境内出露地层主要为太古界——元古界胶东群、元古界粉子山群、中生界花岗岩体和新生界第四系。
太古界——下元古界胶东群 该群分布东起梁郭、掖城、朱马一带，地层呈北东走向，为北东向带状分布，是栖霞复背斜的西延部分。在境内出露不全，就其岩性特征相当于胶东群一岩组，其中二岩段居多。其岩性主要有黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩，斜长角闪岩，其次为长石石英岩，夹透闪大理岩，其岩性受混合岩化作用较强。
下元古界粉子山群 该群分布于粉子山至东宋一带呈一倒转向斜，轴向近东西。境内出现以下两组：
祝家夼组 分布于粉子山倒转向斜两翼，其岩性主要以黑云变粒岩，长石石英岩为主，其次是白云质大理岩、黑云片岩、透闪岩、斜长角闪岩，与胶东群呈角度不整合接触。
张格庄组 分布于粉子山倒转向斜核部。根据岩性组合特点，可将该组划分三个阶段。其中：第一段厚163.21-645.2米，厚层白云质大理岩为主，夹黑云变粒岩、斜长角闪岩、长石石英岩。第二段厚169.72-513.4米，由透闪岩、黑云变粒岩组成，两者多为互层产出。第三段厚542.85-1113.33米，可分为四个岩层：第一层为青灰色薄状白云质大理岩组成，局部夹透闪大理岩、黑云变粒岩。第二层由菱镁岩、绿泥片岩、白云质大理岩组成，厚224.87-639.4米，本层赋存菱镁石、滑石、绿冻石，是本区主要含矿层位之一。第三层是以黑云斜长角闪岩为主，夹有绢云绿泥片岩，厚达129.82-269.71米。第四层，绢云片岩、疙瘩状黑云片岩为主，夹白云质大理岩、菱镁岩。本层赋存菱镁石、滑石、绿冻石，亦是本区主要含矿层位，厚达210米。
新生界第三系 地表无出露，隐伏于城北(大原、朱由镇)第四系地层之下，面积约50平方公里，呈北东向展布，其延伸至渤海不清。据掖县糖厂机井岩心揭露，负9米为第四系沙质粘土，负20至123米为紫红色泥质砂砾岩，负123至170米为绿泥灰岩，这套地层相当于黄县组煤系沉积。
新生界第四系 为一套松散沉积岩层，广泛分布滨海平原，河流两岸及山间谷地。根据成因可分为冲、洪积残坡积和海积等类型。主要分布区：一是金城、朱桥、西由、过西、平里店、朱由、大原、掖城等平原区。此平原区内近海为海积物，南部区为冲、洪积物，岩性为中细砂及亚砂土、亚粘土组成。二是东宋、珍珠、沙河、土山向西至胶莱河平原，此区北部为海积平原，南部为冲、洪积平原，岩性为中粗砂及亚砂土、亚粘土。
第一节 地层
境内出露地层主要为太古界——元古界胶东群、元古界粉子山群、中生界花岗岩体和新生界第四系。
太古界——下元古界胶东群 该群分布东起梁郭、掖城、朱马一带，地层呈北东走向，为北东向带状分布，是栖霞复背斜的西延部分。在境内出露不全，就其岩性特征相当于胶东群一岩组，其中二岩段居多。其岩性主要有黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩，斜长角闪岩，其次为长石石英岩，夹透闪大理岩，其岩性受混合岩化作用较强。
下元古界粉子山群 该群分布于粉子山至东宋一带呈一倒转向斜，轴向近东西。境内出现以下两组：
祝家夼组 分布于粉子山倒转向斜两翼，其岩性主要以黑云变粒岩，长石石英岩为主，其次是白云质大理岩、黑云片岩、透闪岩、斜长角闪岩，与胶东群呈角度不整合接触。
张格庄组 分布于粉子山倒转向斜核部。根据岩性组合特点，可将该组划分三个阶段。其中：第一段厚163.21-645.2米，厚层白云质大理岩为主，夹黑云变粒岩、斜长角闪岩、长石石英岩。第二段厚169.72-513.4米，由透闪岩、黑云变粒岩组成，两者多为互层产出。第三段厚542.85-1113.33米，可分为四个岩层：第一层为青灰色薄状白云质大理岩组成，局部夹透闪大理岩、黑云变粒岩。第二层由菱镁岩、绿泥片岩、白云质大理岩组成，厚224.87-639.4米，本层赋存菱镁石、滑石、绿冻石，是本区主要含矿层位之一。第三层是以黑云斜长角闪岩为主，夹有绢云绿泥片岩，厚达129.82-269.71米。第四层，绢云片岩、疙瘩状黑云片岩为主，夹白云质大理岩、菱镁岩。本层赋存菱镁石、滑石、绿冻石，亦是本区主要含矿层位，厚达210米。
新生界第三系 地表无出露，隐伏于城北(大原、朱由镇)第四系地层之下，面积约50平方公里，呈北东向展布，其延伸至渤海不清。据掖县糖厂机井岩心揭露，负9米为第四系沙质粘土，负20至123米为紫红色泥质砂砾岩，负123至170米为绿泥灰岩，这套地层相当于黄县组煤系沉积。
新生界第四系 为一套松散沉积岩层，广泛分布滨海平原，河流两岸及山间谷地。根据成因可分为冲、洪积残坡积和海积等类型。主要分布区：一是金城、朱桥、西由、过西、平里店、朱由、大原、掖城等平原区。此平原区内近海为海积物，南部区为冲、洪积物，岩性为中细砂及亚砂土、亚粘土组成。二是东宋、珍珠、沙河、土山向西至胶莱河平原，此区北部为海积平原，南部为冲、洪积平原，岩性为中粗砂及亚砂土、亚粘土。