Esta cantera se sitúa en el barrio de Nueva Segovia.

En los taludes del fondo de la cantera se observan unas rocas blanquecinas, mármoles, con una edad aproximada de 600 M.a. El resto de las rocas son gneises y tienen una edad de unos 490 M.a. En el talud de esta cantera podemos ver también diversos pliegues y fallas relacionados con la orogenia Hercínica, así como algunos minerales llamativos como cuarzo, feldespato, micas y especialmente talco, serpentina y pirolusita.

En la trasera del colegio Carlos de Lecea se encuentran los taludes de unas antiguas areneras que permiten que afloren las arenas de la formación Utrillas, formadas en grandes ríos tipo Braided que tenían una dirección de la corriente de O al E, con una edad aproximada de 90 M.a.

Aquí es especialmente importante destacar las estructuras sedimentarias, es decir, aquellas formas, líneas y marcas que el proceso de sedimentación deja en la roca.

• Estratificación cruzada: se debe al movimiento de dunas subacuáticas o ripples, que pueden oscilar desde tamaños centimétricos, hasta formar bancos grandes. Se observan lineaciones que cortan los estratos.
• Lag de cantos: En las bases de los canales se depositan los cantos más grandes, que muchas veces quedan ordenados según la dirección de la corriente (es la posición de mínima energía). Es lo que llamamos cantos imbricados.

Nos acercamos a la calle de la Amapola y en el talud de la curva de la carretera vemos arenas similares a las de la parada anterior, pero si observamos en detalle podemos ver que alternan con arcillas, esto nos está indicando una variación en la energía del medio y, por tanto, estas arenas se asociarían a los depósitos de las grandes llanuras mareales que se situaron en la región hace 88 millones de años.

Aquí también podemos ver estructuras sedimentarias llamativas.

Tras recorrer la calle José Zorrilla, donde pueden observarse diversas rocas ornamentales en los portales, llegamos a la plaza de Día Sanz.
En esta plaza afloran como cimientos del Acueducto unos granitos de grano muy fino (en algunos puntos), es lo que se conoce como granito rubio debido al color amarillento de los feldespatos, también es llamado más técnicamente como leucogranito debido al color claro que tienen.
Estos granitos tienen además 2 tipos de micas, por un lado mica negra (biotita) que está presente en todos los granitos (en mayor o menor medida) y, por otro lado, mica blanca (moscovita) que da el color claro a la roca.

El origen de los granitos es la fusión de rocas hace 300 M.a (aproximadamente) y su lenta cristalización bajo la corteza terrestre.

Aunque siempre se piensa que la ciudad de Segovia está construida sobre granitos, realmente no es así, sino que se asienta esencialmente sobre gneises y rocas carbonatadas. Los granitos son pequeños relictos, como esta zona, el barrio de San Lorenzo y el barrio de El Carmen.
En este punto los granitos sirven de cimientos para el Acueducto por lo que este se apoya directamente sobre la roca. Si nos fijamos en detalle podemos ver que las rocas de los sillares del acueducto no tienen nada que ver con los granitos sobre los que se apoya por lo que deben venir de otra cantera (o canteras) más lejanas.

Desde los pies del Acueducto podemos hacer varias observaciones geológicas. Si nos situamos en la Plaza de Artillería, con Vía Roma a nuestra espalda y el Acueducto de frente, podemos ver primero un gran cambio en las pendientes. Hacia la izquierda (calle Teodosio el Grande) la pendiente es relativamente suave y a la derecha (escaleras del Postigo) es mucho más fuerte. Esto se debe a que a la izquierda lo que hay son granitos y a la derecha rocas carbonatadas y arenas, el tipo de erosión de cada una de estas rocas es muy diferente (los granitos se van disgregando en granos, las calizas se disuelven dando cortados) por lo que el relieve será muy diferente.

Este cambio en la geología fue ya observado por los romanos de forma que en la zona donde hay arenas, al no haber un substrato duro donde asentar los sillares, primero se fue excavando un poco hasta llegar a la base de granito, pero después hizo falta construir una cimentación especial. Uno de los pilares del Acueducto queda justo a la derecha de la Plaza de Artillería.

Atravesamos la avenida del Acueducto y observamos varios portales donde pueden verse rocas ornamentales muy vistosas. Así nos vamos encaminando hacia los Altos de la Piedad. Desde este punto observamos una panorámica de toda la ciudad, así como el piedemonte de la sierra (que queda a la derecha). Tenemos por un lado el macizo cristalino (gneises y granitos), que corresponde a la zona norte de la ciudad (hasta llegar a la zona del casco antiguo aproximadamente) y, por otro lado, el macizo calcáreo del recinto amurallado que da un relieve en forma de planicie.

Desde el mirador de los Dos Valles se observan los cañones del Eresma y del Clamores. Estos valles fueron encajados en una antigua planicie y puede verse que estaban unidos. No resulta difícil imaginarse toda la zona unida a la misma altura.

Bajamos a la Fuencisla y aquí podemos ver varios puntos de interés geológico relacionados con los cortados del Cretácico y procesos recientes que han tenido lugar en este punto.

Relacionado con los escarpes de calizas podemos observar las Peñas Grajeras donde se ven estratificaciones cruzadas. Estas formaciones de calizas eran enormes dunas submarinas que se iban moviendo y que han dejado al fosilizarse estratificación cruzada de diversos tipos (asociados con la alta energía). Además, en estas calizas pueden verse fragmentos de conchas y de otros animales invertebrados. Es posible observar también las terrazas fluviales de los ríos durante el Cuaternario.

Como elemento geológico reciente lo más destacable son las tobas de la Fuencisla que se están formando actualmente por la pérdida de CO2 de un agua rica en carbonatos que precipita caliza. Esto se asocia a un manantial cárstico al estar el nivel freático cortado por la superficie.

Las formas del relieve en este punto son importantes. Tenemos, por un lado, el meandro de la Fuencisla: hace siglos el río Eresma pasaba al lado del santuario, pero fue desviado para evitar inundaciones y riesgos asociados. Otro de los aspectos más llamativos es la presencia de varias cicatrices asociadas al desprendimiento de rocas (actualmente están tapadas por gunita (cemento proyectado gris) por el desprendimiento que tuvo lugar en abril de 2005). Estos desprendimientos se han podido observar muchas más veces como se demuestra en los cuadros de la sacristía del santuario.