【地质】 地质演变。咸宁市发育元古代至第四纪地层，划分为三个发展阶段：（1）前震旦纪发展阶段。经历了两个重要固结期，形成地台基底。咸宁市大地构造应属扬子地块南部的大陆边缘型冒地槽。（2）震旦纪—三叠纪发展阶段。经历统一、分裂、再统一的全过程。即在陆壳的基础上经过震旦纪的统一地台发展时期，古生代初期大陆地壳裂陷、解体，扬子准地台继续稳定发展。（3）晚三叠世—第四纪发展阶段。该阶段可划分为晚三叠世—中侏罗世、晚侏罗世—早白垩世早期、早白垩世晚期—早第三纪、晚第三纪—第四纪四个发展时期。侏罗纪末期的构造变动，形成全市现今的构造格架。扬子区转变为以侏罗山式褶皱为特征的台褶带，以北北东向断裂为主体的滨太平洋断裂体系基本定型。在滨太平洋壳幔运动的影响下，断陷、断坳盆地的形成和发展是白垩纪至第三纪时期的主要构造特征。

地质构造。咸宁市位于长江中游南岸，幕阜山北麓。大地构造处于扬子准地台中段的下杨子台坪的大冶台褶带的梁子湖凹陷和咸宁台褶束以及幕阜台拗的通山台褶束等3个四级构造单元内。（1）梁子湖凹陷(II31-2)。位于赤壁至梁子湖一带。在印支拗褶带之上、晚三叠世以来的继承性凹陷，呈北东—北东东向弧形延伸。赤壁一带，上三叠统至侏罗系组成的褶皱比较宽缓，轴向北东。神山以北，因第四系覆盖严重，构造形态不清。晚侏罗世以来，凹陷盆地向断陷盆地转化，盆地的发育受北东和北北东向断裂的控制，并在保安、金牛间形成较大的火山岩盆地。晚侏罗世和早白垩世是火山活动最剧烈的时期，呈现由裂隙式喷发到中心式喷发的构造形式。（2）咸宁台褶束(II31-4)。呈北东东向延伸的挤压带，震旦系至中三叠统卷入其中，以大幕山复背斜为主体，延伸百余千米。大幕山复背斜，轴向自西向东由北东东向转为东西向，向两端倾伏。核部出露前震旦纪冷家溪群，两翼由震旦系至三叠系系组成。次级褶皱发育，自北向南有孙鉴铺背斜、赵李桥—咸宁—三溪口向斜带、双港—大幕山—木石港背斜带、黄石洞向斜和坑口背斜。褶皱一般呈不对称的斜歪状，轴面倾向南，局 部向北倒转。断裂构造主要有路口断裂和双港口断裂，为该单元的南、北分界断裂。断裂走向分别为北东东向和北西西向，延伸几十至近百千米，控制通山、崇阳等中、新生代断陷盆地发育和玄武岩喷发。（3）通山台褶束(II40-1)。由震旦系至三叠系的褶皱组成，以通山复向斜为主体，总体呈北东东向延伸。褶皱旦紧密线状或短轴状，轴面倾向南，局部向北倒转。断裂比较发育，主要有北东东和北东—北北东两组。前者是与褶皱伴生的走向逆断层，破坏褶皱的完整性；后者具平推逆断层性质，明显切割北东东向褶皱束，且断裂的东盘有规律地逐段向北平移，断裂附近岩层发生明显拖曳，颇为醒目，在航片、卫片上均为清晰的反映。岩浆岩活动集中于燕山期。在通城和幕阜山一带，有花岗岩、二长花岗岩侵入，主要岩体有通城岩体、九宫山岩体和沙店岩体。

