Okolina Valjeva bila je predmet geoloških istraživanja još od devetnaestog veka.
Geomorfološke osobine lelećkog karsta i okoline detaljno su proučavali Jovan Cvijić, B. Milojević i D. Petrović. Još od tog perioda, područje se svrstava u terene bogate podzemnom vodom visokog kvaliteta. Petnička vodena akumulacije nastala je pre oko 11.000 godina, što pokazuju rezultati izotopske analize.

Geološka istraživanja pokazuju izvanrednu strukturu zemljišta koja se praktično vidi u tome da oko izvorišta postoji zaštitna kapa od miocenskih glina i sitnozrnastih peskova, što predstavlja praktično nepropusnu sredinu, štiteći podzemne vode od površinskih zagadenja.

Prirodna zaštićenost podzemnih voda je jedna od osnovnih prednosti kod preduzimanja mera sanitarne zaštite oko samog izvorišta, čemu znatno doprinosi nepostojanje industrijskih objekata u široj okolini.