一、地层、岩石
县境地处郯庐断裂带与扬子深大断裂破碎带之间，属扬子地层分区，六合——巢县地层小区。县内地层发育，化石丰富，出露良好。
寒武系：分布于县境与巢湖市交界处的汤山、驴子山一带，骆集乡亦有出露。
奥陶系：分布于清溪镇独龙山、腰子山、横山一带。
志留系：出露较好，发育齐全。分布于清溪镇横龙铺至别姬山以南、太湖山至六宕山以北大片地区。
泥盆系：分布于太湖山至六宕山一线及长山、鱼岘口至大冯山一带。
石炭系：县内广泛出露。主要分布于东关镇狮子山至陶厂镇水洞山及环峰镇昭关至冯山、林头镇杨山、东山乡花山、仙踪镇阳子山等地。
二迭系：主要分布于东关镇狮子山至陶厂镇水洞山、环峰镇昭关至冯山、林头镇杨山、仙踪镇牛头山等地也有出露。
三迭系：主要分布于林头镇杨山、仙踪镇牛头山、谢集乡山凹、袁冲、九连乡大岘山至黄泥山等地。据钻探资料揭露，陶厂至铜庙地下为三迭系沉积盆地，厚度大于500米，主要为硬石膏层组成。
侏罗系：只出露中下统，分布于环峰镇、张公乡等大片地区，构成向斜盆地。大部分被第四系覆盖，仅盆地边缘及盆地中心一些孤立的小丘有零星出露。
白垩系：出露零星，只见上统，在陶厂及长岗集有基岩出露。
第三系：只见上统的一部分，其余均未出露。分布于长岗乡土山、关镇乡杨府山及仙踪中学附近。
第四系：广泛分布于河流两岸，山体边缘及岗地。
构成县境地层的岩石主要为沉积岩。以海相沉积的灰岩、泥灰岩、页岩和陆相沉积的砂岩、砾岩为主。岩浆岩仅见于长岗乡土山、关镇乡杨府山及仙踪中学附近，岩性为橄榄玄武岩类。
二、构造
县境位于淮阳山字型(东翼弧)构造和华夏系第二隆起带的复合部位。处于扬子准地台下扬子台坳的北部。地质构造较为复杂。主要构造类型分为褶皱、断裂两大类。
褶皱：由于处于特殊地质构造部位，褶皱极其发育。根据形成时间，分为印支期褶皱和燕山期褶皱。印支期褶皱主要有：1、汤山背斜；2、上丁村向斜；3、别姬山背斜：4、司家墩背斜；5、杨坳村向斜；6、张郎坳背斜；7、尖山向斜；8、张疃林场背斜；9、方山向斜：10、东关复式背斜。燕山期褶皱主要有：1、何家凹——大冯村倒转向斜；2、马山——尹家大山扇形褶皱；3、黄眉山——昭关复式向斜；4、大山曹——张什一平缓波状背斜；5、陶厂向斜；6、太湖山高角度倒转背斜。
断裂：主要断裂构造有两组：一组为北东向的纵断层，主要断层走向与褶曲轴几乎平行，断层落差较大；另一组为北西向横断层，属后期发生的一组断裂构造，虽然断层落差较小，但常切断并错开前期纵向断层，使县内断裂构造趋于复杂化。根据断裂类型，又可划分为纵向断裂、横向断裂和横向斜交断裂。
纵向断裂主要有：1、黄眉山——昭关纵向逆断层组；2、花山纵向逆断层，3、乌石山——老虎庵纵向逆断层组；4、马山——尹家大山纵向逆断层组；5、山口——孙家垴纵向逆断层组；6、乌龟山——鼓山纵向断层组等。
横向断裂主要有：1、大冯村——尹家大山横向正断层组；2、粑粑店横向正断层；3、太湖山——柱山横向正断层；4、黄莺山横向正断层组等。横向斜交断层主要有；1、鹿岩山南坡正——平推断层；2、关门镇——鼓山平推断层组；3、陈百户东平推断层组；4、横山平推断层；5、柴湖山平推断层组等。另外还有一些性质不明之断层。
三、矿藏
