נפתחו ארבעה שטחים בנחל שורק (F ,E ,D ,A; איור 2). בשטח A נתגלו שתי שכבות: בשכבה העליונה מבנה מהתקופה הרומית (המאות הא'–הב' לסה"נ) ובתחתונה מפלס אבני שדה ובורות אשפה מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית או הניאוליתית הקדם-קרמית ג' (Barzilai 2010; Rollefson 1989). בשטח D תועדו ארבעה קברי ארגז ונחפרו כבשן סיד ובורות אפר מהשלב הסופי של התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב'. בשטח E נחפרו שני ריבועים. בריבוע F1 נחפר בשכבה העליונה מבנה מתקופה הרומית ובשתי השכבות מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית נחפרו מתקן מאבן וכבשן. בריבוע H1 נחפרו יסודות של מבנה נוסף מהתקופה הרומית ושרידי קירות ורצפת אבן בשלוש שכבות מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית. בשטח F נחפרו שני ריבועים; חפירתם הופסקה לאחר שהתבררה הפרעה של כלי מכני.

 
שטח A
בשכבה העליונה נתגלו שרידי בנייה מן התקופה הרומית (איור 3). נחשפו שישה קירות (W606–W601) שחלקם ניזוקו מכלי מכני. הקירות השתמרו לגובה של נדבכים אחדים ורוחבם אחיד (כ-0.6 מ'). שיטת הבנייה האחידה והממצא הקרמי סביבם מעידים על שרידים של בית מגורים אחד או יותר. בחדר הדרומי-מזרחי של המבנה נחשפה רצפה בנויה מאבני שדה (L102). במכלול הקרמי שנתגלה נמצאו טיפוס מאוחר של נר הרודיאני מקורצף, נר דיסקוס, קערות מדף, קנקנים וקערות הלגיון העשירי, כל אלה אופייניים לסוף המאה א'–סוף המאה ב' לסה"נ.
בשכבה התחתונה נחשף מפלס אבנים מן השלב הסופי של התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב'
ועליו להבים משוננים האופייניים לתקופה. במפלס זה (L102A ,L101A; איור 4) נתגלו שלושה בורות אשפה: בור (L105A; קוטר 0.5 מ', עומק 0.17 מ') שנחפר עד סלע האם ובו צור ועצמות שרופות של בעלי חיים, בור (L107A; קוטר 1 מ', עומק 0.11 מ'; איור 5) שנחפר עד סלע האם ובו צור ואבנים שרופות ובור (L104A; קוטר 0.3 מ', עומק 0.12 מ') ובו אבנים שרופות ומעט צור, עצמות וקרמיקה רומית–ביזנטית סחופה שחדרה מלמעלה. בחלק הדרומי של השטח נתגלתה מתחת למפלס האבנים שכבת אדמה סטרילית (L106A). 
 
שטח D
נתגלו ותועדו מבחוץ ארבעה קברי ארגז בנויים מלוחות אבן (L413–L410; איורים 6, 7). שני קברים השתמרו טוב (L413 ,L410), מסגרתם נבנתה משישה לוחות (0.5 × 0.5 מ') והם מקורים בארבעה לוחות (0.6 × 0.4 מ' גודל ממוצע) החותמים את המבנה המלבני. בקצה הקבר הדרומי-מערבי (L410) נמצאה אבן מעוגלת ניצבת (0.20 × 0.25 מ'). הקבר הדרומי-מזרחי (L411) נפגע בעבודת כלי מכני ונשתמרו ממנו שלושה לוחות קירוי בלבד. בשני קברים שנתגלו בצפון שטח החפירה (L413 ,L412) נחשף החלק העליון של ארבעת לוחות הקירוי. הקברים חדרו לתוך המפלס הניאולתי בשטח וחתכו בורות אפר. קברי ארגז נפוצים בקרב אוכלוסייה לא יהודית בתקופה הרומית המאוחרת ומקבילות יש באכזיב (Mazar 1994) ובמשמרות (מסארווה 2007), שם תוארכו קברים דומים למאות הא'–הג' לסה"נ.
מן התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופיתנחפרה שכבת אדמה חומה עם צור ואבנים שהופרעה מפעילות הקבורה בתקופה הרומית והופרעה שוב מעבודות כלי מכני. נתגלו שרידים של אזור תעשייה ובו כבשן סיד (L406; קוטר 0.78 מ', עומק 0.57; איור 8) שדופן בתחתיתו בטין אדום והכיל אבנים שרופות, עצמות שרופות וצור. ממזרח לכבשן נתגלו שני בורות אפר (L408, קוטר 0.58 מ', עומק 0.34 מ'; L409, קוטר 0.6 מ', עומק 0.36 מ'). הבורות הכילו עצמות שרופות ומעט צור. דופנות בור 409 ותחתיתו דופנו בטין בגוון כתום בהיר. בור אפר שלישי (L407, קוטר 0.44 מ', עומק 0.78 מ'), שנתגלה בדרום השטח, הכיל צור ובו ראש חץ מטיפוס עמוק, אבנים ועצמות שרופות. הכבשן והבורות נחפרו לקרקע סטרילית. מצפון לכבשן הסיד נתגלה מוקד (L404; קוטר 0.5 מ') ובו שכבת אפר, אבנים שרופות וצור שבו ראש חץ מטיפוס הרצליה.
