〔岩层分布〕
庐江地质构造古老而复杂，地层有南北两相之分。城北丘阜区出露有上元古界到中生界较全的沉积岩系；砖桥丘陵区拥有庐枞盆地广泛的火山岩系堆积；县境西部柯坦、浮祥山一带，隐伏着下元古界变质岩系。兹分述如下：
一、变质岩前震旦纪变质岩系，出露有白云质大理石，含磷片麻岩、石墨片岩等，分布在西部浮祥山、柯坦一带，但大部被侏罗系上统毛坦厂组火山岩系所覆盖。其中浮祥山穹折断束一带断续出露，在白石山北坡经罗家埠到青龙山西北有零星露头，洪家山出露较广。
二、沉积岩
1、震旦系下统张八岭组：绢云母石英片岩和上统灯影组硅质层，灰岩夹页岩及上部含硅质白云岩，零星分布于城西、盛桥——东顾山褶皱带之西，郯庐断裂带以东。
2、古生界寒武、奥陶系：白云岩、含泥质结晶灰岩及硅质页岩、泥质粉砂岩等，主要分布于东顾山、二蛟子山东侧，直到盛桥南零星出露。
3、志留系高家边组黄绿色泥质页岩夹粉砂岩，在城东部及东北部出露。茅山组和坟头组灰色中厚层细砂岩、石英砂岩、粉砂岩、下部夹页岩，在鲢鱼山、二十里铺、十里茶亭及盛桥西南地区和东顾山东坡，多呈低阜和洼地状。
4、泥盆系五通组灰色石英砂岩、石英岩、夹页岩及粘土层，含鱼骨化石、磷木化石，出露在城东北的东顾山、磨盘山、龙池山、夏砾山。
5、二叠系下统栖霞组为深灰色厚层灰岩，含燧石结核，局部夹泥灰岩。出露于石山到东顾山、黄金凹一带。孤峰组为灰黑色燧石层及硅质页岩、含磷结核页岩。其上统龙潭组上部含碳质板岩，下部棕色板岩夹粉砂岩。大隆组为深灰色页岩、碳质页岩夹硅质页岩、粉砂岩常出露于钻孔中，地表少见。
6、中生界三叠系中统铜头尖组，下部为钙质粉砂岩，上部为钙质粉砂岩、泥质粉砂岩、石英砂岩夹泥灰岩。上统拉犁尖组，下部为灰色细粒、石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹碳质页岩，上部石英砂岩、夹泥质粉砂岩，含泥砾和硅质，分布在岳山、龙桥一带。
7、侏罗系中下统象山群，在庐枞火山岩盆地边部及岳山和城北丘阜区两侧，下部磨山组下段为浅灰中粗粒石英砂岩夹细砂岩，含砾石层，有时夹粘土；上段为杂色泥质粉砂岩，细粒石英砂岩夹碳泥岩，含植物化石。上部罗岭组下段泥质粉砂岩及细粒石英砂岩，局部含碳质，有砾石层；上段为紫红色铁锰质粉砂岩及长石石英砂岩，局部夹灰岩透镜体。上统为火山岩系(另述)。
8、白垩系下统杨湾组，为砖红色细砂岩夹细中粘砂岩，砂岩上部含石膏。分布在七桥、泥河一带。上统浦口组为红色角砾岩夹薄层细砂岩互层，分布在龙王顶一带。
9、新生界第三系，以红色砾岩和砂砾岩为主，砂岩和砾岩相互成层，夹有薄层页岩，分布于庐北的魏家老屋、许家墩，西南部的石榴山、龙王顶、岱鳌山一带，广泛出露在罗昌河以北、菖蒲山以南地区。
10、第四系上、中、更新统，在各丘阜区边部呈现为棕红色网纹状粘土夹砾石层。上部为黄褐色粘土、亚粘土，含铁锰结核，在黄屯南山至马鞭山一带，出露为砾岩卵石及红土、红黄土堆积，以次生石英岩与火成岩碎块为主，砾石大者1米以上，一般均碗口大小，形状不等，多出现单面刻划擦痕。
第四系全新统，呈现黄褐色亚粘土及砂质粘土、浮泥、沙卵石。广泛分布在县境低洼区、平坦地区岗垄地带及河谷地带。
三、火山岩中生界侏罗系上统到白垩系下统。境内燕山期火山活动频繁，形成的火山岩系多分布在县境东南部庐枞火山盆地。其次有牛王寨低山丘陵区、沙溪、巢湖岸边同春等地。庐枞盆地火山岩系，以其喷发旋回，可归纳为四组七段，自上而下列表分述。另外，沙溪、柯坦以及巢湖岸边同春等地，见有安山质、粗面质熔岩及碎屑岩等，因研究程度低，分布零星，统归毛坦厂组。
火山岩地层简表

〔地质构造〕
本县位于下扬子准地台西北、大别山地盾的东部边缘，大部属淮阳山字型前弧东翼部份，又有郯庐大断裂带通过，构造较为复杂，就构造形式而言，可分“构造单元”和“断裂形迹”两部：
