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I Monti Lattari costituiscono in un certo senso il prolungamento occidentale del massiccio dei Picentini e si allungano in direzione nordest-sudovest a dividere il golfo di Napoli a nord da quello di Salerno a sud. La porzione centrale del massiccio è segnata dalle cime del M. Finestra (1.145 m), del M. Cerreto (1.316 m), del M. San Michele (1.444 m) e, degradando verso ovest, del M. San Costanzo (497 m), quasi a Punta Campanella. A livello amministrativo il territorio del parco è a cavallo tra le province di Napoli e Salerno. La porzione settentrionale di queste montagne è affacciata sulla piana nocerino-sarnese. I versanti sono in buona parte caratterizzati da acclività elevate, con dirupi che scendono fino alla piana a nord e che raggiungono direttamente il mare a sud. Queste montagne sono costituite quasi esclusivamente da rocce calcaree, formatesi nel Mesozoico in ambiente di piattaforma carbonatica.
Tali rocce hanno subito forti compressioni durante il Miocene (tra 24 e 5 milioni di anni fa) e infine durante il Quaternario (ultimi 2 milioni di anni). Le evidenze di queste ultime dislocazioni verticali si leggono ancora chiaramente nelle pareti verticali, soprattutto sul versante amalfitano, dove esse corrispondono ai piani di faglia quaternari. I potenti sollevamenti espongono l’intera sequenza deposizionale che, sebbene smembrata, raggiunge i 4.500 metri di spessore: alla base dominano le dolomie, mentre nelle porzioni sommitali prevalgono i calcari. L’elevata fratturazione rende queste rocce molto permeabili, agevolando l’instaurarsi di processi carsici che danno luogo a fenomeni eclatanti. Specialmente sul versante meridionale, infatti, abbondano le grotte.
Il complesso idrogeologico è unico e assicura un buon serbatoio, come dimostrato dalle innumerevoli sorgenti presenti un po’ ovunque e dall’abbondanza di acque termali presso Castellammare di Stabia.
Localmente i calcari sono ricoperti da terreni quaternari come alluvioni, detriti di falda, depositi di spiaggia e, specie sui versanti settentrionali, da depositi vulcanici provenienti dall’area vesuviana e flegrea.