מכלול הצור שהתגלה בשטחים F ,D ,A הכיל להבים משוננים, ראשי חצים מטיפוס הרצליה, ביבלוס ועמוק מן התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית או ראשית התקופה הניאוליתית הקרמית. כבשן ובורות אפר דומים נתגלו באשקלון (Garfinkel and Dag 2008:75).
 
שטח E
בריבוע F1 נתגלו שרידים של חדר רבוע (כ-4.7 × 5.0 מ') מהתקופה הרומית, שניזוק בעת עבודות התשתית למערכת הביוב (איור 9). הקיר הדרומי של החדר (L807; כ-3.0 × 0.6 מ') נהרס ברובו מכלי מכני. השכבה הרומית מאופיינת ברובה בשכבת אדמה בהירה עם אבנים (L710; איור 10), זהה לשכבת מפלס החיים במבנה שנתגלה בשטח A, ובאדמה בגוון חום בחלק הצפוני (L711) שהכילו חרסים רבים, זכוכית, מתכת ועצמות בעלי חיים. בחלקו הצפוני של החדר נחפר מתקן בנוי אבני גוויל ואבנים מהוקצעות גדולות (L723) שבתחתיתו נתגלו אבנים שרופות וכלי בישול. במתקן הובחנו שני מפלסים מן התקופה הרומית וייתכן ששכבת אדמה חומה (L711) והמתקן הם שרידי שיפוץ שנעשה בחדר. רצפת המבנה הבנויה אבני גוויל לא השתמרה. מתחת למפלס החיים הרומי נתגלתה תשתית חלוקים אפורה עם חומר דק גרגר לבן ששימשה תשתית רצפה (L729; עובי 0.16 מ'). התשתית נחפרה במלואה והכילה קרמיקה דומה לזו שבמפלס החיים הרומי (L711 ,L710). 
במפלס הניאולתי (איורים 11, 12) נתגלו שתי תת-שכבות מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית.
בשכבה 2ב נחשף מפלס אבני גוויל (L731) ובו כבשן (L737) ומתקן עגול (L736; מידות 0.76 × 0.42 מ'). מפלס אבני הגוויל הכיל צור וצמידים מאבן חול נובית אדומה שיובאו מירדן. המתקן העגול, הבנוי לוחות אבני גיר שטוחות ועליהם אבן עגולה, הכיל מעט מאוד פריטי צור, בהם להב מיקרוליתי בעל שברור זקוף. לוחות האבן של המתקן דומים לריצוף בריבוע H1 (להלן). בכבשן (L737; מידות 0.67 × 0.63 מ', 0.53 מ' גובה), מדרום למתקן, שניזוק בעת עבודות קו הביוב, נתגלו אבנים שרופות וכלי צור, בהם סכין דו-פנית. על פי ממצאים שנתגלו בחתך הדרומי נראה שהכבשן דופן בטיח לבן ובטין אדום שלא השתמרו בשל תנאי אקלים – התעלה הוצפה במים שהרטיבו את החתך וחלקים מהכבשן. 
שכבה 2א (L735; איור 13) היא מפלס אדמה חומה עם אבנים קטנות וצור. המפלס לא נחפר בשלמותו.
 בריבוע H1 נחפרה שכבת אדמה חומה ונתגלו יסודות קירות של מבנה וקרמיקה מהתקופה הרומית (איורים 14, 15). יסודות קירות (W801 – מידות 0.73 × 3.57 מ'; W802 – מידות 0.25 × 2.06 מ') היוצרים פינת מבנה או חדר, בנויים מאבנים מהוקצעות ואבני גוויל, בדומה למבנה שנחפר בריבוע F1. בחתך המזרחי נראית תעלה היסוד של קיר 802; מפלס החיים והרצפה היו גבוהים יותר ולא השתמרו (איור 16). כמו בשטח הסמוך, גם כאן נמצא שהמבנה הרומי הושתת לתוך שכבות קדומות מן התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית והבנייה פגעה ברצף השכבות הפרהיסטוריות.
