которые часто замещаются кристаллическим кальцитом — минералом белого цвета.
Кальцит также заполняет многочисленные трещины и формирует в породе гнездоподобные скопления. Интенсивная кальцитизация породы указывает на присутствие вблизи отслоения крупных тектонических разломов, признаки которых проявляются также в нарушениях залегания слоев известняка.
Пласты известняка снизу подстелены серым кварцевидным песчаником, видимая мощность которого достигает 1 м. Еще ниже под песчаником залегают глинистые породы — аргиллиты с прослойками угля.
Заповедный объект имеет стратиграфическое палеонтологическое значение, поскольку представляет собой показательное вскрытие нижней части так называемой терригенной толщи нижнего карбона Донбасса со всеми разновидностями присущих ей пород. Многочисленная и разнообразная ископаемая фауна, содержащаяся в известняках, вызывает большой интерес как профессиональных палеонтологов, так и коллекционеров. Кроме того, объект ценен как памятник истории горнодобывающей дела. Здесь сохранились следы старых разработок пластов угля в виде свалок горных пород у добывающих штолен или наклонных стволов. Сами выработки, засыпаны породой и грунтом, поросли травой и кустами. Пласты кварцевидного песчаника возле заповедной территории когда-то разрабатывались карьерами, где добывали строительный камень. Один из таких старых карьеров расположен на северо-западной окраине с. Новокатериновка.
