一、地层
桐城县地层，由磨子潭至晓天和县城至乌石埝深断裂分隔为三个自然区，分别称为北区、中区和东南区。前两者属大别山地层区，后者属扬子地层区安庆小区。北区地层为震旦系佛子岭群片麻岩、片岩和上侏罗统火山岩系，总厚度3000余米，出露较好；中区地层为前震旦系大别山群片麻岩、浅粒岩等变质岩类，总厚达8000余米，分布广，出露好；东南区地层总厚大于12000米，但出露不好，零星分布奥陶系、泥盆系、侏罗系、白垩系、第三系地层，第四系地层分布广泛。
前震旦系水竹河组，分布唐湾以北与舒城县交界处，岩性为黑云角闪片麻岩、二长片麻岩、浅粒岩，厚506至1272米。文家岭组，分布唐湾至李家湾、张家楼北西、朱家新屋西，岩性为浅粒岩、二长片麻岩、黑云角闪片麻岩，中上部夹大理石岩，厚818至1854米。刘畈组，分布小河沿至桐城和方家老屋至占庄一带，岩性为黑云二长片麻岩、浅粒岩、含磁铁浅粒岩，局部夹斜长角闪岩和大理岩，厚988至1385米。桥岭组，分布于水推磨，岩性为黑云斜长片麻岩，间夹浅粒岩、二长片麻岩、榴辉岩等。本组底部夹大理岩，中上部夹含磁铁浅粒岩等，厚2441至5295米。
震旦系小汐河组，分布大关以西高家老屋一带，岩性主要为黑云钾长片麻岩、黑云石英片岩、角闪石片岩、斜长角闪岩，厚2600至3215米。
奥陶系分布新店以东，仅见下奥陶统零星出露，岩性为灰岩、白云质灰岩，厚度大于100米。出露不全。
泥盆系五通组，分布于大横山，岩性为石英岩、石英砂岩、页岩，上部夹透镜状劣质煤，厚10至94米。因断层和第四系掩盖，顶底出露不全。
三迭系和龙山组，分布于大横山，岩性为灰白色薄层灰岩夹钙质粉砂岩、页岩，厚181米，出露不全。黄马青组，地表分布于怀宁县金鸡笼南边，深部延至桐城县，岩性上部为灰黑色砂岩、页岩夹不稳定煤层，中部为紫红色钙质粉砂岩夹砂质页岩及透镜状含铜砂岩，下部为灰色粉砂岩夹白云质泥灰岩。厚1883米。
侏罗系武昌组，分布于大横山，下部岩性为长石石英砂岩，上部岩性为粉砂岩、页岩夹煤层。厚624米。自流井组，分布于大横山、双店、吴家老屋，零星出露。下部岩性为粉砂岩，砂质页岩、石英砂岩，上部岩性为粗粒长石砂岩夹粉砂岩、页岩，厚度大于2230米。江镇组，分布于挂镇一带，岩性为安山质凝灰岩、凝灰角砾岩夹粉砂岩、页岩，厚1027至1974米。北部毛坦厂组与江镇组时代相当，岩性除有粗面质凝灰岩外，其余岩性基本相同。汪公庙组，分布童铺东南，岩性为紫红色中厚层凝灰质砾岩、含砾砂岩，厚2477米。
白垩系高河埠组，分布于双港铺、桐梓山，岩性为紫红色中厚层砾岩夹砂岩，厚703至887米。
第三系仅出露下统，分布青草塥、新安渡、范家岗、姚岗等地，为紫红色中至巨厚层砂岩、砂砾岩，胶结不紧，厚2442至4383米。
第四系分布丘陵、平原低洼地区，为棕红色网状粘土，灰黄色亚粘土、亚砂土及砂、砾等，厚大于19米。
二、岩石
全县岩石除各系地层大量沉积岩石外，还有火成岩，包括侵入岩和喷出岩。侵入岩体已知13个。主要分布北部、西部和东南部，岩体总面积约125平方公里。以中、酸性岩为主，基性、超基性岩次之，时代主要是五台至吕梁期和燕山期。较大的7个岩体是：
主薄岩体分布潜山、岳西、舒城三县交界地带，其东南枝伸入桐城县屋脊岭一带，面积约38平方公里。岩体为混合花岗岩，相带清楚。岩体中有褐帘石重砂异常和钆、锆、镧金属量异常，长冲铜矿化亦与岩体有关。岩体生成时代为五台至吕梁期。
轿子岩岩体分布唐湾至大塘一带，呈近南北向，面积24平方公里。岩体相带清楚，中心相为中粒辉石岩，过渡相为中细粒辉长岩，边缘相为角闪石岩或斜长角闪岩。岩体生成时代为五台至吕梁期。
华盖山至龙眠寨岩体分布舒城、桐城两县交界处，桐城县境内分布荒草尖、黄柏岭两地，面积约25平方公里。岩性为含石英正长斑岩。岩体北东接触带有百花冲矾矿，岩体放射性强度高，已发现几处异常。岩体生成时代为燕山早期。
