地质

　　兴安县地处江南古陆西段东南缘，湘桂褶皱带的北部。地质发展历经前泥盆纪地槽(约25～4亿年前)，晚古生代地台(约4～2.3亿年前)和中新生代陆缘活动带(2～3亿年前至今)三个发展阶段。在地质矿产研究史上是桂东北有重要意义的地区，部分地方性地层单位的命名渊源于此。
 

地层

　　兴安地层分布广泛，面积2126平方公里，占全县面积的90.5%。由老到新有震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、白垩系和第四系。其中泥盆系得天独厚，分布最广，占全县面积的50%。
　　震旦系　仅分布于华江瑶族乡洞上村和金石乡中洞村、永安村，面积10平方公里，未见底。下部为浅灰、灰绿色含砾砂岩，含砾长石砂岩。中上部为深灰色页岩、炭质硅质页岩。上部为灰白色硅质岩，其质地坚硬，构成陡崖地貌。县内厚度不详。
　　寒武系　分布于县北及西北周边，东起界首镇苏家村，向西沿华江瑶族乡的锐炜、水埠、同仁、洞上直到金石乡的佑安、中洞、永安等村。面积190平方公里。下部为灰黑色泥质页岩、炭质页岩。上部为灰绿色块状砂岩，长石石英砂岩。底部夹硅质岩，中部夹少量灰岩。厚1589～1619米。
　　奥陶系　主要分布在西至西北部和东部，有东西两片，西至西北片遍及金石乡、华江瑶族乡除高寨、杨雀村外的各村和溶江镇茶源村、严关乡清水村、护城乡东界、红卫村、界首镇石门村。东片见于漠川乡协兴、保林、艳林等村。总面积375平方公里。由灰绿色、灰黑色砂岩、页岩组成。底部为灰色灰岩、白云岩。厚2784～3332米。
　　志留系　只有下统。分布于华江瑶族乡升坪村，面积10平方公里。岩性为灰绿色、灰黑色砂岩，页岩互层。厚370米。
　　泥盆系　分布广泛。在上述奥陶系出露的两片之间除沿湘江、漓江两岸零星分布些石炭系、第四系外，均为本地层。另在金石乡中洞村也有少量分布。总面积1153平方公里。下部为紫红色砂岩，含赤铁矿。中上部为浅灰、灰色灰岩、白云岩、夹页岩及少量硅质岩。厚326～2956米。
　　石炭系　只有下统。主要分布在中北部，见于崔家乡崔家、高泽村，湘漓乡普头、力头、麦源村，护城乡柘园、石坑、护城、自治、南源、塘市、红卫等村，界首镇石门、界首、兴田等村。其次在南部的高尚乡济衷、仁和、堡里、茗田等村和溶江镇千家、廖家村有小面积出露。总面积150平方公里。岩性以灰色灰岩、燧石灰岩、白云岩为主，夹灰黑色含炭页岩、煤层和灰黄色泥质粉砂岩。厚1085～2168米。其中分布在湘漓、高尚、溶江等乡(镇)的厚328～408米，不含煤。
　　白垩系　仅分布于界首镇大洞、百里村，面积13平方公里。为紫红色砾岩、砂岩、粉砂岩、下部夹灰岩。出露不全，可见厚度356米。
　　第四系　主要沿湘江(海洋河)、漓江(灵渠、大溶江)两岸分布，尤在水系交汇处及村落、平原分布较多。总面积225平方公里。主要由冲积洪积形成的砾石、砂土、亚砂土、粘土、亚粘土组成，现多已开垦成耕地。厚1～27.6米。
 

岩浆岩

　　县内岩浆岩分布不多，面积222平方公里。种类单一，主要是加里东期酸性侵入岩，分属猫儿山、越城岭、海洋山三个岩体。
　　猫儿山岩体　呈长条状岩基产出，长轴北东向。出露面积1623平方公里，县内面积190平方公里，是岩体的最南部，位于华江瑶族乡的西部及金石乡东北部边缘，由灰白色中粒似斑状黑云母花岗岩(俗称麻石)组成。南端洞上村油麻岭以西内接触带中发育较多的含钨石英脉。
　　越城岭岩体　呈岩基在猫儿山岩体东部平行产出，面积1450平方公里，县内面积仅4平方公里，是岩体西南的一角，位于华江瑶族乡锐炜村东北部。岩性为灰色粗中粒似斑状黑云母花岗岩。
　　海洋山岩体　呈岩基产出，平面近似椭圆形，面积约400平方公里，县内面积28平方公里，位于漠川乡协兴、保林村的东部，是岩体西部的一小部分。由中细粒似斑状黑云母花岗岩组成。
 

构造

　　兴安区内经过了加里东、印支、燕山三次性质强烈的褶皱断裂运动。加里东运动以形成褶皱构造为主，断裂次之，伴随着花岗岩基侵入，构造运动后使地槽回返，地槽发展阶段到此结束。印支运动以褶皱和断裂活动为主，使地台盖层构造形成，海相沉积作用结束。燕山运动以断裂构造活动为主，褶皱活动次之，这次构造运动后使区内地质构造最后定型。三次构造运动形成的褶皱和断裂构造均沿着北东方向有规律的展布，不同期构造发育方向的相同性，反映了盖层构造继承了基底构造的方向和基底构造对盖层构造的控制作用，也反映了地质构造力学性质上的关系，即区内褶皱、断裂的形成主要是受北西、南东方向构造挤压力作用的结果，形成了猫儿山背斜、兴安复向斜、海洋山穹窿等褶皱构造和溶江、白石等区域性大断裂。
　　猫儿山背斜　区域上长大于50公里，宽30公里，县内为背斜南端，位于华江瑶族乡和金石乡。背斜轴向北东30～40度，向南倾伏。核部地层为前寒武系，被加里东期花岗岩破坏并取代。翼部地层为寒武系、奥陶系、志留系。
　　海洋山穹窿(短轴背斜)　位于漠川乡东部海洋山一带，长轴方向北东30度，长40公里，宽20公里，向四周边缘倾斜，近似椭圆状。穹窿核部由奥陶系组成，被加里东期花岗岩侵入破坏。翼部由泥盆系组成，县内仅是西翼的一部分。
　　兴安复向斜　位于猫儿山背斜与海洋山穹窿之间，北经界首，南过高尚，长大于50公里，宽20～30公里，轴向北东40～50度。核部地层为石炭系、白垩系，翼部地层为泥盆系，向斜宽广平缓，次级褶皱发育，是一开阔短轴复式向斜。由于溶江、白石两条区域性大断裂的破坏，使向斜形态更为复杂。
　　溶江断裂　走向40～50度，倾向北西，倾角30～60度。县内由南往北经溶江镇、严关乡和护城乡的南源村及界首镇的石门村通过兴安复向斜西侧，两端延出县外。长大于40公里，破碎带宽几十至上百米，北西盘上升，南东盘下降。错断的地层有奥陶系、泥盆系、石炭系和白垩系。受该断裂影响，使下盘灰岩蚀变重结晶，形成几十至上百米宽的不连续大理岩化带。该断裂进入新生代仍有活动，溶江镇附近曾发生两次四级以上地震。
　　白石断裂　走向30～40度，倾向北西，倾角37～45度。县内经白石乡和漠川乡的白面村南北延出境外。长大于30公里，破碎带宽30～200米，北西盘上升，南东盘下降。区域上错断的地层有泥盆系、石炭系、白垩系。