מתחת למבנה הרומי נחשפו שלושה שלבים מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית. השלב המאוחר (שלב I) הופרע מקיר 801 שנבנה לתוכו. מתחת לקיר נתגלו שרידי טיח (L720) וקבורה בארטיקולציה של נער בן 15 (L721) שנקבר בכיוון מזרח–מערב. זוהי קבורה ניאוליתית אופיינית לאורך קירות. השלד נקבר במפלס חיים קדום וכנראה סמוך לקיר (W803, מידות 0.42 × 0.40 מ'; איור 17) שנבנה בשלב קדום (שלב II) ויצא משימוש. זהו בדל קיר בנוי אבני גוויל בינוניות בציר צפון-מזרח–דרום-מערב. לא השתמרה רצפת טיח אך אפשר להעריך את גובה מפלס הרצפה כיוון שנתגלתה קבורה נוספת בארטיקולציה של אדם מבוגר (L713; איור 18). בקבורה זאת, בדומה לקבורה נוספת בשכבה II, הונח הנקבר במקביל לקיר קדום (W804) ומתחת לרצפת אבן משלב III שבוטלה בשלב II (איור 19), השלב שבו חי הנקבר.
השלב הקדום מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית (שלב III; איור 20) כולל את קיר 804 (0.45 × 2.36 מ') הבנוי בפן החיצוני משתי שורות אבני גוויל בינוניות, שביניהן מילוי אדמה ואבנים קטנות. מצדו המערבי של הקיר נתגלתה אבן שצורתה לא רגולרית ועליה סימני קידוחים דמויי עיניים ונחיריים (איור 21). לצדו המזרחי של הקיר ניגשת רצפת לוחות אבן גדולים ובינוניים (L732); האבנים מלבניות ומרובעות והריצוף דומה לזה שנתגלה במשמר העמק, שם הוא תוארך לתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' (ברזילי וגצוב 2010). על הרצפה נתגלו צדפים, פלך ושבר של מקבת מאבן. מעל הריצוף נמצאו שלוש אבנים שטוחות, אולי רמז לפריט ארכיטקטוני נוסף סמוך לשטח החפירה מצפון. בחלק הדרומי של הריבוע לא השתמר הריצוף. ממצא הצור ממפלס זה קדום לממצא בשכבות הניאוליתיות האחרות והוא מתוארך לשלב קדום בתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית, דוגמת האתר עתלית-ים (Galili, Lernau and Zohar 2004) ולשלב קדום יותר בתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב'.
 
בחפירות במוצא נתגלו שרידי חדרים מהתקופה הרומית, סוף המאה הא'–סוף המאה הב' לסה"נ על סמך הממצא הקרמי. החדרים שנחפרו הם כנראה חלקי מבנים ביישוב קולוניה אמאוס המתוארת על ידי יוסף בן מתתיהו (מלחמת היהודים ז':216–217) כמקום מושבם של וטרני הלגיון העשירי לאחר המרד הגדול. הכפר הערבי קולוניה שנבנה באזור תל מוצא שימר את השם הקדום. בחפירות שנערכו באזור מוצא ואבו גוש נתגלו יישובים ומפעלי בנייה של הלגיון העשירי כגון הווילה בתל מוצא (קיסילביץ ואחרים 2014), בית נקופה (בארי 2015) ותעלת המים באבו גוש (ב' סטורצ'ן, מידע בעל פה) המאששים את דברי יוסף בן מתתיהו. ההתיישבות במוצא הייתה חלק ממערך של הלגיון העשירי לשלוט על רשת הדרכים לירושלים, וכללה תכנון והקמה של היישוב היהודי אורניה ברכס שועפט (בר-נתן וסקלר-פרנס תשס"ז) והקמת מחנה הלגיון העשירי בבנייני האומה (Arubas and Goldfus 2005:15–16).
מתחת למפלס זה נתגלו שרידי יישוב נוסף מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית – אזור מגורים ואזור תעשייה הכולל כבשן סיד ובורות אפר.
הקרבה לתל מוצא (פחות מקילומטר) והעדר שכבות מקבילות לתל מוצא מעלים את האפשרות שבתקופה זו, המאופיינת בשינוי כלכלי-אקלימי, חל שינוי בצורת ההתיישבות באזור. השינוי ניכר מבחינה טכנולוגית במעבר מייצור להבים וכלי להבים בטכנולוגיות הבי-פולארית והנביפורמית, האופייניות לתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' לייצור כלי נתזים, אד-הוק, להבים משוננים וקטמים האופייניים לתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' סופית (חלאילה 337:2006–338). בעקבות שינוי אקלימי ירד מפלס המים והיישוב הצטמצם לאזור מקורות המים כגון נחל שורק. בסיום תקופה זו נעזב האתר בוואדי, ראש התל חזר להיות מיושב בתקופה הניאוליתית הקרמית א' לאחר שניטש בסוף התקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב'.