一、构造单元境内较大的构造单元有四：
1、北东向复式背斜褶皱带北自盛桥入境，经龙池山、东顾山、县城至菖蒲山，长37公里，宽约5公里。出露地层呈紧闭线状褶皱，轴向北东～南西(30°左右)，包括若干个不完整的背斜和向斜。断裂构造主要为北东至北北东向走向断层，该断层由于受两次以上力的方向不同，产生先逆后正断层性质，使地层产生迭瓦状或地堑与地垒。其次为北西向横断层(300度左右)，为张扭性，有平移断距，自盛桥至庐江城北，已知大小断层在16条以上，常使纵断层和岩层发生错位。上述两组断层的切割，构成区内“多”字型构造格架。至于庐南地段，因受庐江～土桥横断层影响，南盘下降，形成断陷，更受后期火山岩活动覆盖，特别是近轴部闪长岩体的侵入，与沙溪铜矿床有密切关系。
2、庐枞火山岩盆地位于县境东南部，属扬子准地台西北边缘和淮阳地盾东部结合地带。其火山岩系不整合于中、下侏罗系象山群之上，呈一开阔的向斜盆地，地层倾角在边部约15～20度，中心部位平缓。由于在火山岩系底部，见有较厚的沉积角砾岩，说明在“宁镇运动”以后，该区有断陷活动性质。而在其下，象山群底部也出现含角砾沙岩，而且厚度较邻区为大，又说明在更早的“南象运动”已使该区从震旦系到三叠系产生沉降断陷性质。因此说该盆地为“继承性断陷盆地”。本区的火山活动，具有明显的旋回性，每个火山旋回，产生不同类型的火山机构。早期旋回的火山机构，常被后期旋回作用所破坏或覆盖，大部难以恢复。据目前已知资料认为：罗河、大包庄、盘石岭、何家小岭矿区，皆系早期盘石岭、砖桥旋回期，岩侵性隆起。何家大岭(钟山铁矿)为盘石岭旋回期爆发角砾岩简。矾山、刘家山为盘石岭旋回期破火山口。东部的古火山机构，由于剥蚀较深，保留不完整，已难辨认。至于双庙期和浮山期两个火山旋回的爆发，则认为：双庙旋回以溢流相为主，浮山旋回以爆发、喷发相为主。浮山期距今最近，火山机构保存也最好。区内对盆地有较大影响的构造，北东向“罗河～金湾断层”(罗河～善厚集断裂的南段)将火山岩盆地切割成东西两部，东部半边盆地北宽南窄，状如人耳；西半边相对下陷，接受上白垩红层沉积。
3、浮祥山穹折断束该断束两侧皆为郯庐断裂所夹，成一狭长状，东北隔巢湖与“桥头集穹折断束”相对应，是“张八岭台拱”向西南延展部分。自戴桥至浮祥山一线，有下元古界地层零星出露，浮祥山磷矿点为一个破碎背斜的东翼。
4、大别山地质东部边缘该区位于县境西部和桐城交界处，属大别山台背斜南翼的倾伏处，轴向大致为北东东，分布在大狮子山至长岗岭一线、北翼在安山一带。地层出露较全，为上侏罗统毛坦厂组安山岩、粗面岩及其泥灰岩等，倾向北西，倾角20～35度。南翼受郯庐断裂影响，地层遭受破坏，产状较紊乱。东部鸭池山附近为北东向(约60度)次级构造裂隙，有萤石矿脉充填。
二、断裂形迹境内断裂构造，主要为北东至北北东纵向断裂，其次为北西至北西西向横向断裂，构成交织格局。其中北东向纵断裂，主要为郯庐大断裂带及与之接近平行的塔山～中垾断层，盛桥～菖蒲山断层，罗河～善厚集断层、乌江～蜀山断层；北西向横断裂有庐江～土桥断层和泥河～黄梅尖断层。
1、郯庐断裂带该断裂于1956年由地质部航空磁测队概查时发现，它北起黑龙江、吉林、辽宁、过山东的郯城、安徽的庐江，直至华南，是我国东部一条巨大的超岩石圈断裂带。该断裂在庐江有四、五条主干断裂及伴生、派生构造形迹，构成一个以断裂为特征的北北东向构造带。嘉山至庐江段断裂规模最大，北宽南窄，庐江以南强度减弱。主断裂自桐城孔城入本县境，以北东30～35度方向经浮祥山至白石山入巢湖出境，高角度倾向北西。主干断裂确有导岩、导矿及地震活动带之特点。另一支自浮祥山南、乐桥镇北，经庐江县城西，至许桥附近出境，其产状和主断裂同。现已探明郯庐断裂带金刚石保有储量占世界第10位。
