元古代晚期的雪峰运动，使境内地壳下降，大规模海侵发生，海相沉积。早古生代奥陶 纪晚期，地壳上升，海退发生，志留纪地层缺失。到晚古生代泥盆纪时期，强烈的广西运动 使地壳再次下降，大规模海侵亦随之而至，县内海相沉积。晚古生代二叠纪时的海西运动， 境内地壳露出海面。中生代侏罗纪时，地壳第三次下降并伴有小规模海侵。尔后，地壳再次 上升，境内地质轮廓形成。
　　 地层
　　 境内出露的地层，以丹洲群为最古老，以第四系为最新，以泥盆系出露最广。第三系、 侏罗系、三叠系、二叠系及志留系等均缺失。
　　 丹洲群 主要出露于黄沙瑶族乡与龙胜各族自治县交界地带， 厚度220～1390米。其上 部为灰绿色变质长石石英砂岩，粉砂岩及绢云母千枚岩；中部为炭质千枚岩、绢云千枚岩； 下部未见出露。
　　 震旦系 县境震旦系有下统和上统。主要分布在茶洞、黄沙2乡，出露面积45平方公里。 下震旦统为轻变质石英砂岩和轻变质含砾砂岩， 厚度331～2760米。上震旦统为灰、深灰色 页岩和灰白、浅灰色厚层状硅质岩、夹硅质页岩，厚116～251米。依年代先后，分为长安组、 富禄组、南沱组、陡山组和老堡组。
　　 寒武系 分布于宛田、 黄沙、茶洞、两江、南边山等乡镇。出露面积约600平方公里， 可分为清溪组和边溪组。清溪组主要为深灰色页岩、灰绿色砂岩、灰黑色页岩和炭质页岩， 厚度1123～2021米，富含原始海棉化石；边溪组为灰、灰绿色细砂岩夹黑色页岩或泥板岩， 灰、 深灰色页岩夹炭质岩和细砂岩，厚度为618～1512米，富含原始海棉等化石，与下伏地 层整合接触。
　　 奥陶系 分布在县境北部的宛田、中庸、五通、保宁等乡镇。出露面积约100平方公里， 可分为下统、中统、上统，与下伏地层角度整合接触。
　　 下奥陶统自下而上有白洞、 黄隘、升坪3组。白洞组主要为灰白色、灰黑色厚层块状泥 质灰岩、白云质灰岩，化石稀少，厚15～16米。黄隘组为砂岩、页岩，局部地区中部或下部 夹灰岩、 白云岩及层间砾岩透镜体，厚度745～2114米，富含笔石，主要有燕形笔石。升坪 组为黑色页岩、 炭质页岩夹少量细砂岩或粉砂岩，厚度276米，富含笔石，主要为紧密围笔 石。
　　 中奥陶统为薄层状页岩，局部夹细砂或粉砂岩，厚100～200米。主要笔石有圆滑雕笔石 等。
　　 上奥陶统为一套厚层块状长石石英砂岩、岩屑质砂岩，厚300～600米，富含四川叉笔石、 扁平叉笔石。
　　 泥盆系 从南到北均有分布，出露最广，有下、中、上统之别，与下伏地层角度不整合 接触。
　　 下泥盆统分为莲花山组和那高岭组。莲花山组为紫红、紫灰色砂岩、粉砂岩和石英细砂 岩、 砾岩，厚度330～474米。那高岭组为灰绿、黄绿、紫红色粉砂岩和泥质粉砂岩，厚354 米。
　　 中泥盆统分为郁江组和东岗岭组。郁江组上部为灰绿、灰黄、青灰色中细粒石英砂岩、 泥质沙岩、 泥岩。中上部有宁乡式鲕状赤铁矿1～2层，在赤铁矿的上、下部位均有含磷1～ 12％的薄层状磷矿层，下部为浅紫、灰白色石英砂岩，厚289～312米，含东京巅石燕贝等化 石；东岗岭组，境内南北均有出露，其岩性迥然不同。南部为白云质灰岩、灰岩，由南至北， 泥质、灰质益多，白云质及厚度渐少。该组厚度250～500米，含鄂头贝、华尔脱切珊瑚等化 石。