县境矿种较多，主要为非金属矿产，有石灰石、白云石、石膏、耐火粘土、萤石、重晶石、磷矿、硫铁矿、建筑砂矿、磨刀石矿、砖瓦粘土矿等；其次为燃料矿产，有烟煤、无烟煤、泥炭；少数金属矿产，有赤铁矿、褐铁矿、方铅矿。其中可供开采的矿种10余种。少数矿种开采时间长，如磨刀石矿具有300多年开采历史。石灰石矿和建筑砂矿储量大、质量好、品种多，矿山布局较合理，是县内矿产优势资源。硬石膏矿品位高，少数矿种如铁矿、方铅矿、磷矿、硫铁矿等，因资源不稳定，储量小，不具备开采价值。
耐火粘土矿
县内耐火粘土矿主要为软、硬质耐火粘土。
软质耐火粘土矿，分布在含南尖山至鸭山，陶厂小庄至唐庄一带；含中清溪皖山、东山杨柳山、孤山、梅山一带；含北黄莺山有零星出露。矿层厚度1——2米。矿厂质量：A12O3含量20——30％、SiO260——70％、Fe2O31——2.5％、TiO20.7——15％，烧失量4——10％，耐火度1630——1690℃，可塑性较好。达三级品位工业要求。矿床成因类型为内陆湖沼相沉积矿床。据地质队1960年4月提交的“矿产产地资料汇编”，全县估计储量2800万吨，因资源不稳定，开采技术落后，全县仅东山乡粘土矿独家开采。
硬质耐火粘土矿，主要分布在含南关镇，耙齿山，含中花山，含北仙踪八熊一带，可采矿体分上、下两个分层，每层厚度1——1.5米。矿石质量：Al2O3+TiO2含量一般为42——47％，最高达61.3％，Fe2O3小于3％，SiO243——45％，灼减13——15％，耐火度1660——1770℃。其中Fe的存在往往影响矿石质量，矿石平均体重2.50，质量达1至3级工业品位要求，具有开采价值。矿床成因类型，内陆湖沼相沉积矿床。矿石评价储量大于2000万吨，其中花山硬质粘土矿C+D级储量达901.7万吨。东山乡年开采近5000吨，并将采得生料烧成熟料(焦宝石)，销往马鞍山、芜湖等地。
萤石矿
主要分布在横山两侧及横山复背斜东北倾伏端，巨兴姚湾、汤荣店、独龙山、驴子山、半湖别姬山等处。矿脉(体)厚度，产状及稳定性变化较大，有脉状、囊状、柱状、透镜状，最薄2——3厘米，最厚1——2米，以中、低品位为主，CaF2含量一般50——70％，最高达90％以上，SiO2小于20％，最高达40——50％，一般为2——3％，最高达7％，其它伴生元素含量除Ba可达百分之几外，Pb、Zn、P等含量微弱。矿体成因为中、低温热液型内生矿床，矿石储量未正式勘探，无法评价，仅1984年8月省冶金勘探公司815地质队在清溪横山进行过萤石矿点普查勘探，获得普查D级储量60236.19吨。80年代中期开采量有所下降，所采中、低晶位矿石作为水泥生产配料，另有少量高品位矿石作为炼钢溶剂，曾销往北京、天津、唐山等钢铁企业。1988年半湖、九连、巨兴、兴隆几个矿点开采，年产5000吨左右。
石灰石矿
境内寒武纪、奥陶纪、石炭纪、二迭纪，三迭纪石灰岩发育良好，其中石炭纪黄龙组，船山组石灰石可作冶金辅助材料及化工原料。
石炭纪黄龙、船山组及二迭纪栖霞组石灰石主要分布在含南林头、东关、长岗、关镇、陶厂一带，含中清溪西苍山西南麓、庆家山口、东山的杨柳山、花山、褒山的冯山至尹家大山一带，含北茅芦尖至黄莺山、谭山一线。矿体总厚度约100米，其中黄龙组厚约70米，船山组厚约30米。矿石质量达一级工业品位要求，其中花山石灰石工业晶位最高，CaCO3含量一般为97——99％，CaCO3平均含量55.21％，MgO平均含量0.29％，SiO2平均含量0.32％，Al2O3含量0.1——0.2％，Fe2O30.1——0.3％，K2O、Na2O、MnO都小于0.1％，烧失量40％左右，矿石体重2.69。主要有害物质为MgO、SiO2、AL2O3、P2O5、SO3等。矿体成因为浅海相碳酸盐沉积型矿床，厚度、质量都比较稳定。含南及含中部分地区已探明的储量达1.7亿吨(含部分栖霞组石灰石)。