老关岭岩体分布桐城县与舒城县交界处，桐城县境内面积约8平方公里。为中粒混合花岗岩，矿化情况不详。岩体生成时代为五台至吕梁期。
西汤池岩体分布舒城、桐城县交界处，桐城县境内分布于白果树附近，面积约13平方公里。岩性为花岗岩和少量正长岩，桐城县境内主要为正长岩，矿化情况差。岩体生成时代为燕山期。
罗岭岩体分布罗岭一带，零星出露，面积约10平方公里，岩性为闪长岩。岩体中有航磁异常分布。生成时代为燕山期。
大龙山岩体分布桐城县东南部，面积约16平方公里，岩性为正长斑岩、钾长花岗岩。部分岩体放射性强度高，有铀和铜、铅、锌矿化。生成时代为燕山期。
小岩体有6个，出露面积均小于0.3平方公里。滴水岩岩体、赵家湾岩体、三步岭岩体岩性为辉橄岩或橄榄岩，均有蛇纹石化，产有石棉；苗竹叽岩体、蒋河岩体、毛河岩体分别为辉长岩、角闪石岩、辉石角闪石岩。
脉岩，县内已知较大的脉岩15条，分布于轿子岩、车档至大关一线以北地区，长数百米至3公里，宽数十米至百余米。岩性主要为花岗岩、石英正长岩、正长岩、煌斑岩等。
喷出岩在县内不甚发育，仅分布北部荒草尖西和挂镇等地。以火山碎屑岩为主，熔岩很少。岩性为安山质熔接凝灰岩、安山质凝灰角砾岩、粗面质凝灰岩、凝灰岩等。喷发时间为晚侏罗世。
地层出露概况表

三、地质构造
桐城县处于淮阳山字型构造前弧东翼及其内侧马蹄形盾地。区内构造线总体呈北东走向。
褶皱构造主要分布中区西部，形成时代为五台至吕梁期。大小褶皱共9条，其中较大的4条是：
夹树湾复背斜，西起潜山官东至桐城县老关岭，轴向近东西，长45公里，最大宽度18公里，桐城县境内长6公里。由前震旦系地层组成，为开阔的复背斜。两翼有次级褶曲，其南翼的次级褶曲有陈家湾向斜、杨家山背斜，部分延伸县内。
棋盘石向斜，西自潜山县棋盘石，东至桐城县方家老屋，全长20公里，宽4公里，县内长约10公里。向斜轴向北东东，由前震旦系地层组成。
英山沟背斜，位于棋盘石向斜南，轴向北东，全长90公里，桐城县处于背斜东段，长数公里。背斜由前震旦系文家岭组地层组成。
水推磨至棹椅尖背向斜带，长数十公里，宽7公里，轴向北东，由两个背斜和三个向斜组成，呈相间平行排列。县内有水推磨向斜、马鞍寨背斜、汪公庙向斜，轴向北东，长7.5至15公里，由前震旦系地层组成。
断裂构造中区最发育，走向以北东向为主，北北东、北西向次之。县内有深断裂2条，大断裂1条，一般断裂26条。
桐城至乌石埝深断裂属郯(城)庐(江)深断裂的一段，桐城县分布县城至沙铺一线，长40公里，走向45至50度，总体倾向北西。该断裂生成吕梁运动后期，至今仍有地震活动。
晓天至磨子潭深断裂，原称桐柏至磨子潭深断裂，桐城县境内分布于沙凸子一线，长20余公里，走向50度，总体倾向北，倾角60度左右。该断裂生成吕梁运动后期，至今仍有地震活动。
三鸦寺断裂，位于桐城县高公池和怀宁县三鸦湖一带，相当于以前所称练潭至新仑大断裂。桐城县境内呈北东走向，长20余公里。
一般断裂，呈北东向的有17条，即四美堂至龙井关断裂，县内长约5公里；葛蒲至黄柏断裂，县内长23公里；大树岭断裂，长10公里；张家楼断裂，长12公里；杨家冲断裂、大横山断裂、龙井冲断裂、旺家湾断裂、投子山断裂、邱老屋断裂、长冲断裂、东岳庙断裂、张家破屋断裂、轿子岩断裂、何家畈断裂、黄柏岭断裂、车档断裂，长一般2至5公里，个别达9公里。北西向断裂有9条，即老关岭断裂、吴家咀断裂、倪家新屋断裂、尹家湾断裂、响水岩断裂、汪家瓦屋断裂、叶家老屋断裂、杨家老屋断裂、瓦窑塘断裂，长小于10公里，一般2至5公里。
构造盆地有两个，一是青龙岭盆地，位于县内东南角，长轴方向65度左右，长15公里，宽5至8公里，中心为侏罗系自流井组，外缘为武昌组地层组成；二是范家岗盆地，位于桐城至乌石埝深断裂和三鸦寺断裂之间，呈50度方向延伸，县内长40公里，宽20公里，该盆地中为上白垩统和下第三系沉积地层。
