一、地质
据省323地质队及省水利厅勘探队地质资料揭示：砀山县地处山东台背斜徐蚌拗折带。沉积了巨厚的第四系地层，其厚度自东向西至西北逐渐增大。县境南部的程庄、王湾、陈庄、关帝庙一带，第四系厚度为318.15米—456.77米。下伏基岩为古生代二迭系砂页岩。砀城南4里王庄钻孔打至500米尚未穿过第四系地层。第四系地层初步划分为中下更新统(Q1—2)，上更新统(Q3)，全更新统(Q4)3组。
中下更新统(Q1—2)本组地层为冲积——湖积层，其顶部常为灰绿色粘土，局部棕黄色亚粘土，多含直径1—2厘米的白色、灰白色钙质结核，局部含有直径1—4毫米的黑色铁锰结核，一般呈半固结状态，层厚40—70米，顶板埋深111.45—193.0米之间。此层为承压水，常夹1—3层以石英为主的细砂、粉砂。单层厚度一般为1.5—7米，据深孔抽水资料表明，该层富水性较好，单位涌水量为0.067—0.47升/秒米，渗透系数为0.53—2.99米/昼夜。水质以HCO型为主，矿化度一般小于1克/升。
上更新统(Q3)本组地层为冲积——洪积成因的青黄杂色、棕黄色、棕红色的粘土、亚粘土为主，结构致密，常含有直径1—4毫米的黑色铁锰结核及直径1—5厘米的灰黄、灰白色的钙质砂。地层沉积厚度，县东南部为60—97米，西北部较厚为100—128米，此层为承压水，一般夹有1—3层黄色、棕色、浅黄色以石英粒为主的细砂或粉砂。单层厚1—12米，多呈西北～东南向条带状分布。根据抽水资料表明，上部含水层钻孔抽水，单位涌水量为0.04—0.8升/秒米，个别达0.76升/秒米，渗透系数一般1—5.7米/昼夜。水质主要为SQ24—CR型，其次为HEQ23型，水温17℃左右，矿化度多为1—2克/升，个别2—4克／升。
全统(Q4)本组地层为冲积——洪积层。表层为黄河泛滥的冲积带，以亚砂土为主所复盖。在垂向上以亚砂、亚粘、粘土互层，形成了复杂的地质结构。其沉积厚度一般为44—54米，郭庄、黄楼、谢集等处厚度为56.27—63.85米，此层常夹有1—3层黄色、灰黄色粉砂，单层厚度1.5～10米，大徐庄厚度达33.09米，均匀松散，以石英粒为主，颗粒分选较好，砂层呈透镜状，经常尖灭，在水平方向常发生相变。本组内赋存的地下水是目前农业灌溉开采利用的主要对象。此层为潜水和局部承压水。1977年12月20日—22日普查测量：故黄河大堤冲积平原地下水位的埋深一般为2.0—4.75米，堤外冲积平原地下水位的埋深一般为1.5—2.7米，矿化度一般小于2克/升，故黄河背河洼地局部为2—4克/升左右。
全更新统又分为全新统下段、全新统中段和全新统上段，全新统下段(Q14)，为棕红、棕黄色，紫灰色粘土、亚粘土与亚砂土、粉砂互层，一般厚度10—20米，顶板埋深为30—40米，下部为褐黄、灰黄色亚砂土或粉砂，单层厚度一般为1—5米，上部为棕红褐黄色粘土、亚粘土土层。质细、较匀一，结构紧密，微层理发育，含少量钙质结核，间有淡水螺化石，全新统中段(Q24)，为青黄杂色、棕黄色亚粘土与粉砂、亚砂土沉积，一般厚度为0—18米，顶板埋深自东南向西北逐渐增大，堤外平原为9—15米，下部为淡黄色亚砂土，粉砂，发育不好，呈透镜，单层厚度为2—5米，上部为青杂色亚粘土含钙质结核。全新统上段(Q34)，为近代黄河泛滥冲积之厚层，其岩性为亚砂土，部分为粉砂夹粘土的透镜体，含水层厚度一般5—16米，为潜水和局部承压水，水平发育含淡水螺化石。表土层，故黄河堤内平原及小神湖洼地为棕红色粘土、亚粘土，其余多为黄色粉砂、亚砂土。
二、地貌
砀山地势平坦，系黄河冲积而成，境内中部略高，南北稍低。黄河故道以北海拔平均47.8米，以南海拔平均44米，县西北最高处达海拔54.8米，县东南最低处为40.4米，由于黄河屡次泛滥及改道，中小地势起伏，岗、坡、洼相间。这种微域地形的地貌变化，使水、盐重新分配，形成本县的五种地貌类型：
砀山县主要地貌类型面积统计表