岩性。（1）地层。咸宁市境属于华南地层大区的扬子地层区的下扬子地层分区和江南地层分区。区内出露中元古代—第四纪地层。元古界冷家溪群、震旦系构成方山、大幕山、坑口和幕阜山—九宫山背斜核部，三叠系构成向斜核部，寒武—二叠系构成背、向斜两翼。侏罗系主要分布于嘉鱼地区，构成向斜核部；第三系东湖群主要分布于崇阳、通山一带，零星分布于燕厦、咸安和赤壁等处。第四系主要分布于赤壁—咸安一线以北为近代河湖沼泽沉积，其他地区仅零星分布坡谷低洼地带。各时代地层特征。南华系分为莲沱组、古城组、大塘 坡组、南沱组。莲沱组为一套由下向上由粗变细的紫红色碎屑岩。震旦系为统一稳定的地台区，处于陆表海、浅海碳酸盐台地环境，下部出现泥质条带灰泥岩、含碳质页岩等低速沉积，普遍含钒、锰等元素；之后转化为开阔海台地—局限台地碳酸盐岩沉积，在台地前缘斜坡地带常沉积含磷白云岩 或磷块岩，形成湖北省重要的含磷、银钒矿、铅锌矿、钼矿层位。寒武—志留系寒武纪初，形成以滞留局限环境白云岩为主，局部暴露，接受风化剥蚀。中、晚侏罗世为一套陆相红色碎屑岩地层，在晚期 于鄂东南尚有火山碎屑岩地层。白垩—新近系白垩纪—新近纪为 一套连续沉积的陆相红色碎屑岩，是一个多中心、多物缘、多韵律的复杂沉积岩系。咸宁属于湖北四个沉积区的鄂东区（幕埠山北麓以北的广大鄂东、鄂东南地区）。第四系鄂南河流成网，湖泊星罗棋布，为一片冲、湖积平原型沉积，第四系广泛发育。可划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统堆积层。（2）火成岩。全市火成岩主要分布于通城和九宫山一带，赤壁一带有零星分布。主要是燕山期中性—酸性侵入岩，而喜马拉雅期，仅在上白垩统—第三系中见有零星的玄武岩。①燕山期侵入岩。主要有幕阜山、九宫山花岗杂岩体，赤壁—嘉鱼一带有隐伏岩体或小岩株出露。各其次间彼此可见有过渡类型的变种岩石。由早到晚，SiO 2 、KO 2 、Fe 2 O 3 /FeO比值逐渐增高，Fe 2 O 3 、FeO、MgO、CaO、Al 2 O 3 的含量逐渐减少，但总体仍属硅铝过饱和偏碱性或过碱性岩石。主要变质作用云英岩化、钠长石化与矿化关系密切。岩体两种副矿物组合：早期裼帘石型，副矿物以裼帘石、榍石、角闪石为主；中晚期为独居石型，副矿物以独居石、钛铁矿为主。矿产有锂、铍、铌、钽及钨、钼等，特别是岩浆后期形成的花岗传晶岩脉，更是锂、铍、铌、钽等稀有金属矿产富集的主要部位。②喷出岩。在上白垩统—第三系中有零星玄武岩，呈脉状、似层状产出。③脉岩。本市脉岩种类多、分布广，以酸性、中酸性岩脉为主，基性、超基性、碱性岩脉次之，主要有花岗岩脉、伟晶岩脉、细晶岩脉、闪长岩脉、石英脉、花岗斑岩脉、煌斑岩 脉、辉长岩脉、辉绿岩脉等。花岗岩脉、伟晶岩脉、细晶岩脉、闪长岩脉、花岗斑岩脉及部分石英脉，主要产于花岗岩侵入体内外接触带，具有与岩浆岩同源性和成矿专属性。（3）变质岩。在幕阜山—九宫山复背斜以北发育的冷家溪群浅变质岩系，以板岩类及其变种为主，次有千枚岩、变砂岩、变砾岩等。仅在与岩浆岩接触边缘变质程度增高，出现有片岩类岩石，见石英脉型金矿化、变砾岩型金矿化。在岩浆岩侵入体边缘见有混合岩化花岗岩。区内动力变质岩分布相当普遍。主要沿断裂破碎带呈线状或带状分布。主要岩石类型有压碎岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩等。