全县石炭二迭纪石灰石采矿点多，开采量大，主要用于建筑，部分作为水泥原料。年开采量45万多吨(不包括部、省、地等厂矿开采石料)。
白云石矿
白云石矿，主要分布在县西北部栗子山至马鞍山，东北部前山至尹家大山，中部横山、独龙山、汤山、腰子山等地，矿体厚度约100米，矿石质量据有关化验资料：MgO含量20％左右，Ca030％左右。主要有害物质为SiO2、Fe2O3、AL2O3等，达一级工业品位要求。矿体成因属浅海相碳酸盐沉积型矿床。矿石储量丰富，有开采价值。
硬石膏矿
硬石膏矿主要分布在陶厂一带。据省煤田地质第二勘探队1986年前后援探头料揭示，矿层厚度220——370米。矿石质量：CaO含量39.98％，MgO1.03％。SO，56.15％，酸不溶物1.34％，吸附水0.01％、Fe20s0.01％、ALzOa0.2％，达一级工业品位要求。
建筑砂矿
主要分布在关镇、陶厂、福山、张公、褒山、东山、九连、仙踪、谢集、姚庙等地。矿层厚度侏罗纪象山群砂岩500——1000米，泥盆纪五通组砂岩200米，为陆相沉积型矿床。侏罗纪砂岩主要成份是长石，其次是石英，少量白云母，粘土矿物质及氧化物，开采破碎容易，但砂质较差。五通组砂岩主要成份是石英，因硬度大，开采破碎困难，但砂质好。境内砂矿资源丰富。
磨刀石矿
主要分布在西苍山一带。磨刀石矿产于中、上志留系粉砂岩中，主要矿物成份为长石、石英及其氧化物、粘土矿物。性脆、较坚硬、层状。缓倾斜至倾斜状矿层较稳定，为浅海相沉积型矿床。县磨刀石矿资源丰富，开采历史悠久，年产量140吨左右。
煤矿
烟煤，主要分布在仙踪牛头山、褒山林场至山陈一带。煤层厚度一般为0.5——2米。煤质较好。其中水份1——2％，灰份20——35％，挥发份14——16％，固定碳80——90％，发热量6000千卡／千克，含硫一般2％，最高4％，容重1.4——1.5，属烟煤中瘦贫煤。矿体成因为浅海、滨海、海陆交互相沉积型矿床。仙踪牛头山1985——1986年普查勘探，获得C+D级储量100万吨；褒山林场至山陈一带，评价储量50万吨以上。
无烟煤，主要分布在含南林头至关镇、陶厂一带，九连乡亦有分布。煤层厚度0.5——2.5米，变化大，不稳定。煤质较好，其中水份3.58％，灰份11.33％，挥发份7.93％，固定碳92％，发热量7024千卡／千克。含硫2.42％，为优质无烟煤。因未全面勘探，储量不清。
清咸丰、同治时期，县煤矿已有开采，民国年间日本人曾在陶厂江家垴开设过“裕含”煤炭公司，因煤层不稳定，生产时起时伏。建国后清溪、林头、九连、陶厂等乡镇都开采过。1988年，有仙踪煤矿、安山煤矿、山陈煤矿等三矿，年产量近3万吨。 泥炭
主要分布在含南圩区。泥炭厚度一般1米左右，埋藏较浅、贮存于耕作层下1——2米处。据1975年化验资料，生物泥炭35——40％，草质泥炭15——20％，木质泥炭25％，泥质泥炭5％。水份一般在40——50％，腐植酸含量一般30％，最低10％，最高40％，质量属中等。泥炭成因为低洼沼泽相沉积型矿床。据1975年5月南京师范学院学生实习调查，含南泥炭为大型矿床，储量约为1700万吨，其中海口、黄墩二乡占三分之二。1976——1977年，全县泥炭产量9万吨。主要用作生活燃料，并制作腐植酸类肥料。