四、矿产
全县已知矿产地39处，其中大型矿产地9处，小型矿产地9处，矿点及矿化点21处。按矿种分非金属矿产地25处，金属矿产地10处，燃料矿产地4处。非金属矿产有石墨、花岗石、透辉石、大理石、蛇纹石、石棉、白云母、河沙、石灰岩、粘土等；金属矿产有铜、铁、钛铁、钒、铌钽铁、金等；燃料矿产有煤、泥炭等。其中石墨、花岗石、透辉石、铁沙、河沙、泥炭有一定开采价值。
石墨有3个矿点，均为晶质石墨，片径0.001至0.01毫米，矿物含量10—12%，固定碳含量4—6%。总矿石量370.78万吨，矿物量15.52万吨。黄铺乡蒋河矿点，C+D级矿石量134.38万吨，矿物含量5.22万吨，其中C级矿石量23.76万吨，矿物量0.96万吨。矿体厚一般为3至7米，最厚达12.02米。固定碳平均4.18%，剥采比小于4.5，有开采价值。汪河乡板桥矿点，D级矿石量164.7万吨，矿物量7.7万吨，矿体总厚2至11米，固定碳含量一般为4%，最佳矿体(B—2)品位高，变化小，出露宽度大，剥采比小于4，有开采价值。龙眠乡方家龙窝至许家岭矿点，D级矿石量71.6万吨，矿物量2.6万吨，矿体总厚3至16米，固定碳含量一般3—4%。该矿点品位较低，夹石层较多，岩脉穿插破坏较严重，剥采比为10左右，开采价值差。
透辉石分布陶冲乡枧山水库附近，矿石量400万吨左右，规模较大的矿化体有3条，长600至1000米，假厚100至170米。矿体呈透镜状、串珠状产出。矿石矿物透辉石含量平均51.71—58%，矿石平均化学成份：氧化镁8.41%、氧化钙15.34%、二氧化硅60.14%、三氧化二铁3.28%、二氧化钛0.52%、三氧化二铝6.73%。除含铁稍高外，其余化学成分均优于或接近吉林透辉石。透辉石是陶瓷工业最佳节能新材料，亦是烧制深色瓷、彩瓷的好材料，有开发利用前景。
花岗石已查明的有6个矿床，地质储量3.1亿立方米。其中唐湾乡轿子岩辉长岩矿床储量1.29亿立方米；大塘乡叶湾辉石岩、辉长岩矿床储量1亿立方米；大塘乡裴阳混含岩化斜长角闪岩矿床储量3742万立方米；黄铺乡五岭似眼球状斜长片麻岩矿床储量1056万立方米。陶冲乡烽灿角闪二长片麻岩矿床储量881万立方米；罗岭乡白虎山闪长岩、正长斑岩矿床储量2414万立方米。花岗石有9个品种，主要为桐城黑、桐城墨绿、芝麻黑、繁星石、慧眼石、烽火白、雨霞、斑花石、火炬红等。以黑色花岗石品种优、储量大。
墨玉有矿点一个，位于罗岭乡新舟村境内。14个矿化体，每个矿化体含有2至3个墨玉矿体，长50至200米，厚1至5米，出露地表的自然块度一般为30×30厘米至50×60厘米。矿石主要成份为长石、石英及少量云母。呈黑色或黑灰色，色调均匀，莫氏硬度5至6。可切可磨，抛光后呈乌黑色，质地细腻，光洁度极强，是高档石雕和制精密仪器底座、量具、工业平板的好材料，特优者可代替黑宝石使用。有开采价值。
大理石分布黄铺乡上湾、土岭两村和龙头乡五岭村。矿体呈透镜状，一般厚5厘米至数十厘米，颜色洁白，部分蛇纹石强烈呈黄绿、青绿色，质地细腻，抛光后具一般闪光。由于节理发育，工业价值不高，但可以烧石灰，生产石子、石粉和饲料钙素添加剂，故仍有开发利用价值。
河沙主要分布于挂车、柏年、龙眠、孔城四大河，总储量大于2557万立方米。挂车河储量891万立方米，分布晓棚至新安大桥河段；柏年河储量大于1466万立方米，分布钓鱼寺至柏年河大桥河段；龙眠河储量大于200万立方米，分布铁铺至金神河段；孔城河各支流，罗岭大、小龙山各溪流也有不少优质河沙，储量未估。县内河沙自50年代开发利用，至80年代，开发量越来越大。
