De DE ZUTTERE et SOTIAUX (1982) nous reprenons les données suivantes.
"Wauthier-Braine et Braine-le-Château reposent sur le socle primaire du Brabant. Ce massif affleure dans la plupart des vallées du Brabant (Dyle, Thyle, Gette, Hain, Samme, Sennette, etc).
A Braine-le-Château, on rencontrera des roches du Devillien (Cambrien) et plus particulièrement le Dv2, constitué de phyllades, quartzites et arkoses de Tubize, riches en magnétite. Sur ce socle paléozoïque reposent des argiles ou des sables de l'Eocène appartenant à l'Yprésien ou au Bruxellien. L'Yprésien est représenté par une argile compacte et plastique, de couleur gris bleu, pouvant atteindre une profondeur de 100m. Quant au Bruxellien, il est formé de sables quartzeux gris, blancs, verts ou brun foncé, suivant la richesse en glauconie ou en limonite. En surface, une légère couche paratourbeuse recouvre les alluvions et est à l'origine de marécages ou de marais, de faible étendue cependant.
La réserve de la Bruyère Mathias est située au nord de Braine-le-Château, non loin des sources du ruisseau qui porte le même nom et qui se prolonge par le ruisseau de Derrière les Monts. Elle est constituée de la plaine alluviale du ruisseau de la Bruyère Mathias et d'une butte comprise entre le ruisseau et la route de Hal".
Le ruisseau de Derrière les Monts est un affluent du Hain.
D'après DE ZUTTERE et SOTIAUX (1982):
La plaine alluviale est actuellement reboisée en une peupleraie qui a remplacé une aulnaie basicline à Cirsium oleraceum. Elle occupe ici une zone loessique gorgée d'eau pendant presque toute l'année. La végétation de l'ancienne aulnaie est encore caractérisée par la présence de Cirsium oleraceum, Equisetum telmateia, Eupatorium cannabinum, Epilobium hirsutum, Eurhynchium schwarzii et Mnium ellipticum (Macrophorbio-Alnetum). Dans sa partie la plus humide on distingue la sous-association à Cardamine amara et Brachytecium rivulare (Carici remotae-Alnetum). Elle occupe les endroits gorgés d'eau, baignés par les ruisselets et sources riches en cabornate et calcium. Le groupement fait généralement suite aux roselières des ruisseaux à Glyceria notata, Sparganium erectum, Iris pseudacorus et Mentha aquatica, qui subsistent à l'état de relictes dans l'aulnaie (Glycero-Sparganion).
D'autre part un tuf de ruisseau existe dans le fond du vallon. Il est occupé par un groupement à Cratoneuron filicinum où, en Rhizomnium punctatum,...
La crête est occupée par une ancienne lande à bruyère, un bois de chênes, bouleaux et châtaigniers, ainsi que par des plantations denses de mélèzes et de pins sylvestres.
La lande à bruyère devait occuper une très grande surface comme en témoigne le lieu-dit Bruyère Mathias. Elle est actuellement réduite à quelques mètres carrés. Elle relève de la variante sèche de la lande à bruyère et sieglingies, Vaccinium myrtillus, Deschampsia flexuosa, Hypnum cumpressiforme et Pleurozium schreberi accompagnent la bruyère (Calluno-Genistion); Campylopus pyriformis var. muelleri témoigne que cette lande a subi un incendie. D'après nos observations du 12 octobre 1990, la lande a complètement disparu et seuls quelques fragments subsistent dans une propriété voisine de la réserve (présence de Jasione montana, Calluna vulgaris,...).
La chênaie à bouleaux est très hétérogène:
- à certains endroits, elle s'est installée aux dépens de la lande à bruyère;
- ailleurs, elle remplace probablement la hêtraie à luzule blanche exploitée intensivement;
- ailleurs encore, elle fait sans doute suite à la chênaie atlantique à jacinthe.
Les plantations de pins et de mélèzes ont été installées sur l'ancienne lande à bruyère. Datant d'une vingtaine d'années, leur fourré épais laisse pénétrer peu de lumière et le tapis végétal est quasi nul. D'étonnantes fourmilières, de grandes dimensions, y sont visibles'. Actuellement, les pins, plantés très serrés, sont assez malingres et le sous-bois est dominé par des peuplements très importants de Rubus sp. au milieu desquels poussent de nombreux pieds de Pteridium aquilinum. Nous n'avons pas observé de fourmilières, mais celles-ci sont peut-être masquées par les ronces.
Des vestiges néolithiques ont été trouvés sur le site. D'autre part, la réserve se trouve à peu de distance du lieu-dit 'Les Monts' où les archéologues ont pu identifier les vestiges d'une forteresse médiévale du type 'château à mottes'. Le complexe archéologique des 'Monts' se subdivise en deux zones principales : les mottes (au nombre de deux), situées sur l'éperon et la basse-cour, située sur la pente méridionale, en direction du village (BORREMANS, 1964).