(一)地质构造
县境内为新生代第四纪以来巨厚的松散沉积物发育，厚度约1000米左右，其下隐伏有寒武纪、奥陶纪、石炭系和二迭系地层。全新统下段，顶板埋深一般大约20米左右，最浅13.48米，最深24米；底板埋深在36—40米以下，总厚度约18—26米。顶部为灰黑色、紫灰色粘土、亚粘土，含腐植物较多，为古风化壳。岩性致密细腻，稍有滑感，无微细层理构造，含有较多淡水动物外壳。在王市、高皇等古河床发育地段，沉积为河床相的黄色、灰黄色粉细砂层，以细砂为主，颗粒分选较好，厚约3—8米。在广大河间地区为灰黑色、灰黄色、棕黄色、亚粘土、粘土与黄色、灰色亚砂土和薄层粉砂互层，单层厚度1—3米不等，沉积不稳定。底部一层有黄灰色亚粘土或亚砂土，分选不好，含有很多大粒钙质结核和淡水动物外壳碎片。全新统中段，厚度13—24米，顶部为灰黄色、青黄杂色亚粘土，直接出露现代河间地区，厚度4—10米，结构不致密，分选较差，微裂隙发育。底部多含有砂礓，最下部往往集结成砂礓盘，厚0.2米左右。其下，在汝集、阎集、望疃集等古河床发育地段，沉积为粉细砂层，以细砂为主，自上而下颗粒由细变粗，结构松散，分选良好。下部含有大量淡水蚌壳和似砾状坚硬钙质结核。古河床两侧为泛滥沉积的黄色亚砂土和薄层粉砂及亚粘土，呈互层状，底板埋深一般在20米左右。全新统上段，为近代河流最新泛滥淤积而成，仅沿西淝河两侧呈条状带分布，宽度约1公里，厚度0.5—1米，岩性为浅黄色粉细砂、亚砂土和棕红色粘土、亚粘土。
(二)地震
地质断裂县境处于淮台褶皱带中的豫西——淮南坳陷区、淮阳山字型脊柱北部，郯(城)庐(江)大断裂带西侧。构造运动所致，有4条断裂带从县内穿过。第1条王人集断裂，呈南北向由阜阳县地入境，经王人集、汝集、张村铺进入涡阳县地；第2条口孜断裂，呈南北向由阜阳县地入境，经板集、胡集、马店、西潘楼、江集进入涡阳县地；第3条五河断裂(利辛至五河)，呈东西向由蒙城县地入境，经城关镇至马店北部与口孜断裂相接；第4条尚塘断裂(杨村至尚塘)，呈东西向由凤台县地入境，至胡集附近与口孜断裂相接。
地震地陷据文献记载，县境曾多次受地震影响。晋惠帝元康四年(294)六月，寿春地大震，山崩地坼。明成化十九年二月初十日(1483年3月18日)，南京及江北四府地震有声，房屋摇撼，人心惊惧。明崇祯十六年九月初一至二十一日(1643年10月13日至11月2日)，8天地震13次，房屋摇动，居民惊慌。清康熙七年六月十七日(1668年7月25日)，山东莒县郯城8.5级地震，波及境内，蒙城倒坏民房无数。清道光十一年八月二十三日(1831年9月28日)，凤台、寿州、凤阳府皆地震。建县以后，县境曾发生两次地震。1969年2月28日7时29分35秒，胡集附近发生4.2级地震，震中位置在北纬33°01′、东经116°01′，震中烈度为5度强。5度区范围包括本县贾桥、大李集、高集、新张集、板集和阜阳县老庙以内地区。震时，室内部分人从梦中惊醒，房笆掉土，床晃动，同时听到地声，门鼻作响，房子上面好像有人在蹦，山墙好像一边上去，一边下来，呈波浪型上下颠簸，有的人惊慌跑出室外。室外大多数人有震感，觉得猛晃一下，看到沟水翻腾。4度区范围包括本县展沟集、阚疃集、佛镇集、马店集、谭铺和阜阳县张湾、老集、正午集、杨楼以内地区。震时，室内大多数人感觉床动，门鼻响，碗碟作响，房笆响、掉土，听到地声，室外部分人有感觉，看到沟水向两岸冲击。1984年2月17日13时32分57秒，板集附近发生2.9级地震。震中位置在北纬32°56′，东经116°12′。震时，板集、胡集群众普遍反映震感显著，伴有闷雷似的地声，房屋摇晃，房瓦、门窗发响，有的室内器皿倾倒，有感范围南至颍上县江口集，西至阜阳县枣庄集，东至本县陶集、展沟集、新张集，北至胡集、马店，呈西北东南向椭圆形，长轴约30公里，短轴约20公里，面积约300平方公里。1979年以来，县外有3次地震对境内产生影响。1979年3月2日，固镇县发生5级地震，震中距利辛直线距离105公里，本县群众有显著震感。1979年7月9日，江苏省溧阳县发生6级地震，震中距利辛直线距离300公里，本县群众有震感。1983年11月7日，山东省菏泽发生5.9级地震，震中距利辛直线距离210公里，本县群众有显著震感，许多人睡梦中被惊醒，房屋摇晃，器皿作响。1983年5月2日15时许，四庙乡郑营村发生一起地陷。该村袁寨农民袁文光夫妇，发现在自家承包的小麦地里塌陷一个大土坑。经现场考察，土坑呈直径5.2米的圆形状，深2.5米，总塌方约50多立方米。塌陷是由于地下水作用引起。