断裂带与地震活动。咸宁市地质构造比较复杂，主要是近东西向构造和北东向构造，北西向构造次之。它们不但控制了本区不同时代的地层发育、构造变形、岩浆活动和成矿作用，而且对近代地貌特征等也有重要影响。（1）近东西向断裂。有大湖山—九宫山断裂、崇阳—通山断裂和徐家山断裂等。崇阳—通山断裂：断裂自崇阳县城北西，往东经路口至富水一带消失，总体呈近东西向，全长约95千米。因受崇阳、宋家祠等红盆掩盖，地表仅断续出露。断面倾向南，倾角65°～75°，主要发育于早古生代地层中，沿断裂带见断层角砾岩、糜棱岩、硅化岩破碎带，最宽达200余米，在路口一带见志留系被挤压成鳞片状。白垩至第三系沿断裂带断续分布。（2）北东向断裂。区内北东向断裂非常发育，主要有麻（城）团（风）断裂、麦市（苏塘）—楠林桥（白霓）断层组、高湖—沙店—燕夏断层组、麻地边—随阳断层组、赤壁—咸宁断裂等。（3）北西向断裂。区内北西向断裂主要有麻颈断裂和城山—横石潭断层组。麻颈断裂：发育于大药姑东侧崔家坳组中，呈北西走向，略向北偏，与岩层走向基本一致，出露长约16千米,地貌上形成笔直的冲沟。沿断裂带岩石变动强烈，揉皱劈理极为发育，构成一个几百米宽的挤压带，带内常可见挤压硅化破碎带或动力变质矿物—绿帘石、滑石、绿泥石等。断面倾向北东，倾角78°～80°，属于逆断层。

【地貌】 咸宁市地势东南高、西北低，大致可分为构造中山区、低山丘陵区、冲积平原区等三个地貌区。在全市自然面积中，构造中山区占27.8％，低山丘陵区占55.8％，冲积平原区占16.4％。

构造中山区。位于咸宁市东南部，蜿蜒于湘、鄂、赣边境的幕阜山脉，为花岗岩、变质岩组成的穹窿褶皱断层山陡坡地形。构造上处于幕阜山背斜北翼，核部为冷家溪群浅变质碎屑岩和燕山早期花岗岩组成，北翼为震旦系，寒武系砂页岩，碳酸盐组成。呈西南—东北走向，绝对高程在900～1500米之间，幕阜山之主峰老鸦尖海拔1656.7米，为该区最高峰。向北北东方向延伸，由花岗岩及变质岩所组成，山势雄伟，峰峦重叠，多呈悬崖陡壁，难以攀登。河流呈树枝状切割强烈，河谷呈“V”形，多山间急流和瀑布。

低山丘陵区。位于咸宁市中部的方山—大幕山—雨山山脉，夹于赤壁—咸安冲积平原和崇阳—通山盆地之间。崇阳雨山以东以侵蚀地形为主，以西以岩溶地形为主。由于地质构造的影响，大幕山复式背斜造成背斜山向斜谷，而通山复式向斜则为向斜山背斜谷，岭谷相间的地形特征。背斜核部主要为元古界冷家溪群浅变质碎屑岩组成，向斜核部主要有三叠系碳酸盐岩组成，背斜、向斜之间主要为震旦系至二叠系砂页岩、碳酸盐岩组成。山脉走向由北东到北东东向，海拔高300～1000米，主峰大药姑海拔1261米，雨山海拔1029米，大幕山海拔954米。相对高差有200～500米，其山脊一般平缓，水系呈梳状或羽毛状分布，河流呈“V”或“U”形。本区水库较多，主要有赤壁陆水水库（湖），咸安南川水库和四门楼水库等，此外，温泉潜山森林公园和赤壁市五洪山度假村等处尚见热泉分布。

冲积平原区。位于咸宁市西北部赤壁市茶庵岭至咸安区双溪以北的大片地区，方山—大幕山—雨山低山丘陵区之西北，是江汉平原的一部分。主要为第四系中—上更新统网纹状亚黏土红土垅岗地形和部分全新统砂砾石河谷地形。海拔高 23～280 米，相对高差 50～200米。河流均汇入湖泊，以成形河谷为主，横断面呈开阔的“U”形。

盆地。主要为崇阳—通山盆地，横沟桥盆地，走向均由北东向向北东东向过渡。盆地主要由第三系紫红色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、砾岩等，崇阳—通山盆地局部见玄武岩。