经1966年9月至12月陕西省地质局水文地质工程地质队对境内地质进行勘探,县境内地质情况可分以下几区:
(一)秦岭中高山区 位于五丈原以南,组成物质为前震旦纪(约19亿年前至5亿7千万年前)花岗岩及花岗片麻岩。
(二)低山丘陵区 位于周公庙、崛山沟以北,其组成物质以分水岭为界,北为石灰岩及二迭纪(约2亿8千5百万年前至2亿3千万年前)砂页岩;南为奥陶纪(约5亿年前至4亿4千万年前)石灰岩。全区大部为黄土覆盖,太白山、凤凰山、莲花寺、野狐岭、铁橛山一带则岩石裸露地表,出露厚度250~300米,呈厚层状,表面有岩溶及风化现象,走向西北,倾向西北或东北,角度40°~60°。节理发育:二组节理斜交,为风化节理,沟谷近山口部分,两侧及沟底部有厚层的洪积物质堆积。
(三)渭河及支流阶地、洪积扇组成的堆积区 ①洪积扇地区:位于岐山山脉以南,横水河、
水河以北(俗称北原)及秦岭北麓曹家乡的四原、五丈原镇的二、三原。海拔高程,后缘至前缘750~650米。洪积物质主要来源于横水河、雍水河、龙尾沟、马尾沟、崛山沟和西沟。由几个小的洪积扇形成山前洪积扇群。其组成物质,底部以下以更新统时期或中更新统时期洪积、冲积为主;顶部以上以更新统时期风积、冲积为主;后缘部分为黄土状亚粘土含砾卵石层,前缘部分为黄土状亚粘土含钙质结核。②渭河及支流阶地区:渭河北侧只有一级阶地,面宽2.5公里左右;南侧有一、二级阶地,平坦较窄,0.5~2公里。一、二级阶地高差10~15米左右,呈陡坎相接。
水河有两个不连续的阶地,阶面窄小,宽处只有200米左右。一、二级阶地高差7~10米,呈陡坎相接。其组成物质,二级阶地为黄土状亚粘土夹一层古土壤。一级阶地为亚砂土。底部为下更新统时期河相沉积物,主要是棕黄、红黄、灰黄色的亚粘土、亚砂土和砾石互层。一般埋藏于地表下15~40米。
(四)黄土原区 位于渭河阶地两侧,山前洪积扇前缘,即五丈原、碛雍原和七里原。渭河南岸可能由于阶梯断层所致,形成了梯状古地貌,至今仍呈阶梯黄土原地貌景观。其组成物质,顶部为上更新统时期及中更新统时期黄土组成,并夹有14层古土壤(地表可见到9层),底部约120米以下为下更新统时期河冲、洪积物质。主要是亚粘土或亚砂土夹砂或砂砾石层。
已知矿藏主要有:
石灰石:藏量大,易开采。分布在北部山区,岩石裸露且已开采的有西方乡(距县城18公里处)、祝家庄乡的大石沟、小石沟及秦岭北麓落星乡黑沟河等处。
石英石:在曹家乡曹家村南2.5公里处,藏量约600万吨,现已开采,每年向青岛、山东等地运出约2000多吨。
大理石:在京当乡乱石山,藏量不清,未开采。
沙石:主要分布于渭河河滩。
白垩土:分布于北山一带,可作烧制水泥原料。
煤:在落星乡瓦房沟,煤层80厘米,藏量不多,没有开采价值。
砚石:在崛山的南沟,石质较细。