废黄河高滩地为黄河及其泻道在不断增高的人工堤约束下形成的高出地面的河床沉积，它包括黄河故道和滩地，宽10—20公里，故黄河砂质废河槽，宽1—1.5公里，废河槽两旁是天然堤带(高0.5—1.0米，宽20—50米)，两天然堤带外侧为1—8公里的波状起伏高滩地，高滩地的外侧为背河洼地，高滩地与背河洼地的地面高程相差6—8米。
废黄河高滩地河沟稀少，由于地形部位相对较高，地面高低不平，微地域岗洼起伏，地面坡度较大，降水除部分下渗土壤外，大部分形成地表径流，顺波流向低处。地下水因坡降较大，流动通畅。
地下水埋深一般3.5—5.5米，年变幅较小，一般在1米以内。潜水矿化度一般较低，在1克/升以内，故河床内地下水位较浅，在1—2米，矿化度稍高，一般在1克/升以上。
废黄河高滩地的土质以壤质土为主，自主流线向两侧逐渐变细，河床及河坡地多为砂质和砂壤质的泡沙土和沙土，高滩地中间地势较低洼处沉积为粘质淤土，在下透形式占优势的土壤水运动状况的影响下，盐分多被淋洗，除一部分原来干涸河床外，一般很少发生盐渍化，因此，废黄河高滩地涝碱威胁较小，干旱问题较为突出。
决口扇形地系黄泛决口水流堆积而成，黄河泛滥时，洪水冲决堤口，向堤外平原漫流，因流速减小发生沉积，随着漫流范围的扩大，形成由决堤口向外展开的扇状地形。本县决口扇形地主要有3个，一是故黄河北岸的苗城河上游地区；二是砀山城西沙河、利民河上游地区；三是砀山城东的李庄东北地区，决口扇形地地势复杂，地形起伏不平，由于沉积的多是粉沙及细砂，土壤结持力弱，经风力的再搬运，堆积成沙岗、沙丘及波状物。
决口扇形地沟河稀疏，基本上依靠决口形成的浅平河沟排泄积水，由于浅平河沟基面起伏不平，阻水和局部积水现象较为严重，故在一些泡沙土地区汛期最易受渍。
沉积物砂性强，结持松散，多为泡沙土，易旱，并常有风沙危害。浅平河沟的沙洼地，因排水条件较差，有轻度盐渍化土壤分布。
缓平坡地由黄河泛滥漫流沉积而成，是全县分布最广、面积最大的地貌类型，地势平缓，由北向南、由西向东微度倾斜。地面坡降1/10000左右。地下水位为2.5—3米。地下水矿化度1克/升左右，一般年份地下水埋深变化在潜水停止蒸发深度上下，不超过强烈上升深度(1.8米左右)，在多雨年份，有较长时间地下水埋深活动在强烈蒸发上升深度以上，由于河流的分选作用及紧沙漫淤的沉积规律，土壤质地砂、壤、粘均有。在黄河故道两旁的相当范围内及泛滥主溜的两旁，为砂质和沙壤质的土壤，随距故黄河及主溜渐远，则逐渐更替为轻壤和中壤质的土壤。又由于黄泛水流的无序，沉积的杂乱，故地面大平小不平，在局部地下水矿化度较高及蒸发作用的影响下，土壤还伴随有盐化和碱化过程，但盐渍化程度较轻，呈花班状，镶嵌在黄潮土中间。
浅平洼地浅平洼地，分布在城东南小神湖洼地一带，上层多为静水沉积较厚的重壤土或粘土，海拔高程在40—42.5米之间，低于缓平坡地，地势低平，地面由四周向中心缓缓倾斜。坡降在1/5000至1/10000。一般年份地下水位在2米以下，干旱季节达2.5米，汛期在1米左右，地下水矿化度低于1克/升。
由于土壤表层为淤积较厚的粘质土层，地面坡度小，因而地表水和地下水迳流均较滞缓。土壤毛管作用微弱，除少数洼地边缘的上位夹沙淤在蒸发量较大的情况下有碱化现象外，绝大部分均无盐渍化，该类型地貌质地粘重，耕性差，易旱易涝。
背河洼地亦称交接洼地。主要分布在故黄河两大堤外侧低洼处，与大堤平行呈带状分布。背河洼地的一侧与废黄河高滩地相接，高差极为明显，洼地的另一侧向缓平坡地逐渐过渡，地势缓缓高起，边缘很不明显。
背河洼地由于受两侧地下水补给，特别是受高滩地的静水压力影响较大，地下水位较浅，排水困难，地面及地下水迳流滞缓，地下水埋深在1.5—2.5米，汛期短时期在1米以内，矿化度1—2克/升。
土壤质地多为砂壤质及轻壤质，粗粉砂含量高，除部分决口扇形地是砂质的泡沙土外，绝大部分为盐渍化土壤，占该地貌类型的90%左右，重盐碱荒地约占10%，背河洼地是花碱土分布最集中、盐渍化程度最严重的地区。