2、中垾～塔山纵断层北东向，南段和郯庐主断裂平行，北段以40度方向和盛桥～菖蒲山断裂相交于巢湖中。
3、盛桥～菖蒲山纵断层北北东向，北段沿盛桥～菖蒲山复式背斜褶皱带东侧，南部发育在菖蒲山复式背斜轴部，构成沙溪矿区导岩、导矿通道。
4、罗河～善厚集纵断层北北东向，在本县罗河～金湾段纵向切割了庐枞火山岩盆地。东边大部为庐枞盆地主体，蕴藏有多种矿产；西边小部断陷下降。
5、乌江～蜀山纵断层北东向，南段在本县砖桥～黄屯一线东北入无为县境。
6、庐江～土桥横向断层北西向，西段南盘下降，切割盛桥～菖蒲山复式背斜褶皱带，东段控制了庐枞火山岩盆地北部边缘。
7、泥河～黄梅尖横断层北西向，西段自菖蒲山南，再次切割菖蒲山复式背斜褶皱带，南盘下降；东段在黄梅尖一带为控岩构造通道。
〔岩浆岩活动〕
侏罗系末白垩系初，剧烈的宁镇运动造成本区断陷和破裂，给岩浆活动以通路。境内的岩浆岩是这个时期的产物。
一、侵入岩一次侵入体主要为闪长岩、石英闪长岩，次为辉石闪长岩、辉石闪长斑岩及其它变种。主岩分布在沙溪的福泉山、凤台山一带，面积长约10公里，宽约3公里，矿物成份简单。次岩分布在矾山、砖桥东、焦冲、缺口及冶父山一带。分布在矾山2平方公里，主要矿物为正长石，次为酸性斜长石、辉石，副矿有磁铁矿、黄铁矿、磷灰石、锆石等；分布在焦冲约11平方公里，主矿为正长石，少量石英，副矿为磁铁矿，蚀变有黄铁矿化；分布在缺口北三公里处为辉石闪长岩和二长岩等杂岩体，钻探控制北东西南向长5000米，宽1800米，矿物成份为中长石、更长石；分布在冶父山，面积约3～5平方公里，岩体结晶较好，有少量黄铁矿化。
二次侵入体为二长岩、二长斑岩，多为小岩株，岩脉分布在巴家滩、青山水库、岳山等地。其中主要分布在巴家滩，面积约3平方公里。矿物成份为拉、中斜长石，钾长石，少量辉石、黑云母，岩体边缘有轻微铜矿化。
三次侵入体为正长岩、石英正长岩、正长斑岩、石英正长斑岩、花岗闪长岩，以岩株、岩脉为主。主要分布在枞阳的黄梅尖、浮山、大岭脚等处。县境为牛王寨岩体，罗河、砖桥一带有脉岩。牛王寨正长岩体在县之西境，跨桐城县境，出露面积约150平方公里。主矿为钾长石和少量熔蚀状石英斜长石，副矿为磷灰石、绿帘石等。在郯庐断裂的西侧安山岩、粗面岩中，接触带蚀变有硅化、角岩化、黄铁矿化、萤石化等。
二、脉岩境内脉岩主要分布在火山岩盆地，以南北向为主，少量为北西向和北东向。
闪长玢岩、辉石闪长玢岩、安山玢岩、微晶闪长岩主要分布在砖桥一带，其中微晶闪长岩分布在牛王寨岩体内，咏宽0.5～10米，长几十米到千米。此类脉岩形成较晚，不伴生金属矿化。
正长斑岩、粗石斑岩，脉宽1～5米，长几十米到数公里，规模较大，分布较广泛。矿物主要成分为钾长石、少量石英和斜长石。这类脉岩和铜矿化关系密切，如黄树堡、石门庵等地，脉体本身即铜矿化。流纹状石英正长斑岩，脉宽1米左右，长几十米，主要产于牛王寨岩体和黄梅尖岩体。
玄武岩、粗玄岩、拉斑玄武岩数量少，规模小，仅在何家冲一带见到，常和含铜石英脉相伴生，可作脉状铜矿找矿标志。
煌斑岩规模小，主要分布在牛王寨和黄梅尖岩体中，在雾顶山和獭猫尖之间，岩脉和含铜石英脉平行或穿插其中。
三、次火山岩或称超浅成侵入岩，也称潜火山岩。其形成多发生在火山旋回的末期。隐伏于盘石岭、罗河大包庄地区和何家大小岭地区，也有出露地表。
砖桥旋回次火山岩，岩性单一，为粗安玢岩，分布最广，呈岩床、岩舌状出露在山间沟谷。
双庙旋回次火山岩，为斜长粗安玢岩，暗色矿物较少，分布在庐枞盆地中偏南。
浮山旋回次火山岩为粗石斑岩，多充填在火山管道中，呈柱状突出地表。其分布地区已出县界，在枞阳北部、庐枞盆地之南沿。