L'Entre-Sambre-et-Meuse présente en son centre deux sommets principaux : le plateau de Philippeville (env. 300 m au-dessus du niveau de la mer) et le plateau de Fraire (env. 270 m). Celui-ci est creusé en forme de cuvette qui s'allonge en vallée vers Fairoul. La surface du territoire est très inégale et comprend les deux versants du ruisseau Jaune coulant d'est en ouest. Les plaines sont assez inclinées. La pente des coteaux est très rapide à Fairoul. Le sous-sol est principalement schisteux (étage famennien), mais une bande calcaire du Carbonifère tournaisien d'environ 500 m de large et longue d'environ 6 km, en forme de fond de bateau, traverse le territoire d’est en ouest et porte le nom de Synclinal de Fraire (voir plan et coupe géologiques). Cette bande calcaire primaire (formée par sédimentation il y a 350.000.000 d’années), érodée karstiquement par les eaux au Secondaire (il y a 100.000.000 d’années), a été remplie au Tertiaire (voici 30.000.000 d’années) par des argiles et des sables du Rupélien — nommés dépôts ESM — contenant de la glauconie. Cette dernière, au cours des âges, s’est agglutinée et transformée en amas de fer hydraté ou limonite (d'après Martel, V.D.B. et Rahir : Cavernes et Rivières souterraines de Belgique - 1910). C’est dans cette bande que se trouvaient presque toutes les mines de fer de la localité, ainsi que la plupart des captations d'eau potable (Fairoul). On peut trouver la description détaillée des amas de minerai de fer exploités entre autres à Fraire dans La Question du minerai de fer en Belgique, de A. Delmer - 1913. La formation des minières a été récemment détaillée dans l'article « Le Fondry des Chiens à Nismes. Aspects géomorphologiques » de Robert O. Fourneau, paru dans EcoKarst n° 45 d'octobre 2001.
D’après Van der Naelen (Dictionnaire géographique de la province de Namur p. 103), on aurait aussi exploité dans cette bande calcaire un granité jaune à taches blanches.
On a aussi tiré à Fraire une variété de marbre ayant des particularités décoratives : le Jaune Oriental, qui est un calcaire crinoïdique jaunâtre. Ce marbre n'a eu qu'une existence brève et confidentielle (E. Groessens, 1981).

Il est très vraisemblable que, il y a 50 millions d'années, c'est-à-dire avant son remplissage par les sables et argiles glauconifères du Rupélien, la bande calcaire du Synclinal carbonifère de Fraire devait avoir un aspect assez proche de celui du Fondry des Chiens à Nismes (¹) tel qu'il se présente aujourd'hui, vidé de son contenu sableux et ferreux par les mineurs entre la période préromaine et 1840 environ.
La différence entre les deux contrées est que dans la région de Fraire, le minerai de fer — qui se trouve déposé au fond du remplissage sableux — était principalement extrait par le creusement de puits d'1,50 m de diamètre étançonnés par des branches de charme, et qui, depuis une ordonnance du Prince-Evêque datée du 10 février 1687, étaient obligatoirement rebouchés après épuisement du minerai, tandis que dans la région de Nismes, le minerai de fer était extrait après avoir enlevé le volume de sable qui le recouvrait.

Le minerai de fer, tiré entre autres à Fraire, était localisé dans les parties profondes des poches sablo-argileuses qui remplissaient le grand creux calcaire sous-jacent. Il consistait en un concrétionnement gréso-limoniteux irrégulièrement mélangé de sable, d'argile limoneuse et parfois d'assez nombreux galets roulés de quartz blanc.

Niveau abaissé par les extractions diverses : 20 mètres à la Maroquette. Les fonds sont rehaussés par des lavures de mines : 80 cm au trou Baud'huin, 3 mètres au Preyat (centre du village), où les caves de certaines habitations bordant la place de l'Eglise ont été des rez-de-chaussée il y a 200 ou 300 ans (on voit encore dans ces caves l'emplacement d'anciennes fenêtres). Par contre, entre 1862 et 1882, un regain d'intérêt est provoqué par la récupération de crayats de sarrasins (¹), résidus de la fonte imparfaite du fer par les anciens fourneaux de la période préromaine, qui contenaient encore environ 40 % de fer. Ce nouveau commerce fructueux décida la population à recreuser le remblayage du Preyat à certains endroits : l'emplacement de la salle du Peuple (actuelle salle communale), la grand-place... certaines habitations sur le Preyat furent même abattues pour pouvoir creuser.

(1) Sarrasins (ou Sarrazins) correspond à mécréants, païens, chiens (origine de "Fondrie des Chiens", à Nismes), c'est-à-dire les nomades qui tiraient et traitaient le fer dans nos régions aux temps reculés. Au Moyen Age encore, on appelait Sarrasins (mot qui en arabe signifie Orientaux) indifféremment tous les gens à type spécial contrastant avec celui des populations sédentaires de nos contrées, et qui étaient considérés comme des nomades ou des émigrants venus de l'Orient ou des régions de l'Est. Tout ce qui était antique était aussi classé par les illettrés dans la catégorie des sarrasins : les exploitations préhistoriques de silex se nomment "trous des Sarrasins"; les constructions romaines, "murs des Sarrasins", "tours des Sarrasins" ; les anciens cimetières, "champs des Sarrasins", etc. (Baron Alf. de Loë, cité par V.D.B, Martel et Rahir dans Cavernes et Rivières souterraines de Belgique, T. I, p. 214)