石棉有3个矿点，地质储量约5000至7000吨。其中赵家湾点储量1190吨，矿体3个，长46至215米，宽4至15米。以网状脉为主，为纵、横和簇状纤维型，含棉率0.42%，石棉性脆，杂质多，规模小。三步岭点储量1057吨，矿体3个，共长50至130米，宽3.3至5米，为单式脉，纵和横纤维为主，含棉率0.63—2.65%，棉质不明，规模小。滴水岩点，D级储量3074吨，矿体断续长800米以上，宽2至10.5米，矿化较均匀。以单式脉为主，分叉、膨胀尖灭现象普遍，以纵纤维为主，属闪石棉，质硬脆。
蛇纹石分布于滴水岩，储量260万吨，主要矿石矿物叫蛇纹石，含量大于80%。矿石化学成分：氧化镁26.28—47.5%，平均32.04%；氧化钙0.72—9.66%；二氧化硅34.34—41.48%。除氧化钙稍高外，其余均符合钙镁磷肥工业要求，有开发利用前景。
白云母分布于自来庵至马鞍寨倒转背斜核部附近。矿体呈透镜状，长7至10米，宽0.5至1.2米。矿石由白云母、长石、石英等组成，矿物集合体成团块状，呈白色或浅绿色，剥分性不好，储量较小，质量较差。
铁褐铁，分布于练潭乡大横山。矿化体长约100米，宽1至2米。主要矿物有针铁、褐铁，次为黄铁、黄钾铁钒。矿体规模较小。铁砂，主要分布于挂车河、柏年河上游及牯牛背水库上游。地质总储量约56.72至73.18万吨。其中牯牛背到晓棚是铁砂主产河段，河床沉积物分上中下三层，上下两层铁砂含量丰富，最高达233.8公斤／立方米。该段铁砂储量占全县总储量58—67%。柏年河上游以青草塥以上的砾石层为主产河段，含量10—20公斤／立方米，最高达46.2公斤／立方米。地质储量23.8万吨。铁砂品位较高，易采，有一定开发价值。钛铁，在张家楼有一重砂异常地带，面积21平方公里。重砂样钛铁含量一般10至30克，最高644克，伴生矿物有锆石、黄金。该矿点资源尚未查清。
钒分布于石南乡桐山，有4个矿化体，呈层状或透镜状，长25至90米，厚0.7至2.5米，五氧化二钒含量一般0.2—0.55%，最高0.93%，资源尚未查清。
铌钽分布于大关乡高庄附近，有2个矿化体。矿石拣块分析，含五氧化二铌0.01%，五氧化二钽0.002—0.008%，铌钽氧化物0.015%，五氧化二钽比五氧化二铌为1／125。资源尚未查清。
铜有两个矿点。一在陶冲乡灵塘水库南，矿脉长80米，宽0.35至0.5米。矿石矿物有黄铜、斑铜，伴生孔雀石、沥青状褐铁。地表含铜1.68—0.83%，延深6米含铜0.01%，无开采价值。二在挂镇乡长冲，有3条矿化带。主矿化带长550米，宽2至20米，其间分布有长0.5至10米，宽几厘米至几米的小矿体。金属矿物有黄铜、黄铁、方铝、辉铜、铜兰、孔雀石、磁铁等。一般含铜0.05—0.1%，个别达4.94%。
黄金沙铺乡界牌石有一黄金重砂异常地带，蕴藏于第四系近代堆积层中。重砂样黄金含量可达24颗，伴生矿物有钛铁、金红石、锆石。资源尚未查清。
煤分布于练潭乡大横山，蕴藏于侏罗系地层中，有煤2层，均厚0.3米，煤层呈鸡窝状分布，煤质为有烟煤。储藏量较小。
泥炭分布于双店乡嬉子墩、罗岭乡岱赛湖北、菜子湖西岸，总面积1218.8万平方米，地质储量209.64万吨，为大型泥炭矿床。矿床厚0.3至0.8米，平均厚0.58米；埋藏深度为1.6至3.5米，平均为2.23米；有机质含量平均为37.58%，泥炭发热量为1804—2283卡／克，总腐植酸20.98—27.60%，全钾0.97—1.48%，全磷0.85—0.97%。可用来提取工业用腐植酸，亦可作农作物肥料，发热量高的可供发电，有开发利用价值。
石灰岩主要分布于西北部山区和罗岭乡境内，蕴藏量大。以中义乡的五岭和黄铺乡的葛家湾矿石质量最好，已有数百年开发利用历史。
粘土分布于丘陵地区，以六儿城、范家岗、王集、十八里长岗等地第四系粘土资源最为丰富。
矿产分布概况表