　　 上泥盆统有融县组和榴江组。融县组主要为灰岩、夹白云岩、白云质灰岩，厚320～350 米，含腕足类帐幕石燕贝、泡沫型珊瑚等化石。榴江组主要为灰黑色、灰黑硅质岩、硅质页 岩及紫红售。浅红色、绿色的扁豆状灰岩，局部含锰、磷，厚110～200米。该组含竹节石类 塔节石，光壳节胃、腕足类弓石燕贝等化石。
　　 石炭系 境内仅有下统出露，主要分布于五通、两江、四塘之间以及五通镇与庙岭乡之 间，可分为岩关阶和大塘阶。富含腕足类石燕贝，珊瑚类线纹长身贝、亚洲泡沫柱珊瑚等化 石，与下伏地层假整合接触。
　　 岩关阶上部以灰黑色、深灰色硅质泥岩为主，中部为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，下部 为泥灰岩夹炭质泥岩、 硅质岩，厚约266米。大塘阶分为罗城段、寺门段、黄金段。罗城段 为深灰色中至厚层状灰岩，厚约50米；寺门段为灰岩、泥灰岩、页岩，厚约45米；黄金段为 灰黑色、深灰色灰岩，厚约128米。
　　 白垩系 出露于茶洞乡北部的慈洞与两江镇宝山，呈条带状，上部为紫红色细砂岩、泥 岩，下部为紫红砾状砂岩、砾岩，厚度60～80米，与下伏地层角度不整合接触。
　　 第四系 出露于两江、五通、四塘、会仙等乡镇山间小平原地带，厚约50米。为坡积层、 洪积层亚砂土、亚粘土、夹砾石，含孢粉植物化石，与下伏地层角度不整合接触。
　　 地质构造
　　 县境位于扬子准地台和华南准地台交界地带，褶皱和断裂发育。
　　 褶皱 三县界背斜：轴向北东，形成于加里东时期。两翼岩层较陡，轴面略向北倾，次 级褶皱发育，构成复式背斜。可见长7公里，宽20公里。两翼之寒武系砂页岩中有含铜、铅、 锌石英脉侵入。
　　 架桥岭背斜：轴向南北，形成于印支时期。该背斜通过会仙乡，呈南北向展布。其核部 为加里东期北东褶皱块，翼部泥盆系连续出露，倾角变化大，长40余公里，宽15公里。
　　 五通向斜：轴向北北东，贯穿南北。该向斜两翼断裂发育，走向多与向斜轴向平行。东 翼地层为泥盆系，西翼为泥盆系和寒武系，有含金石英脉，向斜北端有奥陶系出露，核部则 为石炭系。
　　 断裂 境内断裂发育，根据断裂所切割的地层，所控制的沉积盖层的分布以及断裂与褶 皱的关系，确定有印支期及燕山期断裂。近南北向断裂和北西向断裂多属印支断裂，且正、 逆断裂均发育；北东向断裂则属燕山断裂。
　　 上述断裂控制着全县的内生矿产的形成与分布：
　　 五通向斜西翼断裂带，从龙胜的和平直接贯穿至县境两江镇宝山村，矿产以铅、锌为主， 其次是汞和重晶石。
　　 五通向斜东翼断裂带，北端在中庸至宛田地段，仍受龙胜和平大断裂的影响，亦以铅、 锌为主；南端从五通镇桐山至黄茅岭，经四塘乡入永福县苏桥镇，主产锑矿。
　　 南部的南边山、六塘、会仙处于架桥岭背斜北倾覆端，由于受形成架桥岭背斜造山运动 影响，所产生的断裂带，从大力岩经会仙黎塘、山林肚、马面的上村，至四塘乡田心，延续 到桂林市郊和灵川县。主要产硫铁矿、硫铁矿经风化后形成的铁帽褐铁矿，其次产铅、锌及 重晶石矿。
　　 以上以区域划分的三组断裂带均盛产硫酸盐类的硫化矿物，布及全县，另有矽酸盐类矿 物石英石，其余盐类的内生矿产尚未发现。
　　 岩浆岩
　　 境内岩浆岩极为鲜见，仅在宛田瑶族乡有一辉绿岩小岩脉。县南部与阳朔交界处有隐伏 花岗岩体，为晚元古代时期侵入岩。